Ecossistemas: O que são? Como trabalham?

Fig. 3-6, p. 39

Biosphere

Carbon

cycle

Phosphorus

cycle

Nitrogen

cycleWater

cycleOxygen

cycle

Heat in the environment

HeatHeatHeat

Earth’s Life-Support Systems

Heat radiated

by the earth

Solar

radiation

Absorbed

by ozone

UV radiation

Visible

light

Absorbed

by the

earth

Reflected by

atmosphere (34%)

Energy in = Energy out

Radiated by

atmosphere

as heat (66%)

Lower Stratosphere

(ozone layer)

Troposphere Greenhouse

effect

Heat

Fig. 3-7, p. 40

O que acontece com a Energia Solar que chega a Terra?

Bilionésima parte da Energia emitida pelo sol atinge a Terra (maior parte luz visível)

Gases do efeito estufa natural – vapor de água, CO2, Metano, Óxido Nitroso e Ozônio.

Fig. 3-8, p. 41

Coniferous forest Desert Coniferous forest Prairie grassland Deciduous forest

100–125 cm (40–50 in.)

75–100 cm (30–40 in.)

50–75 cm (20–30 in.)

25–50 cm (10–20 in.)

below 25 cm (0–10 in.)

Average annual precipitation

4,600 m (15,000 ft.)3,000 m (10,000 ft.)1,500 m (5,000 ft.)

Coastal mountain

ranges

Sierra Nevada

Mountains

Great American

Desert

Rocky

Mountains

Great

Plains

Mississippi

River Valley

Appalachian

Mountains

Coastal chaparral

and scrub

Major Biomes

Sun

Producer

PrecipitationFalling leaves

and twigs

Producers

Primary consumer

(rabbit)

Secondary consumer

(fox)

Carbon dioxide (CO2)

Oxygen (O2)

Water

Soil decomposers

Soluble mineral nutrients

Fig. 3-10, p. 42

Major Components of a Field

Ecosystem

Major Biological Components of

Ecosystems

Producers (autotrophs) - Maioria na Terra = plantas; na água doce = algas e no mar = fitoplancton

Maioria captura luz solar para formar compostos complexos (como a Glicose) por meio da Fotossíntese

6CO2 + 6H2O + Energia Solar C6H12O6+ 6O2

Quimiossíntese – Conversão de compostos simples em compostos de nutrientes mais complexos sem luz solar

Consumidores ou heterótrofos

Decomposers – especializados em reciclar matéria orgânica nos ecossistemas, decompondo detritos orgânicos, liberando compostos inorganicos mais simples no sólo e na água, onde os produtores podem absorver os nutrientes.

Omnivores – Alimentam-se de plantas e animais.

Detritivores – Alimentam-se de restos organicos.

“Nos ecossistemas naturais existem pouco ou nenhum desperdício.”

Aerobic respiration

C6H12O6+ 6O2 6CO2 + 6H2O + Energia Solar

A sobrevivencia de qualquer organismo depende do fluxo de energia que percorre seu corpo.

A sobrevivencia de um Ecossistema depende da reciclagem de matéria e de fluxo de energia unidirecional.

MushroomWood

reduced

to powder

Long-horned

beetle holes

Bark beetle

engraving

Carpenter

ant

galleries

Termite and

carpenter

ant

work Dry rot fungus

Detritus feeders Decomposers

Time progression Powder broken down by decomposersinto plant nutrients in soil

Fig. 3-12, p. 44

Detritivores

Fig. 3-13, p. 45

Decomposers

bacteria, fungi)

Solar

energy

Heat

Heat

Heat Heat

Heat

Abiotic chemicals

(carbon dioxide,

oxygen, nitrogen,

minerals)

Consumers

(herbivores,

carnivores)

Producers

(plants)

Main Structural Components of

an Ecosystem

Fig. 3-14, p. 45

Biodiversity

Food Chains and Food Webs

Mostram como os consumidores, os consumidos, e os decompostos estão conectados uns aos outros no ecossistema

Food chain – Sequencia de organismos na qual um serve de alimento para o outro.

Trophic level – A cada organismo presente em um ecossistema.

Food web – Complexa rede de cadeias alimentares interligadas

Fig. 3-16, p. 47

First Trophic

Level

Second Trophic

Level

Third Trophic

Level

Fourth Trophic

Level

Producers

(plants)

Primary

consumers

(herbivores)

Secondary

consumers

(carnivores)

Tertiary

consumers

(top carnivores)

Detritivores

decomposers and detritus feeders)

Solar

energy

Heat

Heat Heat Heat

HeatHeat

Heat

Heat

Model of a Food Chain

Humans

Blue whale Sperm whale

Crabeater seal

Killer whale Elephantseal

Leopardseal

Petrel

Fish Squid

Carnivorous plankton

Krill

Phytoplankton

Herbivorouszooplankton

Emperor

penguin

Fig. 3-17, p. 48

Food Web in the Antarctic

Adélie

penguins

Energy Flow in an Ecosystem

Existe uma diminuição na quantidade de energia disponível para cada organismo que se sucede na cadeia ou teia alimentar.

Biomass – Cada nível trófico na cadeia ou teia contem certa quantidade de Biomassa, o peso seco de toda a materia organica contida nesses organismos.

Ecological efficiency – Porcentagem de Energia química transferida de um nivel trófico para outro

Pyramid of energy flow – Quanto maior o número de níveis tróficos em uma cadeia ou teia, maior a perda cumulativa de energia a medida que ela flui pelos vários níveis tróficos.

Eficiência ecológica ~ 2% a 40%, sendo 10% o normal (90% de perda de Energia para o meio, na forma de calor de baixa qualidade) a cada transferência de um nível trófico.

Fig. 3-18, p. 49

Secondary

consumers

(perch)

10

100

1,000 kcal

10,000 kcal

Energia

disponível em

cada nível trófico

Heat

Heat

Heat

Heat

Heat

Producers

(phytoplankton)

Tertiary

consumers

(human)

Primary

consumers

(zooplankton)

Pyramid of Energy Flow

Decomposers

Biomass Productivity

Diferentes ecossistemas utilizam energia solar para a produção e apresentam diferentes taxas de uso de biomassa

Produtividade Primária Bruta (PPB) – tx em que produtores de um ecossistema convertem energia solar em energia química na forma de biomassa

Produtividade Primária Líquida (PPL) = PPB – R “Energia utilizada na respiração”

PPL mede a velocidade na qual os produtores podem forncecer o alimento de que os demais organismos necessitam

Fig. 3-19, p. 49

Energy lost and

unavailable to

consumers

Respiration

Growth and reproduction

Sun

PPB

PPL(energy available

to consumers)

Differences between PPB and PPL

Fig. 3-20, p. 50

Brejos e Pântanos

Tropical rain forest

Temperate forest

Northern coniferous forest

(taiga)

Savanna

Agricultural land

Bosques e vegetação arbustiva

Temperate grassland

Tundra (arctic and alpine)

Desert arbustivo

Extreme desert

Aquatic Ecosystems

Estuaries

Lakes and streams

Plataforma Continental

Open ocean*************************

Terrestrial Ecosystems

800 1,600 2,400 3,200 4,000 4,800 5,600 6,400 7,200 8,000 8,800 9,600

Average PPL (kcal/m2/yr)

PPL in Major Life Zones and

Ecosystems

Produtores são a fonte de todo alimento

no ecossistema

Apenas a Biomassa representada pela PPL esta disponível em forma de alimento para os consumidores, que utilizam somente parte dessa quantia.

PPL da Terra limita o número de consumidores (inclusive para nós) que podem viver

A estimativa é que nós destroímos cerca de 27% da PPL potêncial da Terra e entre 10 a 50% da PPL dos ecossistemas terrestres.

O que poderá acontecer conosco daqui a 50 anos, se continuarmos com crescimento populacional contínuo e exponencial e com super-consumo dos recursos, como alimentos, madeira e pasto?

Solo

O que é e Por que é importante?

Fina cobertura sobre a terra formada de uma complexa mistura de rocha erodida, nutrientes minerais, materia organica em decomposição, água, ar e bilhões de organismos vivos.

Sua renovação é lenta e dependendo do clima a formação de apenas 1 cm pode levar de 15 a centenas de anos.

Base da vida na Terra, fornecendo grande quantidade de nutrientes e água para as plantas e para nós mesmos, já que ingerimos estes alimentos.

Principal filtro da Terra pois purifica a água quando esta passa por ele, auxilia na decomposição e reciclagem de resíduos biodegradaveis.