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.