ecologia dos sistemas agrícolas-ii

Ecologia dos sistemas agrícolas: bases teóricas para sistemas agrícolas

sustentáveis:

Agroecossistema “Um agroecossistema é um local de

produção agrícola – uma propriedade agrícola, por exemplo – compreendido como um ecossistema.” (Gliessman 2009)

Agroecologia

“A aplicação de conceitos e princípios ecológicos ao desenho e manejo de sistemas de produção de alimentos – a essência da agroecologia – pode ajudar-nos a produzir de forma mais sustentável” (Gliessman 2009).

Bases teóricas para sistemas agrícolas sustentáveis

Bases teóricas para sistemas agrícolas sustentáveis

Produzir de forma mais sustentável

Gliessman 2009 → “ ...uma versão do conceito de produção sustentável – a condição de ser capaz de perpetuamente colher biomassa de um sistema, porque sua capacidade de se renovar ou ser renovado não é comprometida. ...

...reduzir a vulnerabilidade e a dependência do sistema no que se refere à interferência humana.”

Ecologia dos sistemas ecológicos – naturais ou agrícolas

Ecossistema― estrutura e funcionamento ―

Níveis de organização

Organismo

População

Comunidade

Ecossistema

Gliessman 2009

Ecologia dos sistemas ecológicos

Níveis de organização

Propriedades emergentes

O todo é maior que a soma das partes!

Propriedades estruturais das comunidades:

Diversidade de espécies

Abundância relativa e dominância

Estrutura da vegetação

Estrutura trófica

Estabilidade.

Propriedades estruturais das comunidades:

Diversidade

Diversidade de espécies

Abundância relativa e dominância

Diversidade ecológica Diversidade genética,

Heterogeneidade de habitat, etc.

Diversidade ecológica

Gliessman 2009

Diversidade ecológica

Heterogeneidade do ambiente:

Heterogeneidade espacial e temporal

Heterogeneidade espacial → horizontal e vertical micro-habitats

tirar vantagem da heterogeneidade espacial das condições, pelo ajuste dos tipos de cultivo e arranjos

Ex.: agroecossistema agroflorestal ou um horto doméstico dominado

por árvores (X tentar forçar a homogeneidade ou ignorar a heterogeneidade).

Propriedades estruturais das comunidades:

Estrutura de vegetação → componente vertical e componente horizontal

Propriedades estruturais das comunidades:

Estabilidade

...habilidade de resistir à mudança e de ser resiliente em resposta a perturbações

Feiden 2005 → “...no conjunto, os ecossistemas são extremamente estáveis em sua estrutura e funcionamento.

Essa estabilidade se deve à diversidade de espécies, à complexidade dos ecossistemas e à redundância em suas funções.

Propriedades estruturais das comunidades:

Estrutura trófica:

→

Produtores

Consumidores

Decompositores

Estrutura trófica → Níveis tróficos

Gliessman 2009.

Estrutura Trófica → Níveis tróficos

Gliessman 2009

Ecossistemas

- estrutura e funcionamento -

Estrutura → componentes bióticos e abióticos

+

Interações

Funcionamento

Sistemas ecológicos – Funcionamento:

Fluxo de energiaCiclagem de nutrientesRegulação de populaçõesMudança no ecossistema

(processos = dinâmica dos ecossistemas)

Fluxo de energia ― ecossistema natural:

Gliessman 2009

Sistemas ecológicos – Funcionamento:

Fluxo de energia ― sistema agrícola:

Gliessman 2009

Sistemas ecológicos – Funcionamento:

Fluxo de energia

Produtividade Primária Bruta – Respiração = Produtividade Primária Líquida

Produção Secundária Cadeia alimentar

Gliessman 2009

Sistemas ecológicos – Funcionamento:

Ciclagem de nutrientes – Carbono:

Gliessman 2009

Sistemas ecológicos – Funcionamento:

Ciclagem de nutrientes – Nitrogênio:

Fixação Biológica de Nitrogênio – FBN

Importância das Leguminosas!

Gliessman 2009

Sistemas ecológicos – Funcionamento:

Sistemas ecológicos – Funcionamento:

Interações entre espécies

Algumas formas de interação:

Mutualismo

Predação

Parasitismo

Competição

Regulação de Populações

Sistemas ecológicos – Funcionamento:

Micorrizas

Nódulos de Rhizobium em raízes de acácia (Fonte: Siqueira & Franco, 1988).

FBN – Fixação Biológica de Nitrogênio

Relações mutualísticas

Sistemas ecológicos – Funcionamento:

Mudança no ecossistema

Distúrbios e perturbações

→ Sucessão ecológica

Sistemas agrícolas convencionais- estrutura e funcionamento -

Menor diversidade (simplificação! homogeneidade!) Fluxo de energia mais aberto Ciclagem de nutrientes mais aberta Redução nas interações tróficas Diminuição na capacidade de auto-regulação insumos Estabilidade → Reduzida resiliência etc.

Estrutura e funcionamento― ecossistemas naturais e sistemas agrícolas ―

Gliessman 2009

Agroecossistema— sistemas agrícolas sustentáveis —

Biodiversidade !

Diversidade ecológica diversidade genética

diversidade de habitat

diversidade funcional

Interações

auto-regulação e sustentabilidade

Agroecossistema— sistemas agrícolas sustentáveis —

Franco & Campello 2005

Sistemas agrícolas sustentáveis — Diversidade —

Diversidade a nível do produtor primário:Sistemas de policultivos menor risco para o

produtor →

cultivo consorciado → agroflorestas – hortos domésticos

rotações cercas vivas e vegetação tampão cultura de cobertura → gramíneas e leguminosas pousios sucessão secundária – mosaico de áreas

em diferentes estágios da sucessão.

Sistemas agrícolas sustentáveis — Diversidade —

Diversidade de

plantas não cultivadas e animais silvestres, incluindo predadores e parasitas de pragas, ervas adventícias alelopáticas e organismos benéficos do solo.

Agroecossistema— sistemas agrícolas sustentáveis —

Fluxo de energia → menor dependência de recursos não renováveis e de insumos externos

→ Utilizar recursos renováveis e disponíveis no local

→ Introduzir espécies que criem diversidade funcional no sistema

→ Resgatar e conservar a diversidade genética local

→ Desenhar sistemas que sejam adaptados às condições locais e aproveitem, ao máximo, os microambientes

→ Plantio de variedades que são bem adaptadas às condições particulares de localidades específicas

— variedades crioulas

Agroecossistema— sistemas agrícolas sustentáveis —

Fluxo de energia → menor dependência de recursos não renováveis e de insumos externos

Cultivo mínimo (PD)

Adubação verde

Retorno da matéria orgânica incorporação de resíduos de culturas

incorporação de resíduos animais

culturas de cobertura

Agroecossistema— sistemas agrícolas sustentáveis —

Ciclos de nutrientes mais fechados →

→ Utilizar recursos renováveis e disponíveis no local

→ Manter a diversidade, a continuidade espacial e temporal da produção

Agroecossistema— sistemas agrícolas sustentáveis —

Uso de mecanismos reguladores próprios →

→ Introduzir espécies que criem diversidade funcional no sistema

→ Resgatar e conservar a diversidade genética local.

Agroecossistema— sistemas agrícolas sustentáveis —

Resiliência, estabilidade, produtividade e equilíbrio →

→ Otimizar e elevar os rendimentos, sem ultrapassar a capacidade produtiva do ecossistema original.

→ Resgatar e conservar os conhecimentos e a cultura locais.

Agroecossistema— sistemas agrícolas sustentáveis —

Mudança no ecossistema

Distúrbios e perturbações

→ Sucessão ecológica

Manejo apropriado da perturbação e da

recuperação.

— Sistemas agrícolas sustentáveis —

Manejar X Controlar

práticas que visam reforçar a estrutura e o funcionamento do ecossistema agrícola e as qualidades emergentes.