sucessão ecológica
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Sucessão EcológicaSucessão Ecológica
HistóricoHistórico
F.E. Clements – Pai da Teoria SucessionalF.E. Clements – Pai da Teoria Sucessional
Mudanças: cíclicas X sucessionaisMudanças: cíclicas X sucessionais
Desde os filósofos. O estudo da dinâmica da vegetação aparece Desde os filósofos. O estudo da dinâmica da vegetação aparece formalmente no século XIX. formalmente no século XIX.
1. “seqüência de comunidades de plantas marcadas por mudanças de
formas de vida simples a complexas” (Clements, 1916)
6. “processo de mudança direcional na vegetação durante o tempo
ecológico” (Krebs 1994)
2. “processo contínuo de mudanças na vegetação que podem ser
caracterizadas por uma série de fases” (Tansley 1935)“
3. “mudança gradual e irreversível na estrutura de uma população em
direção a uma substituição de sistemas pouco estruturados e dinâmicos…
por sistemas mais estáveis…” (Margalef 1958)
4. “mudanças na estrutura de espécies e processos da comunidade ao longo
do tempo” (Odum 1983)
5. “padrões não-sazonais, direcionais e contínuos de colonização e extinção
de populações de espécies em um determinado local” (Begon et al.
1990)
Escala temporais e espaciais
Métodos de acompanhamento:
1. Observar as mudanças numa área ao longo do tempo
2. Observar seqüências espaciais representando seqüências temporais
Minutos à milênios
Microscópica à continental
Algumas definições
Distúrbio - : pode ser entendido como um evento que interrompe o fluxo de energia na comunidade e cria novas áreas para a colonização por novos indivíduos.
Espécies iniciais - aquelas que rapidamente se estabelecem após um distúrbio
Espécies tardias - aquelas que se estabelecem mais tarde na seqüência sucessional
Sere - é a seqüência das comunidades que se substituem ao longo da sucessão
Estágio Seral - é cada uma das comunidades na seqüência da sucessão
Climax - associação espécies atingida no último estágio da sucessão
Tipos de Sucessão
Podem ser classificadas de acordo com a origem do ambiente onde ela ocorre
Primária – desenvolvimento da comunidade de plantas em substrato recém formado, onde não existia anteriormente matéria orgânica
Secundária – Processo de reestabalecimento de uma área onde a vegetação foi parcialmente ou totalmente destruída, mas no solo permaneceu ainda matéria orgânica
Sucessão Primária no Monte St. Helens
Foto: R. Emetaz (U.S. Department of Agriculture) Foto: J. Quiring (U.S. Department of Agriculture)
Tipos de Sucessão
Podem ser relacionadas a fatores físicos externos ou fatores biológicos, ligados à comunidade:
Alogênica: é resultado de processo geofisicoquímicos externos atuando na seqüência das espécies
Autogênica: é resultado de processos biológicos modificando as condições físicas e os recursos
Se d im e nto s Se d im e nto s
Se d im e nto s Se d im e nto s
Ilustração: Adriano Caliman
Sucessão após fogo em fragmento florestal em Poço das Antas-RJFotos: Fernando Fernandez
O processo de sucessão autogênico podem ser dirigido por comunidades autotróficas ou heterotróficas
Sucessão autotrófica - Ocupação dos ambientes por comunidades de organismos fotossintetizantes ou autotróficas
Sucessão heterotrófica ou degradativa – ocorre a partir da decomposição sucessiva de um determinado recurso por comunidade heterotrófica
Sucessão degradativa em fungos (Begon, 1996)
Sucessão EcológicaSucessão Ecológica
Modificação no ambienteModificação no ambiente
Modificação na estrutura e composição das espéciesModificação na estrutura e composição das espécies
Anuais – herbáceas perenes – arbustos – árvores pequenas – Anuais – herbáceas perenes – arbustos – árvores pequenas – árvores grandes.árvores grandes.
Espécies com diferentes característicasEspécies com diferentes características
Perguntas essenciaisPerguntas essenciais
Qual efeito que as espécies iniciais tem sobre as espécies Qual efeito que as espécies iniciais tem sobre as espécies finais?finais?
O que permite que uma espécies ou grupos de espécies seja O que permite que uma espécies ou grupos de espécies seja substituído ou dominado por outra(s) espécie(s)?substituído ou dominado por outra(s) espécie(s)?
Porque diferentes padrões na abundância de espécies Porque diferentes padrões na abundância de espécies ocorrem durante a sucessão?ocorrem durante a sucessão?
Modelos de SucessãoModelos de Sucessão
Clements – Modelo de facilitação – As espécies que inicialmente dominavam modificavam o ambiente tornando-o menos favorável a eles e mais favoráveis a outros. Comparava as comunidades a superorganismos que crescem, se desenvolvem e se reproduzem. A sucessão é um precesso unicamente sequencial
Gleason – mais individualista – As mudanças em determinado local depende inteiramente da composição inicial das espécies, que estão reunidas de forma complexa e estocástica, resultando num processo sucessional completamente individual
FacilitaçãoFacilitaçãoInibição Inibição TolerânciaTolerância
Modelos de sucessão
Connell & Slatyer (1977): Descreveram 3 mecanismos de Connell & Slatyer (1977): Descreveram 3 mecanismos de sucessão baseados demonstrando o efeito das primeiras sucessão baseados demonstrando o efeito das primeiras colonizadoras sobre as espécies subsequentes. Esse efeito colonizadoras sobre as espécies subsequentes. Esse efeito poderia ser negativo, positivo ou neutro.poderia ser negativo, positivo ou neutro.
Estabelecimento
Efeitos das pioneiras no recrutamento
Substituição
Continuidade
Equilíbrio
Distúrbioabre espaço para a colonização de novas sps.
Apenas algumas sps. pioneiras são capazes de se estabelecer em espaços abertos
As sps. modificam o ambiente, tornando-o menos favoráveis para elas próprias; e mais favorável para o recrutamento de sps. dos estágios sucessionais seguintes
A modificação do ambiente pelas pioneiras facilita o crescimento das espécies tardias, que são competidores superiores e com o tempo excluem as primeiras
A seqüência sucessional continua até que as sps. residentes não facilitem a invasão e o crescimento de outras sps.
As modificações no ambiente pelas sps. pioneiras têm pouco ou nenhum efeito sobre o recrutamento das sps. dos estágios subseqüentes
Os indivíduos jovens das sps. tardias, invasores ou residentes, crescem apesar da presença de pioneiras saudáveis. Com o tempo as pioneiras são eliminadas
A seqüência continua até que nenhuma sps possa invadir ou crescer na presença das residentes
Das sps. que chegam no espaço aberto, qq uma é capaz de se estabelecer e existir como adulto sob as condições prevalentes
As sps pioneiras modificam o ambiente,tornado-o menos favorável ao recrutamento de sps. de estágios sucessionais tardios
Enquanto as sps pioneiras existirem ilesas e/ou continuarem regenerando-se vegetativamente, elas excluirão ou irão suprimir os colonizadores subseqüentes. As pioneiras só serão substituídas se sofrem alguma perturbação.
Neste estágio, a invasão e/ou crescimento só pode ocorrer quando os indivíduos residentes sofrerem algum dano ou morrerem, abrindo espaço.
FACILITAÇÃO TOLERÂNCIA INIBIÇÃO
Fonte: Modificado de Connell & Slatyer (1977)
Tilman (1982) – Modelo de alocação de recursos
A sucessão é um processo muito influenciado pela disponibilidade de recursos, com luz e nutrientes.
Evidenciou a importância do papel da competição por recursos no processo sucessional
As diferentes habilidades competitivas das espécies resultarão num processo de substituição seqüencial à medida que as condições ambientais mudam gradativamente ao longo do tempo
Modelos de sucessão
Fonte: Begon (1990)
Modelo de Tilman
Grime (1979) – Este modelo de sucessão baseado na história de vida das plantas
De acordo com as níveis de estresse e de distúrbio as espécies podem ser classificadas em 3 categorias
Competidoras – pouco estresse e distúrbio pouco intenso
Ruderais – Baixo estresse e distúrbio muito intenso
Tolerantes ao Estresse – muito estresse e distúrbio pouco intenso
Modelos de sucessão
Grime (2001)
R
C
T
Outros modelos
Egler (1954) – Composição florística inicial
Horn (1981) – Processo Markoviano na substituição das espécies
Essas idéias foram importantes pois propuseram a existência de outros mecanismos de sucessão diferentes da facilitação
Características das espécies ao longo da sucessão
SementesSementes
TamanhoTamanho
NúmeroNúmero
DispersãoDispersão
DormênciaDormência
PequenoPequeno
MuitoMuito
Longa/ventoLonga/vento
ComumComum
GrandeGrande
PoucoPouco
Curta/gravidadeCurta/gravidade
IncomumIncomum
CaracterísticaCaracterística PioneirasPioneiras TardiasTardias
Capacidade fotossintéticaCapacidade fotossintética AltaAlta baixabaixa
Taxa de CrescimentoTaxa de Crescimento
Tamanho do AdultoTamanho do Adulto
Período de VidaPeríodo de Vida
AltaAlta
PequenoPequeno
CurtoCurto
BaixaBaixa
AltoAlto
LongoLongo
Colinvaux (1993)
Características do Ecossistema através da Sere
Atributos do EcossistemaAtributos do Ecossistema IniciaisIniciais ClímaxClímax
EnergiaEnergia
1.1. Produção/respiraçãoProdução/respiração <1 ou >1<1 ou >1 =1=1
2.2. Produção/biomassa Produção/biomassa altaalta baixabaixa
3.3. Biomassa/fluxo energéticoBiomassa/fluxo energético baixabaixa altaalta
4.4. Produção líquidaProdução líquida altaalta baixabaixa
5.5. Cadeias alimentaresCadeias alimentares herbívoroherbívoro detritodetrito
6.6. ProduçãoProdução quantiquanti qualiquali
Atributos do EcossistemaAtributos do Ecossistema IniciaisIniciais ClímaxClímax
Ciclagem de NutrientesCiclagem de Nutrientes
16.16. Ciclos Minerais Ciclos Minerais abertosabertos fechadosfechados
17.17. Trocas ambienteTrocas ambiente//organisorganis rápidasrápidas lentaslentas
18.18. Papel dos detritosPapel dos detritos pequenopequeno grandegrande
EstruturaEstrutura
7.7. Matéria Orgânica TotalMatéria Orgânica Total pqnapqna grandegrande
8.8. Nutrientes InorgânicosNutrientes Inorgânicos extraextra intrabiintrabióótiticoco
9.9. Diversidade (riqueza)Diversidade (riqueza) baixabaixa altaalta
10.10. Diversidade (equitatDiversidade (equitat)) baixabaixa altaalta
11.11. Diversidade BioquímicaDiversidade Bioquímica baixabaixa altaalta
12.12. Zonação e EstratificaçãoZonação e Estratificação baixabaixa altaalta
História de VidaHistória de Vida
12.12. Especialização de NichoEspecialização de Nicho amplaampla estreitaestreita
13.13. Tamanho dos organismosTamanho dos organismos ppqnoqno grandegrande
14.14. Ciclos de VidaCiclos de Vida curtoscurtos longoslongos
Pressão de SeleçãoPressão de Seleção
19.19. Forma de CrescimentoForma de Crescimento seleção rseleção r seleção Kseleção K
HomeostasiaHomeostasia
20.20. Simbioses InternasSimbioses Internas ausenteausente desenvol.desenvol.
21.21. ConservConserv.. do Nutrientes do Nutrientes pobrepobre boaboa
22.22. Estabilidade Estabilidade pobrepobre boaboa
23.23. EntropiaEntropia altaalta baixabaixa
24.24. InformaçãoInformação baixabaixa altaalta
Tabela Modificada a partir de Odum, 1972)
Clímax
É definido como o último estágio da sucessão. A comunidade que ali se instalou seria , teoricamente auto perpetuante, não havendo mudanças na estrutura e na composição das espécies, porque a comunidade se encontra em equilíbrio com as condições físicas e biológicas do ambiente
1. Teoria do Monoclimax – Proposta por Clements (1916): um único clímax dominaria cada região climácica, sendo esse o fim de todos os processos sucessionais
2. Teoria do Policlimax – Proposta por Tansley (1939): reconhece vários tipos de Climax possíveis. Climax regional regido por um fator ou combinação de fatores
3. Climax-padrão – Whittaker (1953): Sugeriu haver vários tipos de Climax, que variam ao longo de gradientes ambientais, havendo um equilíbrio dinâmico entre as espécies e o ambiente.
Clímax
Haveria um fim para sucessão ?
Questão teórica, pouco conhecida na prática
Escalas temporais muito longas
Escalas espaciais - Mosaico de vegetações
Processo dinâmico de morte e microssuceção que uma visão muito ampla pode ocultar
Scarano et al. (2003)
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