todas aulas fundamentos ecologia 2007 3w3.ualg.pt/~lchichar/fundamentos ecologia 2006-07/aula nº...

26

ECOLOGIA

Luís Chícharo

Aula n º 2

27

Sumário aula nº 1

Definição de ecologiaReconhecimento da ecologia como ciênciaDesastres ecológicosImpacto humano na aceleração dos ciclos de matéria e energiaMitigação e recuperação de ecossistemasNoções sustentabilidade dos recursos, tragédia dos comuns e precauçãoEvolução do pensamento ecológico – tipos de ecologiaObjecto de estudo da ecologia relativamente a outras ciênciasHistória ecologia

- classificação seres vivos- evolução- selecção natural- dinâmica populações – factores crescimento e de redução- capacidade de suporte do meio- noção de super-organismo - ecossistema- dinâmica ecossistema

28

Níveis de organização em Ecologia

AUTOECOLOGIA(organismos)

DEMOECOLOGIA(populações)

SINECOLOGIA(comunidades)

Complexidade

Interrelações FACTORES AMBIENTAIS

29

Níveis de organização em Ecologia

AUTOECOLOGIA

DEMOECOLOGIA

SINECOLOGIA

Complexidade

Interrelações

FACTORES AMBIENTAIS

30

AUTOECOLOGIA

DEMOECOLOGIA

SINECOLOGIA

Complexidade

Interrelações

Espécie A

Espécie B

FACTORES

AMBIEN

TAISNíveis de organização em Ecologia

31

Classificação dos factores ecológicos

Factores bióticos e abióticos

Factores dependentes e independentes da densidade

Condições e Recursos

Ex: A salinidade não depende com a densidade dos peixes num aquárioEx: O oxigénio dissolvido depende da densidade dos peixes num aquário

Ex: A taxa de predação da população de raposas depende da densidade da população de lebres

Ex: temperatura no interior da colmeia- factor abiótico?

32

Classificação dos factores ecológicos

Condições e Recursos

Factor ambiental abiótico que varia no tempo e no espaço masque pode ser alterado pela presença de organismos

Tudo o que é consumido pelos organismos" (Tilman, 1982)

Ex: a luz é consumida pelas plantas para produção de biomassaEx: a toca de um esquilo ao ser utilizada não possibilita a sua utilização para outro fim por outro animal pelo que a toca é "consumida" (recurso)

33

Influência dos factores ecológicos nosorganismos e espécies

eliminam as espécies das zonas com ambientes não favoráveis

determina a distribuição espacial e temporal das espécies

►

►

► modificam as taxas de natalidade e de mortalidade

condiciona a abundância das espécies

favorecem a ocorrência de modificações adaptativas

determina o sucesso das espécies (extinção e especiação)

34

Influência do factor ecológico no desempenhodas espécies

1 – factor ecológico afecta o desempenho de forma contínua,entre níveis extremos Ex. temperatura e pH.

2 – influência do factor ecológico só afecta desempenhoem valores de intensidade elevados Ex. toxinas, poluentes

3 – Influência reduzida do factor é essencial para o desempenho mas é negativa em intensidades elevadas. Ex. P.ex. NaCl (animais) e micronutrientes Zn, Mg.. (plantas)

35

Métodos para análise da influência do factor ecológico no desempenho das espécies

► métodos morfométricos

Ex: relação peso/comprimento; peso das estruturas rígidas/peso total

► métodos histológicos

Ex: diâmetro e estrutura das células do tubo digestivo

► métodos bioquímicos

Ex: triglicerídeos/colesterol; DNA/mg peso seco; RNA/DNA

► métodos fisiológicos

Ex: taxas filtração, taxas excreção, “scope for growth”

36

Métodos fisiológicos – “scope for growth”

MATÉRIA

ENERGIA

37

Amplitude da Tolerância - valência ecológica

AMPLO

REDUZIDO

EURI…..

ESTENO…..

EURITÉRMICOEURIHALINO

ESTENOTÉRMICOESTENOHALINO

38

Cada ser vivo apresenta, face aos diversos factores ecológicos, limites de tolerância, entre os quais se situa o óptimo ecológico

Lei da Tolerância (Shelford, 1911)

39

Factor ecológico limitante: Lei do Mínimo(Leibig, 1840)

“O crescimento (dos vegetais) é limitado pelo elemento cuja concentração é inferior ao valor mínimo (abaixo do qual não existe

crescimento)”.

40

Transferência de matéria e energianossistemas ecológicos

41

Transferência de matéria e energia: Leis datermodinâmica conservação da energia e exergia

2nd law of thermodynamics - a tendency toward entropy or maximum disorganization of structure and maximum dissipation of utilizable energy – mínimaexergia (Rudolf Clausius and William Thomson (Lord Kelvin), mid. XIX)

1st law of thermodynamics - the energy can neither be created nor destroyed(Julius Robert Mayer, 1842)

42

Life-processes consume the exergy in the energy.

Exergia e processos biológicos

Exergy - thermodynamic concept expressing energy or biomassquality in an Ecosystem (Jørgensen & Mejer, 1979):

Exergy is dependent on the structural complexity of the biomass or its quality

Specific Exergy (SpEx) -Exergy per biomass unity

43

where Ci is biomass of a certaintaxonomic or functional groupand βi is the genetic informationon it (DNA).

Exergia : medida da “qualidade” dos ecossistemas

44

Inventory of Water Total amount ofwater: 1,385,990.5 x 1015 kg

Data from Chahine, 1992, The hydrological cycle and its influence on climate, Nature, v. 359, p. 373-380;

Ciclo da Água: reservatórios, fluxos, residênciaEstimated Flows of Water in

the Global Water CycleFlows given in units of 1015

kg/year

Residence times

45

Ciclo da Água: intervenção humanaPer Capita Water Use in 1987

46

Ciclo do Carbono

Estimated major stores ofcarbon on the Earth.

AQUECIMENTO GLOBAL

47

Ciclo do Carbono: intervenção humana

Seasonalvariation

48

1 Pg C = 1 x 1015 g C

“CARBON SEQUESTRATION”

3000 m

Ciclo do Carbono: intervenção humana

49

Ciclo do Fósforo

Risco de eutrofização

50

Ciclo do Azoto

Ncycle.exe