Bases ecológicas para agronomia e silvicultura

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<p>UNIVERSIDADE EDUARDO MONDLANE FACULDADE DE AGRONOMIA E ENGENHARIA FLORESTAL</p> <p>Bases ecolgicas para agronomia e silvicultura (VERSAO 3.0) SETEMBRO DE 2003</p> <p>Por: Almeida Sitoe 1</p> <p>APRESENTAAO</p> <p>O presente material uma tentativa de auxiliar o estudante na redaco de apontamentos de estudo na cadeira de Ecologia. A sua base a bibliografia que se indica no fim, por isso, no deve ser tomado como o ltimo em Ecologia mas sim um resumo sinttico das "bases ecolgicas para agronomia e silvicultura". Sendo assim, no ser de forma nenhuma o ltimo documento de referncia mas sim um guia do que se deve ler. Recomenda-se consultar a bibliografia citada no fim do manual para mais detalhes. Sendo esta uma segunda verso dos "apontamentos" de Ecologia solicita-se aos estimados estudantes que faam uma leitura crtica deste material e que faam chegar ao docente as observaes que possam contribuir para a melhoria deste para as prximas turmas.</p> <p>aas</p> <p>1. INTRODUAO</p> <p>Ecologia: conceito Definio: do grego OIKOS (=casa) + LOGOS (=estudo). a) Estudo cientfico das interaes que determinam a distribuio e abundncia dos organismos (Krebs, 1972). b) Cincia que estuda os seres vivos e o meio ambiente que os rodeia, bem como as relaes entre estes. c) Cincia das interrelaes dos organismos dentro e para o seu ambiente completo. Existem vrias definies do termo ecologia e todas elas apresentam dois termos principais: os seres vivos e o meio ambiente. Porm no fcil dar uma definio definitiva desta disciplina cientfica j que engloba um amplo espectro de conhecimentos que devem envolver todos os organismos viventes, desde os seres simples unicelulares at aos complexos seres superiores como o homem; desde o meio em que habita uma colnia de bactrias at uma grande cidade como Nova Yorque; passando, naturalmente pelos factores do meio como a temperatura, precipitao, ventos... e os recursos como os alimentos, gua e O mbito da ecologia luz. A Ecologia uma disciplina central que est relacionada com outras do ramo biolgico e ambiental como p.e. a gentica, bioqumica, evoluo, fisiologia, climatologia como disciplinas de base e outras disciplinas subsequentes, as quais tratam de fazer o uso dos conhecimentos ecolgicos para resolver problemas prticos da vida corrente como p.e. controlo de pragas, produo agrcola e silvicultura. A disciplina de ecologia muito antiga a ser implementada mas apenas nos finais do sculo passado foi adoptada como uma disciplina cientfica. Pois vejamos: se um campons sabe que deve preparar o solo para a sementeira e que a semente de milho apenas d bons resultados quando lanada na terra numa determinada poca do ano, isso j pressupoe o uso de conhecimentos ecolgicos ainda que o campons o faa sem conhecer o termo ecologia. Pois o acto de preparar a terra significa que ele sabe que existe o fenmeno de competio entre as plantas e, se quiser produzir milho deve eliminar os indivduos de espcie indesejada; por outro lado, se ele semea apenas numa determinada poca do ano porque sabe que as chuvas (gua) so factor indispensvel para a sobrevivncia das plantas e por a em diante. O que o campons no sabe definir o termo. Nesta cadeira, Ecologia, para futuros engenheiros agrnomos e florestais, a nfase ser de dar a ferramenta necessria para o conhecimento dos fenmenos da natureza (e artificiais) que</p> <p>1</p> <p>afectam (positiva ou negativamente) a produo agrcola. Por exemplo: como funciona o mecanismo atravs do qual as ervas daninhas afectam a produo de milho? Que factores podem contribuir para a distribuio da vegetao natural e, consequentemente, influenciar o tipo de cultura que se vai seleccionar para um dado stio? Como funciona o mecanismo que regula a densidade ptima de sementeira de uma cultura? Para responder s questoes anteriores precisa saber o comportamento e as necessidades da sua cultura e o comportamento do agente (factor ou recurso) que est envolvido e a medida em que este afecta a sua cultura. A Ecologia, na sua forma original estudava com especial ateno os ambientes naturais, a forma de distribuio dos organismos e a sua abundncia em relao aos factores do meio. Actualmente grande parte da superfcie terrestre constituida por ambientes humanizados, entre eles machambas, estradas, cidades, florestas plantadas de espcies introduzidas num meio que originalmente no existiam... Por isso, esta disciplina ultrapassou o seu carcter de estudo dos ambientes naturais para se dedicar tambm aos ambientes no-naturais. A ecologia encontra-se dividida em vrios ramos de acordo com o meio ambiente (p.e. ecologia terrestre, ecologia marinha) ou de acordo com a classe de organismos ou espcies em causa (ecologia dos insectos, ecologia florestal, ecologia vegetal, ecologia do bamb). A ecologia vegetal um grande ramo das cincias ecolgicas que abarca todo o reino vegetal e o seu meio ambiente. De facto esta cadeira assim intitulada, no poder de forma nenhuma cobrir com o suficiente rigor todo este espectro (que inclui desde pastagens, florestas, campos agrcolas, prados), porm tratar de fazer uma abordagem genrica e dar regras gerais aplicveis na maioria dos casos e os exemplos podero ser de um ramo qualquer dentro dos subcaptulos desta. Ecologia como cincia descritiva Uma das grandes tarefas da ecologia a descrio (caracterizao) da estrutura, composio e distribuio dos organismos num determinado meio num determinado perodo de tempo. A descrio em si, ajuda-nos a reconhecer as formas de distribuio e as formas dos organismos numa determinada zona, p.e. o reconhecimento duma floresta aberta de Brachystegia sp. ou de uma plancie. De facto s podemos entender o funcionamento de um ecossistema depois de saber caracteriz-lo e diferenci-lo de outros ecossistemas. Ecologia como cincia explicativa A dinmica desta cincia comea quando procura dar explicao das variaes destas formas vegetais, tentando identificar factores</p> <p>2</p> <p>(solos, clima, efeitos de outros organismos, fogos, inundaes, desbravamentos) que explicam o porqu de tais diferenas estruturais nas formaes vegetais, p.e. porqu numa floresta ocorre com mais frequncia espcies arbreas do que numa savana? Ecologia como cincia preditiva Quando a ecologia procura formas de predizer o aparecimento de pragas atravz do conhecimento das condies ptimas da sua ocorrncia usando modelos de predico, esta cincia toma outra dimensao, deixando de tratar apenas do presente e do passado para ajudar a prevenir situaes que poderiam causar um grande prejuzo econmico ou ecolgico p.e. a predico do aparecimento duma praga pode ser a base para tomar as medidas necessrias para o seu controlo e evitar avultados danos. Nveis de estudo da ecologia Existem vrios nveis sobre os quais a ecologia pode basear o seu estudo. Exemplo: ecologia da mandioca onde mostra a distribuo natural, zonas dse introduo, nveis de produo, tratamentos agrcolas, crescimento, pragas, requerimentos climticos e edficos para a sua produo. Neste exemplo estamos a falar de ecologia de uma espcie. Ecologia de indivduo (organismo) quando se estuda o indivduo como um ser isolado sem outros seres ao lado nem interferncias alheias. Porm esta situao raras vezes existe na natureza, nenhum organismo vive completamente isolado, no mnimo vive com outros seres da mesma espcie compartindo o espao vital e os seus recursos. A este nvel, j se fala de ecologia das populaes. Muito mais corrente, encontrar grupos de indivduos de espcies diferentes a compartir o mesmo meio ecolgico e a compartir os mesmos recursos dando a este nvel, a chamada ecologia das comunidades. De facto, para compreender como funciona um sistema precisa saber como funciona cada uma das suas partes em separado e ver como que cada umas das partes afecta a outra. Cada organismo vivente afecta de alguma forma o meio ambiente em que vive e aos outros seres a sua volta. Desde o mais pequeno microorganismo que causa uma doena mortal a um boi, passando pelos vermes do solo que removem a terra criando condies de penetrabilidade de gua e oxignio s camadas interiores do solo at ao homem que transforma todo um descampado numa cidade ou numa floresta de eucaliptos. Para fins didticos, nos prximos captulos a abordagem ser do ponto de vista dos componentes da ecologia, baseando-nos na definio do termo. Assim, a primeira parte ir abordar os seres vivos, neste caso vegetais; a segunda parte ir debruar-se sobre os factores do meio ambiente que afecta a vegetao terrestre; e a terceira, as relaes entre as duas partes.</p> <p>3</p> <p>Na realidade no fcil fazer uma abordagem ecolgica destes assuntos sem que se faa a evidncia das relaes entre ambas as partes, porm creio que para uma melhor compreeno tentar-se- tomar este procedimento da melhor forma possvel.</p> <p>4</p> <p>2. A VEGETAAO 2.1. Definio Segundo o dicionrio de lngua portuguesa, vegetao o aspecto do desenvolvimento das plantas numa regio ou pas; ou o conjunto de plantas indgenas e exticas numa regio ou pas, o que neste caso pode ser o mesmo que flora. Nos ambientes naturais a vegetao forma complexos estruturais prprios e caractersticos do tipo de vegetao desde os mais simples, constitudos por apenas uma espcie at os mais complexos constitudos por indivduos de diferentes espcies.</p> <p>Figura 1. Planta, componente bsico da vegetao.</p> <p>2.2. Natureza e evoluo (gnesis e evoluo segundo Marzocca, 1985) A histria geolgica da terra compreende quatro etapas: Precmbrica, Paleozoica Inferior, Paleozoica Superior e Cenozoica (ou moderna). Hoje em dia aceita-se que a era precmbrica compreende muito mais da metade do tempo geolgico total, segundo alguns autores, o perodo cmbrico que lhe segue, junto com todos os posteriores, apenas alcanaria pouco mais da dcima parte do total da histria geolgica do planeta. No parece haverem sido achados restos de plantas vasculares do precmbrico e o que parece haver existido h cerca de uns 3000 milhes de anos foram algumas bactrias e algas verdes azuladas derivadas de organismos procariticos, isto , desprovidos de um verdadeiro ncleo e incapazes de se reproduzir por diviso ou por recombinaes. Por seu lado, os restos fsseis de eucariotas (organismos com ncleo e capazes de se reproduzir sexualmente) situam-se entre os 1200 e 1400 milhes de anos.</p> <p>5</p> <p>Para cada era geolgica distinguem-se perodos e pocas de durao diferente. A era Paleozoica compreende sete perodos: Cmbrico, Ordoviciano, Silurico, Devnico, Carbnico Inferior, Carbnico Superior e Permiano com uma durao respectiva de 70, 70, 35, 50, 20, 45 e 55 milhoes de anos aproximadamente. Por sua vez, a era Mezozoica compreende trs perodos: Trisico, Jurssico e Cretsico com 35, 54 e 71 milhes de anos respectivamente. Finalmente, a era Cenozoica (ao fim da qual aparece o homem) distinguem-se dois perodos: o Tercirio e o Quaternrio, este ltimo compreende duas pocas: o Pleistoceno ou glacial (2.5 milhes de anos) e Holoceno, Psglacial ou recente que compreende os ltimos 10000 anos.</p> <p>6</p> <p>Figura 2. Histria geolgica da vegetao (Marzocca, 1985 pg. 236)</p> <p>As plantas vasculares apareceram, segundo alguns autores, ao final do perodo Siluriano (Figura 2). Foram as Psilofitas, grupo que alcanou o seu mximo na metade do Devnico e que desapareceu</p> <p>7</p> <p>no incio do Carbnico. Coincidentemente com a diminuo da sua importncia, durante o perodo Devnico Superior comeam a aparecer o grupo das Lepidodendrales que predominam durante o Carbnico e no se encontram alm do Permiano. Estes perodos da era Paleozoica foram caracterizados pelos fetos arborescentes que formavam grandes florestas, cujas esporas se reproduziram em grande quantidade e constituram a grande parte do carvo e petrleo existentes actualmente. As Gymnospermicas tornaram-se abundantes e notveis na terceira metade da era Paleozoica. As Angiospermicas aparecem como um novo elemento no Cretcico e constituram os representantes de maior atraco na flora terrestre e na era Cenozoica terminariam por dominar os fetos e as Gymnospermicas. Botanicamente h uma pequena diferena entre a composio da flora dominante no Tercirio e no Quaternrio, porm em ambos casos as Angiospermicas dominam as Gymnospermicas e os Fetos. Como se pode constatar da histria geolgica da vegetao, houve plantas que dominaram a superfcie terrestre durante certos perodos, mas, mais tarde vieram a reduzir ou at certos casos desaparecer para dar lugar a outras formas vegetais que foram surgindo. Esta constatao leva a concluir que existe uma relao entre a vegetao e os factores do meio ambiente e duma forma particular entre os diferentes tipos de vegetao. Isto , algumas premissas devem ser cumpridas para que uma determinada espcie vegetal permanea sobre a superfcie terrestre. De acordo com Marzocca (1985) existem quatro atributos principais para a presena de um ser vivo na terra: a) O ser nutre-se: assegura a possibilidade de viver. b) Reproduz-se: permite perpetuar-se atravs de seus descendentes e faz com que a espcie permanea ao longo do tempo. c) Cresce: permite desenvolver estruturas de suporte e de nutrio, isto , permite que o ser tenha a sua expresso e presena. d) Evolui: permite variar e transmitir esta variao aos seus descendentes.</p> <p>Nutrio</p> <p>- processo fotossinttico - absoro radicular</p> <p>8</p> <p>Reproduo</p> <p>(a) Reproduo sexual Se bem que a reproduo j foi mencionada como um dos trs requisitos para a permanncia de um determinado ser na terra, neste iten referido como uma das funes vitais. A reproduo a forma bsica pela qual as plantas mantm suas populaes, adaptam-se s condies cambiantes do meio ambiente e persistem ao longo do tempo. clula reproduti va Mas lina clula reproduti va Feminina Zigoto (novo indivduo )</p> <p>+</p> <p>=</p> <p>Nos vegetais com semente (fanergamas) este processo apresenta o processo de polinizao que consiste na fecundao dum vulo (clula reprodutiva feminina) pelo plen (clula reprodutiva masculina) para, com o seu desenvolvimento produzir uma semente madura que , nada mais nada menos, uma planta ainda no estado latente.</p> <p>9</p> <p>Figura 3. Ciclo reprodutivo de uma planta com semente</p> <p>O ciclo reprodutivo duma planta com semente descrito duma forma geral da seguinte forma (Figura 3): - semente: depois de dispersa cai no banco de sementes, normalmente no solo, e aguarda que seja estimulada para iniciar o seu processo de germinao. A semente pode ficar no banco de sementes por longos anos dependendo do tipo de semente e as condies do stio. - germinao: o processo que ocorre depois de criadas as condies para a quebra da dormncia da semente. Este processo produz uma plntula que fisiologicamente activa e os meristemas dormentes iniciam o funcionamento. - crescimento e estabelecimento: depois da germinao, uma planta necessita um substracto (solo) para se estabelecer. Caso todas as condies para obteno de luz, gua e nutrientes sejam satisfeitas, a plntula estabelece-se e transforma-se em planta adulta. - florao: depois que a planta se estabelea num determinado lugar, e as condies para reproduo so satisfeitas, a fase seguinte consiste no desenvolvimento de estruturas reprodutivas. Este processo comea com a produo de</p> <p>1...</p>