biosfera e equilÍbrio ecolÓgico

BIOSFERA E EQUILÍBRIO

ECOLÓGICO

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ECOLÓGICO

O que é BIOSFERA?

Conjunto de ecossistemas

Inter-ligados pelas comunicações

bioquímicas e biofísicas

• Ventos

• Água

• organismos

Recursos equilibram o sistema biótico

e vice – versa

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BIOSFERA:

Sistema ecológico:

• Entra e sai apenas energia

• Matéria finita : reciclagem, reutilização

Equilíbrio dinâmico

• Recursos se restabelecem

• Populações naturais mantém-se em equilíbrio


ECOLÓGICO

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ECOLÓGICO

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BIOSFERA E EQULÍBRIO ECOLÓGICO

Equilíbrio Ecológico/Ambiental na Biosfera:

Fluxo de energia e ciclo dos minerais

mantidos de forma harmoniosa

Necessário para manter a qualidade de vida

e características essenciais do meio

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ENERGIA E VIDA NA TERRA

Energia Solar: força motriz para a vida –

fotossíntese (alimento, oxigênio, balanço da

química da atmosfera)

Rege as características da vida de acordo

com sua distribuição : Determina as

variações climáticas no planeta

Sustenta os sistemas ecológicos, bem como

os antrópicos


Energia Solar : fonte energética para o

homem

Regime hidrológico (energia cinética)

Combustíveis fósseis (passado geológico)

Biomassa

Termo solar e fotovoltaica

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Energia no sistema é unidirecional

Segue as leis da termodinâmica:

transformações e perdas

Sistema atual : imenso desperdício

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CADEIAS ALIMENTARES

Caminho seguido pela energia no ecossistema

Tipos de Cadeia•Pastagem: início em plantas verdes

•Detritívora:início com a matéria orgânica

morta

Cadeias de pastagem e de detritos se integram

Influências humanas alteram equilíbrio das

cadeias

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ECOLÓGICO

BIOSFERA:

As trocas de matéria entre os ecossistemas

é influenciada pelas ações humanas

• Agropecuária: degradação dos solos e água

• Desmatamento

• Rejeitos agrícolas e industriais

• Mineração

• Ambientes urbanos

Ciclos Biogeoquímicos

O que acontece com a matéria

em um ecossistema?

A matéria na forma de nutrientes

circula dentro e entre os

ecossistemas

CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

Biogeoquímico é o resultado dos conjuntos

de agentes biológicos (microorganismos),

constituição da litosfera (rocha) e degradação

química.

A Biogeoquímica é a ciência que estuda a

troca ou a circulação de matéria entre os

componentes vivos e físico-químicos da Biosfera

(Odum, 1971).

Os compostos nutricionais

movem-se continuamente

entre compartimentos:

Solo

Água

Ar

Rochas

Organismos


O movimento dos nutrientes podem levar ao acúmulo destes em determinadas partes;

Formam-se os Reservatórios: locais de armazenamento temporário

Água

Atmosfera

Litosfera


Principais ciclos:

Água

Carbono

Oxigênio

Nitrogênio

Fósforo

Enxofre


Elemento essencial à vida

A água é o principal componente dos organismos vivos

Solubiliza substâncias

Atua como regulador térmico do ambiente, fazendo com que as diferenças de temperatura entre a noite e o dia sejam minimizadas graças a seu alto calor específico.

CICLO DA ÁGUA

DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA NO PLANETA

Energia solar


Evaporação da

água dos rios,

lagos e

oceanos

Condensação

nas nuvensPrecipitação

Absorção

Infiltração

Transpiração

Ciclo da água

Influências Antrópicas

Desmatamento

Impermeabilização via pavimentação do

solo.

Redução da recarga dos aqüíferos

subterrâneos

Enchentes nos cursos de água que

cortam centros urbanos

Poluição

Represamento e desvios

Ciclo do Carbono

O carbono é um elemento químico

presente na estrutura de todas as

moléculas orgânicas.

É, portanto, essencial para a vida.

Na natureza, o carbono encontra-se à

disposição dos seres vivos na forma de

CO2 (gás carbônico), na atmosfera ou

dissolvido na água.

Ciclo do Carbono

O reservatório de carbono é a atmosfera,

onde o nutriente das plantas encontra-se

na forma de dióxido de carbono (CO2)

Principal constituinte da matéria orgânica

(49% do peso seco).

Ciclo do Carbono

É regulado por rações metabólica dos organismos

Fotossíntese

6CO2 + 6 H2O + energia solar = C6H12O6 + 6O2

Respiração

C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6 H2O + 640 kcal / molde

glicose

Ciclo do Carbono

Cadeia Alimentar: passagem do Carbono

através dos níveis tróficos

Excrementos e Detritos : decomposição

Retorno do Carbono para a

atmosfera

Ciclo do Carbono

Difusão Atmosfera – Oceano

Gás Carbônico se dissolve na água,

forma carbonatos que associam-se com

o cálcio e precipitam, ou são assimilados

por organismos

CO2 + H2O H2CO3

H2CO3 H+ + HCO3-

HCO3- H+ + CO3

2-

CO32- + Ca2+ CaCO3 (precipitado)

absorvido por moluscos e corais

Ciclo do Carbono

Ciclo do Carbono

Revolução Industrial: uso intenso da

energia armazenada, e do processo de queima,

passou a devolver o CO2 à atmosfera a uma

taxa superior à capacidade assimiladora das

plantas (fotossíntese) e dos oceanos (pela

reação de difusão).

Combustíveis Fósseis

CICLO DO CARBONO

A queima de combustível fóssil é a principal fonte de novas

entradas

A agricultura e o desmatamento também contribuem, pois

suas culturas são ativas durante apenas uma parte do ano,

não compensando o CO2 liberado do solo (lavouras

freqüentes) .

O desmatamento poderá liberar carbono armazenado na

madeira, principalmente se a madeira for queimada

imediatamente

Se a terra for usada para agricultura ou para

desenvolvimento urbano ocorre rápida oxidação do húmus

e liberação de CO2 gasoso que está retido no solo.

CICLO DO CARBONO

Desmatamento:

1. Aumento do CO2 emitido em função da emissão

no momento da queima.

2. Redução da taxa fotossintética.

3. Queimadas de florestas.

4. Efeito estufa – intervenções antropogênicas no

ciclo do carbono.

CICLO DO NITROGENIO

Principal reservatório é a Atmosfera (78%)

Elemento essencial para a manutenção da

vida;

Proteinas, Ácidos Nucléicos, clorofila,

ATP

Ciclo do Nitrogênio

O nitrogênio, assim como o fósforo, são

fatores limitantes do crescimento dos

vegetais e tornaram-se, por isso, alguns

dos principais fertilizantes utilizados hoje

na agricultura.

CICLO DO NITROGÊNIO

1. Ciclo gasoso do tipo complexo.

2. Interação dinâmica entre os fluxos e

diferentes grupos de

microorganismos.

3. Ciclo importante, pois limita ou

controla a abundância dos

organismos.


O ciclo do nitrogênio, assim como o do carbono,

é um ciclo gasoso. Apesar dessa similaridade, existem

algumas diferenças notáveis entre os dois ciclos:

a atmosfera é rica em nitrogênio (78%) e pobre em

Carbono (0,032%);

apesar da abundância de nitrogênio na atmosfera,

somente poucos organismos conseguem utilizar o

nitrogênio gasoso;

o envolvimento biológico no ciclo do nitrogênio é

muito mais extenso do que no ciclo do carbono.


Grande parte do nitrogênio existente nos

organismos vivos não é obtida diretamente da

atmosfera, uma vez que a principal forma de nutriente

para os produtores são os nitratos (NO3-).

No ciclo do nitrogênio existem quatro

mecanismos diferentes e importantes:

1. fixação do N atmosférico em nitratos;

2. amonificação;

3. nitrificação;

4. desnitrificação.


Esse excesso, carregado para os rios,

lagos e lençóis de água subterrâneos tem

provocado o fenômeno da eutrofização,

comprometendo a qualidade das águas.

Ciclo do Nitrogênio

CICLO DO FÓSFORO

Rochas sedimentares são o reservatório natural do

fósforo.

A forma mais comum para a absorção dos vegetais é o

PO4.

Assim como o nitrogênio, é um elemento limitante,

controlando a abundância dos organismos.

O fósforo é o material genético constituinte das

moléculas de DNA e RNA e componente dos ossos e

dentes.

Ciclo do Fósforo

Ciclo: fundamentalmente sedimentar, mais

precisamente as rochas fosfatadas e alguns depósitos

formados ao longo de milênios.

Liberação: Por meio de processos erosivos, na forma

de fosfatos, que serão utilizados pelos produtores.

Parte desses fosfatos liberados é carreada para os

oceanos, onde se perde em depósitos a grande

profundidades, ou é consumida pelo fitoplâncton.

Ciclo do Fósforo

Os meio de retorno do fósforo para os ecossistemas

a partir do oceanos são insuficientes para compensar

a parcela que se perde.

Devido a movimentos tectônicos, existe a

possibilidade de levantamentos geológicos que

tragam de volta o fósforo perdido.

Por meio da reciclagem, o fósforo, em compostos

orgânicos, é quebrado pelos decompositores e

transformado em fosfatos, sendo novamente utilizado

pelos produtores.

CICLO DO FÓSFORO

INTERVENÇÕES ANTRÓPICAS

- EUTROFIZAÇÃO -

1. Despejos de efluentes ricos em

fosfatos. Ex.: detergentes.

2. Utilização de fertilizantes químicos,

ricos em fosfatos.

Fósforo

Ciclo do Enxofre

Elemento essencial na composição de

aminoácidos

Reservatório misto

Maior no solo

Menor na atmosfera

É movimentado pela ação integrada de

microrganismos através de reações de oxidação

e redução

Apresenta uma série de interações entre

processos geoquímicas, meteorológicos e

biológicos

Ciclo do Enxofre

SO4 é a principal forma absorvida pelas plantas

H2S S SO4 (Oxidação: bactérias do enxofre)

SO4 H2S (Redução anaeróbia do sulfato: bactérias

desulfovíbrias)

H2S SO4 (oxidação aeróbia do sulfeto; bactérias

triobacilos)

S(org) SO4 H2S (microrganismos heterotróficos

aeróbios ou anaeróbios)


ECOLÓGICO

CLIMA: associado ao equilíbrio

ecológico

Interações de fatores físicos e bióticos

Temperatura

Umidade e índice de chuvas

Iluminação

Intensidade e incidência de ventos

Altitude49

O CLIMA

Clima: conjunto de condições atmosféricas de

uma área durante períodos que variam de 3

década à milhares de anos

Mesoclima ou Macroclima

• Pode sofrer variações

• Ações humanas vêm nos últimos

séculos alterando o clima

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O CLIMA

Variações nos climas regionais estão

associadas à:

Incidência luminosa

Temperatura

Pluviosidade e umidade

Correntes oceânicas

Relevo

Correntes de ar

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CLIMA

52

CLIMA

53

CLIMA

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CLIMA

Temperatura e Pluviosidade

Principais definidores do clima

Hemisfério Sul – menos porção de

terra

Hemisfério Norte – massas

continentais desviam as isotermas

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CLIMA

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Biosfera e Clima

O clima já sofreu profundas variações

ao longo das eras geológicas

Fatores Externos: forma da órbita

terrestre; ciclos solares

Fatores Internos: vulcanismo;

variação dos intercâmbios de

temperatura entre oceano e atmosfera

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Biosfera e Clima

Variações a longo prazos: Glaciações e

Interglaciações: variação da média de

temperatura de 3 a 5ºC

Variações a curto prazos: El NIÑO:

aquecimento das águas superficiais,

provocando diminuição da produtividade,

aumento de temperatura e pluviosidade

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Biosfera e Clima

Vulcões

Liberação de grande quantidade de

partículas sólidas na atmosfera

• Pinatubo (Filipinas) 1991: 25-30 Tn de SO2

• Afeta o balanço radioativo da Terra

• Queda temporária da temperatura na

ordem de 0,5 a 0,8ºC em escala global

• Aumentam a temperatura em nível local

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BIOSFERA E CLIMA

DESEQUILIBRIO AMBIENTAL:

Fenômenos que afetam o clima, a ciclagem de

matéria e o fluxo de energia

Influenciam nas relações intra e interespecíficas

• Naturais : furacões, maremotos, terremotos ou

• Antrópicos: desmatamento, mineração, esgoto,

monoculturas, derramamento de óleo etc

Desequilíbrio Ambiental

DESMATAMAMENTO

Aumento do calor latente

Diminuição da infiltração de água no

solo

Aumento de CO2 na atmosfera

Erosão

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PERDA DE BIODIVERSIDADE

Monoculturas = pragas

Funções ecológicas são desativadas

• Trocas gasosas

• Decomposição

• Renovação dos elementos

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Poluição

Atmosférica

Aquática

Terrestre

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Extinção

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Causas do Desequilíbrio

Crescimento econômico desmedido

Setor produtivo inconsequente

Medidas de preservação

negligenciadas

Extração demasiada de recursos

Produção excessiva de resíduos

População alienada aos problemas

ambientais.

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biosfera e equilÍbrio ecolÓgico

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