2011
Oriel Herrera Bonilla
Eliseu Marlônio Pereira de Lucena
Copyright © 2011. Todos os direitos reservados desta edição à SECRETARIA DE EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA (SEAD/UECE). Nenhuma parte deste material poderá ser reproduzida, transmitida e gravada, por qualquer meio eletrônico, por fotocópia e outros, sem a prévia autorização, por escrito, dos autores.
EXPEDIENTE
Design instrucional
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Pedro Luiz Furquim Jeangros Projeto gráfico
Rafael Straus Timbó Vasconcelos Marcos Paulo Rodrigues Nobre Coordenador Editorial
Rafael Straus Timbó Vasconcelos Diagramação
Marcus Lafaiete da Silva Melo Ilustração
Marcos Paulo Rodrigues Nobre Capa
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VICE-REITOR
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PRÓ-REITORA DE GRADUAÇÃO
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COORDENADOR GERAL UAB/UECE
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COORDENADORA ADJUNTA UAB/UECE
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COORDENADORA DA LICENCIATURA EM CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
Germana Costa Paixão
COORDENADORA DE TUTORIA E DOCÊNCIA DA LICENCIATURA EM CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
Jeanne Barros Leal de Pontes Medeiros
Apresentação ... 9
Capítulo 1
Noções gerais ... 11
Introdução ... 13
Definições de Ecologia ... 14
Histórico da ecologia ... 14
Primeiros trabalhos relacionados à ecologia ...16
As primeiras sociedades de ecologia ...16
Os movimentos ecológicos ...18
Áreas de estudo ...19
Interações da Ecologia com outras áreas de estudo ... 21
Ecologia: ciência de síntese e de análise ... 23
A ecologia vegetal no Brasil ...24
Capítulo 2
Fatores ecológicos ... 27
Fatores abióticos: climáticos e hídricos ... 29
Fatores climáticos ...29
Fatores hídricos ... 48
Capítulo 3
Fatores ecológicos ... 57
Fatores abióticos: fatores edáficos ... 59
Conceitos básicos ...59
As fases do solo ...62
Ação do clima na formação do solo ...64
Ação do relevo na formação do solo ...65
Processos mecânicos do intemperismo ...66
Processos químicos do intemperismo ...69
Água do solo ...70
Salinidade do solo ...70
pH do solo ...72
Capítulo 4
Fatores ecológicos ... 77
Fatores bióticos ... 79
Introdução ...79 Definição ...80 Tipos de simbiose ...81 Predação ...85 Tipos de predação ...86Estratégia de fuga das presas ...87
Amensalismo ...90 Parasitismo ...90 Protocooperação ...92 Mutualismo ...93 Síndromes Florais ...93 Comensalismo ...94
Capítulo 5
Dinâmica das populações e dos ecossistemas ... 99
Dinâmica das populações... 101
Distribuição espacial dos indivíduos ...101
Atributos biológicos das populações ...102
Fatores que regulam o tamanho das populações ...104
Oscilações que limitam o crescimento populacional ...105
Dinâmica dos ecossistemas ...105
Cadeia alimentar ...106
Produtividade nos ecossistemas ...108
Capítulo 6
Ecossistemas versus Sucessão ecológica ... 117
Componentes do ecossistema ... 119
Sucessão ecológica ...120
Sucessão primária e secundária ...121
Ecese ...122 Sere ...123 Climax ...123
Capítulo 7
Biosfera ... 129
Origem e definição ... 131
Por que se interessar pela biodiversidade? ...131
Os genes vs. ecossistemas ...132
A diversidade biológica é o produto da evolução? ...132
A teoria sintética da evolução ...133
A conservação da natureza e o papel ecológico da diversidade biológica ...134
Os recursos biológicos ...134
As relações homem-natureza ...135
Mutações e diversidade genética ...136
A seleção natural ...137
A noção de espécie ...137
A especiação ...138
A seleção natural leva à criação de novas espécies? ...139
O inventário das espécies ...140
Diversidade vs. funcionamento dos ecossistemas ...143
Características dos ecossistemas e riqueza das populações ...143
A diversidade das espécies vs. espécies chave ...144
Diversidade e estabilidade dos ecossistemas ...145
A diversidade e a produtividade dos ecossistemas ...146
Causas da perda da biodiversidade em florestas tropicais ...147
Importância ecológica da cobertura vegetal na conservação da biodiversidade ...156
Biodiversidade da caatinga ...157
Contrastes ...159
Dispersão ...160
A Ecologia é uma ciência relativamente nova, mas seu princípios e conhecimen-tos são antigos, sendo objeto de muitas praticas conservacionistas por nossos ante-passados. Para preservaro biodiversidade existentes nos Ecossistemos é necessário conhecer primeiro como são realizadas as delicadas interações que ocorrem entre os organismos e seu ambiente.
O ser humano faz parte dessa intrincada rede de relações e tem a responsabilida-de principal responsabilida-de manter o equilíbrio, zelando pela manutenção responsabilida-dele, a fim responsabilida-de que todos possam continuar vivendo harmoniosamente.
Neste livro, elaborado em sete capítulos, apresentamos noções básicas sobre Eco-logia, conceito, seu histórico, subdivisões e interações com outras ciências. São tam-bém abordados os fatores ecológicos e a maneira como estes estão relacionados com a distribuição e ocorrência natural dos seres vivos em seus ambientes. São analisados como a alteração dos fatores ecológicos abióticos principalmente os de índole climáti-cosestão causando mudanãs na dinâmica das populações e na estrutura das comuni-dades com a consequente perda de biodiversidade.
Nos capítulos 5 e 6 são tratados o ecossistema e a sucessãõ de ecológicadas espécies em seus ambientes, podendo estes conhecimento auxiliar ao prifissional de biologia nos programas de recomposição de ecossistemas degradados. Finalmente no capítulo 7, tratamos da biosfera e a biodiversidade,discutindo pontos relevantes que nos orientam a interessar-nos e a cuidar dos bancos de gemoplasma presentes nos pa-íses de faixa tropical. Neste caoítulo mostramos quais são as causas que estão levando esses países a perder espécies de plantas e animais desconhecidos ou não catalogados pela ciência, incluindo aqui o bioma caatinga, entre os biomas brasileiros ameaçados.
Intencionamos comm este livro, oferecer ao aluno os fundamentos em ecologia, de forma tal, que abra o caminho para um aprofundamento maior, com base nos novos avanços e descobertas que são feitas diariamente e aprendam a respeitar e amar a vida.
Capítulo
Objetivos:
• Oferecer ao aluno fundamentos sobre Ecologia, sua origem e histórico como a
ciência do meio ambiente.
• Mostrar como a Ecologia tem se subdividido e como interage com outras áreas de
conhecimento.
1
Introdução
A palavra Ecologia, derivada do idioma grego (oikos/casa - logos/
estudo), foi criada no século XIX, pelo zoólogo alemão Ernst Haeckel (Fi-gura 1.1), para designar “a relação dos animais com seu meio ambiente orgânico e inorgânico”. A ecologia também já foi definida como “o estudo das inter-relações dos organismos e seu ambiente”, como “a economia da natureza” e como “a biologia dos ecossistemas”. A expressão meio ambien-te inclui tanto outros organismos quanto o meio físico circundanambien-te, sendo que as relações entre indivíduos de uma mesma população e entre indiví-duos de diferentes populações, em um determinado ambiente, compõem os sistemas ecológicos ou ecossistemas.
Desde um ponto mais simples, a ecologia seria o ramo da Biologia que es-tuda a relação dos seres vivos entre si e com o meio ambiente; sendo assim funda-mentada no conceito de ecossistema, que demonstra a impossibilidade de sobrevi-vência isolada dos elementos da natureza e a necessidade de eles se relacionarem em sistemas complexos.
Realizador de uma obra notá-vel pela amplitude de temas tratados e pela profundidade das pesquisas, Ernst Haeckel formulou hipóteses polêmicas sobre a teoria evolucionista de Charles Darwin. O interesse pela zoologia resul-tou em trabalhos sobre a natureza dos organismos inferiores, protozoários e esponjas; além de estabelecer rela-ções entre esses organismos e espécies superiores, na classificação ani-mal. Esses trabalhos garantiram-lhe o cargo de professor de zoologia na Universidade de Jena, em 1862.
Haeckel tentou reconstituir o ciclo completo de evolução dos seres vivos desde os animais unicelulares até o homem. A partir desses estudos, enun-ciou sua lei biogenética fundamental, segundo a qual os seres vivos, ao longo do processo individual de desenvolvimento (ontogênese), recapitulam estágios do desenvolvimento da espécie (filogênese). Possuidor de sólida formação fi-losófica buscou aplicar o evolucionismo de Darwin à religião e à filosofia. Na obra Die Welträtsel (1899; Os enigmas do universo) divulgou a teoria monista, que defende a união essencial da natureza orgânica e inorgânica e a tese de que espírito e matéria são aspectos diferentes da mesma substância.
Ernst Heinrich Philipp August Haeckel
Nasceu Potsdam, Prús-sia (1834). Formou-se em medicina pela Universi-dade de Berlim, em 1857. Entre suas diversas obras científicas, destacam-se “Morfologia Geral dos Or-ganismos” (1866) e “His-tória Natural da Criação” (1868). Faleceu em Jena, Alemanha (1919).
Teoria Evolucionista
“A Origem das Espécies por meio da Seleção Natu-ral” foi a obra que abalou o mundo moderno. Publica-da em 1859, pelo biólogo e naturalista Charles Ro-bert Darwin (1809-1882).
Darwin, C. R.
Fonte: GOOGLE, 2011.
Figura 1.1 Haeckel, E. H. P. A. Fonte: http://www.greenspirit.org.uk/
Definições de Ecologia
As bases conceituais em ecologia são bastante amplas e, por causa disso, tem sido definida de várias maneiras:
I. Ecologia é o estudo das relações totais dos animais no seu ambien-te orgânico como inorgânico e em particular o estudo das relações do tipo positivo ou amistoso ou do tipo negativo (inimigos) entre plantas e animais no ambiente em que vive ( HAECKEL, 1866).
II. Ecologia é o estudo do “ambiente da casa”, incluindo todos os or-ganismos contidos nela (incluindo o homem) e todos os processos funcionais que a tornam habitável (ODUM, 1983).
III. Ecologia é a ciência que estuda as condições de existência dos seres vivos e as interações, de qualquer natureza, existentes entre seres vivos e seu meio (DAJOZ, 1983).
IV. Ecologia é a ciência das relações dos seres vivos com o seu meio. Termo usado freqüentemente e erradamente para designar o meio ou o meio ambiente (DANSEREAU, 1978).
V. Ecologia é a ciência que estuda a dinâmica dos Ecossistemas. É a disciplina que estuda os processos, interações e a dinâmica de todos os seres vivos com os aspectos químicos e físicos do meio am-biente, incluindo também aspectos econômicos, sociais, culturais e psicológicos peculiares ao homem, que de maneira interativa deve sintetizar e gerar informações para a maioria dos demais campos do conhecimento (WICKERSHAM, 1975).
VI. Ecologia é o modelo ou a totalidade das relações entre os organis-mos e seu ambiente (WEBSTER’S, 1976).
VII. Ecologia é o ramo da ciência humana que estuda a estrutura e o desenvolvimento das comunidades humanas em suas relações com o meio ambiente e sua conseqüente adaptação a ele, assim como os novos aspectos que os processos tecnológicos ou os sistemas de organização social possam acarretar para as condições de vida do homem (FERREIRA, 1985).
VIII. Ecologia é a disciplina da Biologia que lida com o estudo das inter--relações dinâmicas dos fatores bióticos e abióticos do meio am-biente (USDT, 1983).
Histórico da ecologia
A ecologia não apresenta um início bem delineado. Os primeiros an-tecedentes, na história natural dos gregos, foi um dos discípulos de Aristó-teles, Teofrasto, que foi o primeiro a descrever as relações dos organismos entre si e com o meio. As bases posteriores para a ecologia moderna foram lançadas nos primeiros trabalhos dos fisiologistas sobre plantas e animais.
Durante muito tempo desconhecida do grande público e relegada a segundo plano, por muitos cientistas, a ecologia surgiu no século passado como um dos mais populares aspectos da biologia. Em meados do século XX, a ecologia, até então restrita aos meios acadêmicos, ganha dimensões sociais devido às crescentes preocupações mundiais com a degradação do meio ambiente. Isto porque se tornou evidente que a maioria dos problemas
Universidade Friedrich- Schiller de Jena
Foi fundada em 02 de fe-vereiro de 1558, na cidade de Jena, Alemanha. Escudo da Universidade de Jena. Fonte: http:// upload. wikimedia.org/ O João-de-barro
(Furna-rius rufu): constrói e re-constrói sua casa levando em consideração fatores ambientais. Fonte: GOO-GLE, 2011.
Relações ecológicas.
que o homem vem enfrentando, como crescimento populacional, poluição ambiental, fome e todos os problemas sociológicos e políticos atuais, são em grande parte ecológicos.
O aumento do interesse pela dinâmica das populações recebeu impul-so especial no início do século XIX e depois que Thomas Malthus chamou atenção para o conflito entre as populações em expansão e a capacidade da Terra de fornecer alimento. Raymond Pearl (1920), A. J. Lotka (1925), e Vito Volterra (1926) desenvolveram as bases matemáticas para o estudo das populações, o que levou a experiências sobre a interação de predadores e presas, as relações competitivas entre espécies e o controle populacional. O estudo da influência do comportamento sobre as populações foi incentivado pelo reconhecimento, em 1920, da territorialidade dos pássaros. Os con-ceitos de comportamento instintivo e agressivo foram lançados por Konrad Lorenz e Nikolaas Tinbergen, enquanto V. C. Wynne-Edwards estudava o papel do comportamento social no controle das populações.
No início e em meados do século XX, dois grupos de botânicos, um na Europa e outro nos Estados Unidos, estudaram comunidades vegetais de dois diferentes pontos de vista. Os botânicos europeus preocuparam-se em estudar a composição, a estrutura e a distribuição das comunidades vege-tais; enquanto os americanos estudaram o desenvolvimento dessas comu-nidades, ou sua sucessão. As ecologias, animal e vegetal, desenvolveram-se separadamente, até que os biólogos americanos deram ênfase à inter-rela-ção de comunidades vegetais e animais como um todo.
Alguns ecologistas detiveram-se na dinâmica das comunidades e po-pulações, enquanto outros se preocuparam com as reservas de energia. Em 1920, o biólogo alemão August Thienemann introduziu o conceito de níveis tróficos, ou de alimentação, pelos quais a energia dos alimentos é transferi-da, por uma série de organismos, das plantas (produtoras) aos vários níveis de animais (consumidores). Em 1927, C. S. Elton, ecologista inglês espe-cializado em animais, avançou nessa abordagem com o conceito de nichos ecológicos e pirâmides de números. Dois biólogos americanos, E. Birge e C. Juday, na década de 1930, ao medir a reserva energética de lagos, desenvol-veram a idéia da produção primária, isto é, a proporção na qual a energia é gerada, ou fixada, através da fotossíntese.
A ecologia moderna atingiu a maioridade em 1942, com o desenvol-vimento pelo americano R. L. Lindeman, do conceito tróficodinâmico de ecologia, que detalha o fluxo da energia através do ecossistema. Esses estu-dos quantitativos foram aprofundaestu-dos pelos americanos Eugene e Howard Odum. Um trabalho semelhante sobre o ciclo dos nutrientes foi realizado pelo australiano J. D. Ovington.
O estudo do fluxo de energia e do ciclo de nutrientes foi estimulado pelo desenvolvimento de novas técnicas (radioisótopos, microcalorimetria, computação e matemática aplicada) que permitiram, aos ecologistas, ro-tular, rastrear e medir o movimento de nutrientes e energias específicas através dos ecossistemas. Esses métodos modernos deram início a um novo estágio no desenvolvimento dessa ciência (a ecologia dos sistemas), que es-tuda a estrutura e o funcionamento dos ecossistemas.
Sua popularização ocorre especialmente após 1967, ano de um gran-de acigran-dente com o petroleiro Torrey Canyon, na França. Nesse período, além do estudo do mundo natural, a ecologia incorpora sua reflexão na re-lação: homem e natureza. Emerge assim, ao lado de outras ciências, como instrumento indispensável para a compreensão e solução das principais questões ambientais.
Teofrasto
Nasceu no ano de 372 a.C., oriundo de Eressos, em Lesbos. Filósofo e su-cessor de Aristóteles na escola peripatética. Fale-ceu em 287 a.C..
Teofrasto. Fonte:http:// wa2.www.artehistoria. jcyl.es/Teofrasto
Thomas Robert Malthus
Nasceu em Rookery, Sur-rey, Inglaterra (1766). Es-tudou no Jesus College, Cambridge, e em 1797 foi ordenado sacerdote da Igreja anglicana. A partir de 1805 ensinou economia política em Haileybury. Publicou, anonimamente, a obra Essay on Popula-tion (1798) - Ensaio sobre a população, no qual afir-ma que a população cresce em progressão geométrica, enquanto a produção de alimentos aumenta em progressão aritmética. Morreu em Saint Catheri-ne, Somerset (1834).
Malthus, T. R. Fonte: http://upload.wikimedia.
Primeiros trabalhos relacionados à ecologia
Entre os primeiros trabalhos relacionados à ecologia, destacam-se:
• Forbes (1843) - Estudou a distribuição dos animais no mar Egeu;
• Möbius (1877) - Introduziu por ocasião do seu estudo sobre os ban-cos de ostras, o termo BIOCENOSE;
• Final do século XIX e início do XX - Foram publicados diversos tra-balhos tratando das relações entre seres vivos e o ambiente;
• Entre 1900 e 1944 - Começou o estudo da ecologia separado da Bio-logia. Acumularam-se os primeiros trabalhos relacionados à ecolo-gia, dentre os quais devem ser destacados os seguintes:
• Shelford (1913) - Estudo das comunidades animais na Amé-rica temperada;
• Adams (1913) - Guia para o estudo da ecologia animal;
• Davenport (1915) - Estudo ecológico das pradarias e inverte-brados das florestas;
• Volterra (1926) - Variações e flutuações do número de indivídu-os em convivência animal;
• Elton (1927) - Ecologia animal (primeira tentativa de definição das bases teóricas da ecologia);
• Chapman (1931) - Ecologia animal com especial referência aos insetos;
• Uvarov (1931) - Insetos e o clima;
• Gause (1935) - Verificações experimentais da teoria matemáti-ca da luta pela vida;
• Ferri (1944) - No Brasil, primeira tese de ecologia (Ecologia do Cerrado).
As primeiras sociedades de ecologia
No transcurso da segunda década de 1900 são fundadas as primei-ras sociedades ecológicas, dentre as quais devem ser destacadas as duas seguintes:
• British Ecological Society (1913); • Ecological Society of America (1916).
Os primeiros periódicos de ecologia
Entre os primeiros periódicos especializados em temas ecológicos que foram editados, destacam-se:
• Journal of Ecology (1913); • Ecology (1920);
• Ecological Monographs (1931); • Journal of Animal Ecology (1932).
O conceito básico unificador
Até o fim do século XX, faltava à ecologia uma base conceitual. A eco-logia moderna, porém, passou a se concentrar no conceito de ecossistema
Biótopo
Corresponde a uma deter-minada região que apre-senta regularidade nas condições ambientais, e nas populações de ani-mais e vegetais.
Nicho ecológico
Representa o conjunto de atividades que a espécie desempenha, incluindo relações alimentares, ob-tenção de abrigos e locais de reprodução; ou seja, é o modo de vida de cada espécie, no seu habitat.
Biocenose, Biota ou Comunidade biológica
Representa os organismos vivos que habitam uma determinada região.
(Figura 1.2) - uma unidade funcional composta de organismos integrados, e em todos os aspectos do ambiente, em qualquer área específica. Envolve tanto os componentes abióticos quanto os componentes bióticos, através dos quais ocorrem o ciclo dos nutrientes e os fluxos de energia. Os ecos-sistemas precisam conter algumas inter-relações estruturadas entre solo, água e nutrientes, de um lado, e entre produtores, consumidores e decom-positores, do outro.
Figura 1.2 Esquema da composição de um ecossistema. Fonte: GOOGLE (2011).
Os ecossistemas funcionam graças à manutenção do fluxo de energia e do ciclo de materiais, desdobrados numa série de processos e relações energéticas, chamadas cadeia alimentar, que agrupa os membros de uma comunidade natural. Existem cadeias alimentares em todos os habitats, por menores que sejam esses conjuntos específicos de condições físicas que cer-cam um grupo de espécies. As cadeias alimentares são complexas e várias cadeias se entrecruzam de diversas maneiras, formando uma teia alimen-tar que sustenta o equilíbrio natural de plantas, herbívoros e carnívoros.
Os ecossistemas tendem à maturidade (estabilidade) e ao atingí-la, passa de um estado menos complexo para um mais complexo. Essa mudan-ça direcional é chamada sucessão. Sempre que um ecossistema é utilizado, e que a exploração se mantém, sua maturidade é adiada.
Petroleiro Torrey Canyon Petroleiro de bandeira li-beriana foi construído em 1958, no estaleiro de Newport News Shipbuil-ding (Virgínia, EUA). No Japão, em 1964, houve uma operação de aumen-to de porte – tinha em média 267,30m de com-primento por 41,25m de largura maior (boca). Em 1967, o navio tomou o caminho de Milford Ha-ven, Grã-Bretanha, onde deveria entregar um car-regamento de petróleo. Próximo ao destino final, o navio encalhou (colidiu) nos rochedos de Pollard's Rock, situados ao largo das ilhas Scilly. Ocorreu, imediatamente, o vaza-mento de 30.000 galões de petróleo, que, devido à ação das marés e dos ventos, começaram a po-luir os litorais ingleses e franceses. Por falta de ex-periência, no domínio so-bre métodos antipoluido-res, britânicos e franceses usaram, em suas praias, produtos de limpeza ain-da mais tóxicos do que o líquido derramado pelo petroleiro naufragado. De fato, isso se tornou a maior catástrofe ecológica marítima européia.
Petroleiro Torrey Canyon. Fonte: http://toxipedia. org/
A principal unidade funcional de um ecossistema é sua população, a qual ocupa um nicho funcional específico, relacionado à sua função no fluxo de energia e ciclo de nutrientes. Tanto o ambiente quanto a quantida-de quantida-de energia fixada em qualquer ecossistema são limitados. Quando uma população, numericamente, atinge os limites impostos pelo ecossistema, seu tamanho precisa ser estabilizado e, caso isso não ocorra, deve declinar em conseqüência de doença, fome, competição, baixa reprodução e outras reações comportamentais ou psicológicas. Mudanças e flutuações no meio ambiente representam uma pressão seletiva sobre a população, que deve se ajustar. O ecossistema tem aspectos históricos: o presente está relacionado com o passado e o futuro com o presente. Assim, o ecossistema é o conceito que unifica a ecologia vegetal e animal, a dinâmica, o comportamento e a evolução das populações.
Os movimentos ecológicos
O crescimento acelerado e desorganizado da sociedade urbanoindus-trial tem provocado graves impactos ao ambiente, especialmente, no que tan-ge à poluição do ar, das águas e do solo; tan-gerando os desmatamentos descon-trolados, a desertificação, a extinção de espécies, o efeito estufa, a destruição da camada de ozônio e a ocorrência de chuvas ácidas. Em última instância, os estudiosos acreditam num colapso total dos sistemas naturais, uma vez que o modelo capitalista de crescimento ilimitado é incompatível com a fi-nitude de recursos do planeta. Os ecossistemas também são incapazes de assimilar e processar a enorme quantidade de detritos produzidos pelas in-dústrias. Segundo os mais brilhantes e frutuosos ecologistas, a superação do problema do esgotamento e do colapso da natureza envolve uma redefinição da idéia de progresso, que carece tornar-se ecologicamente sustentável. A in-tervenção do homem no ambiente, ao longo da história, principalmente após a revolução industrial, foi sempre no sentido de agredir e destruir o equilí-brio ecológico, não raro com conseqüências desastrosas. Nesse sentido, a luta pela preservação do ambiente intensifica-se a partir da década de 40, com a criação de uma série de organizações governamentais e não-governamentais, as ONGs de atuação mundial. Em 1948 é fundada a União Internacional para a Conservação da Natureza (UICN), com sede na Suíça. A partir de en-tão, as entidades conservacionistas difundem-se pelo mundo, com destaque para o Fundo Mundial para a Natureza (WWF), surgido em 1961 e sediado na Suíça; para o Greenpeace e para os Amigos da Terra Internacional, fundada nos EUA, em 1971. O movimento também se institucionaliza nos partidos políticos, os chamados Partidos Verdes, que disputam eleições em vários lu-gares do mundo, como Alemanha, França e Brasil.
Existem basicamente três tipos de recursos naturais: os renováveis, como os animais e vegetais; os não-renováveis, como os minerais e fósseis; e os recursos livres, como o ar, a água, a luz solar e outros elementos que existem em grande abundância. O movimento ecológico reconhece os recur-sos naturais como a base da sobrevivência das espécies e defende garantias de reprodução dos recursos renováveis e de preservação das reservas de recursos não-renováveis.
No Brasil, o movimento conservacionista está em ascensão. Em 1934, foi realizada no Museu Nacional, no Rio de Janeiro, a I Conferência Brasilei-ra de Proteção à Natureza. Três anos mais tarde criou-se o primeiro parque nacional brasileiro, na região de Itatiaia - RJ.
Meio abiótico
Representa o componente não vivo do meio ambien-te. Inclui as condições fí-sicas e químicas do meio.
Meio biótico
Representa o componente vivo do meio ambiente. In-clui as interações entre os organismos.
Cadeia alimentar
Sequência hierárquica de organismos que se ali-mentam uns dos outros.
Sucessão
A circunstância em que uma espécie se desenvol-ve sobre um determinado ambiente, proporcionan-do o surgimento de outras espécies. População O conjunto de organismos de uma mesma espécie que habitam uma deter-minada área, num espaço de tempo definido.
Pressão seletiva
É o termo designado para relacionar o papel do meio ambiente na seleção dos genes de uma população. Assim, dependendo de qual for o ambiente onde os organismos estão inte-ragindo, através da sele-ção natural, alguns genes terão maior chances de sobreviver do que outros.
Um dos maiores proble-mas ambientais do Brasil é a destinação inadequa-da de resíduos sólidos ge-rados, sendo que, muitas vezes, estes são deposita-dos em lixões, onde não há nenhum tratamento preliminar. Atualmente, no país, ocorrem cerca de 180 mil toneladas de resí-duos por dia.
Além dos grupos conservacionistas, surgiu, no movimento ecológico um novo tipo de grupo - os ecologistas. A linha divisória entre eles nem sem-pre está bem demarcada, pois muitas vezes os dois tipos de grupos se con-fundem em alguma luta específica comum. Os ecologistas, porém, apesar de mais recentes, têm peso político cada vez maior. Vertente do movimento ecológico que propõe mudanças globais nas estruturas sociais, econômicas e culturais, esse grupo nasceu da percepção de que a atual crise ecológica é conseqüência direta de um modelo de civilização insustentável. Embo-ra seja também conservacionista, o ecologismo caEmbo-racteriza-se por defender não só a sobrevivência da espécie humana, como também a construção de formas sociais e culturais que garantam essa sobrevivência.
Um marco nessa tendência foi a Conferência das Nações Unidas sobre o Ambiente Humano, realização em Estocolmo, da em 1972, que oficializou o surgimento da preocupação ecológica internacional. Seguiram-se relató-rios sobre esgotamento das reservas minerais, aumento da população etc., que tiveram grande impacto na opinião pública, nos meios acadêmicos e nas agências governamentais.
Em 1992, 178 países participaram da Conferência das Nações Unidas para o Meio Ambiente e o Desenvolvimento, realizada no Rio de Janeiro. Embora com resultados muito aquém das expectativas dos ecologistas, foi mais um passo para a ampliação da consciência ecológica mundial. Apro-vou documentos importantes para a conservação da natureza, como a Con-venção da Biodiversidade e a do Clima, a Declaração de Princípios das Flo-restas e a Agenda 21.
A Agenda 21 é talvez o mais polêmico desses documentos. Tenta unir ecologia e progresso num ambicioso modelo de desenvolvimento sustentá-vel, ou seja, compatível com a capacidade de sustentação do crescimento econômico, sem exaustão dos recursos naturais. Prega a união de todos os países com vistas à melhoria global da qualidade de vida.
Uma das conclusões da conferência é que se os avanços tecnológicos em curso não foram suficientes para assegurar a integridade da biosfera, será necessário diminuir os padrões de produção e consumo, especialmente nos países industrializados - os maiores consumidores dos recursos natu-rais. A constatação está expressa no 4º capítulo da Agenda 21, o documento mais importante da reunião, ao lado da Carta da Terra.
O tema tem sido abordado nos encontros anuais da Comissão das Na-ções Unidas sobre Desenvolvimento Sustentável (CDS), criada para acom-panhar a implementação das políticas ambientais firmadas na ECO-92. O balanço até 1995 mostrava que os países enfrentariam enormes dificulda-des políticas, econômicas e sociais para atingir essa meta.
Áreas de estudo
A ecologia se desenvolveu perlongando duas vertentes: a do estudo das plantas e a do estudo dos animais. A ecologia vegetal aborda as relações das plantas entre si e com seu ambiente. A abordagem é altamente descritiva da composição vegetal e florística de uma área e normalmente ignora a influên-cia dos animais sobre as plantas. Diversamente, a ecologia animal envolve o estudo da dinâmica, distribuição e comportamento das populações, e das inter-relações de animais com seu ambiente. Como os animais dependem das plantas para sua alimentação e abrigo, a ecologia animal não pode ser totalmente compreendida sem um conhecimento considerável sobre a
ecolo-Fonte: http://www.wwf. org Fonte: http://www.foe. co.uk/ Fonte: http://www.mma. gov.br
gia vegetal. Isso é verdade, especialmente, nas áreas aplicadas da ecologia, tal como a de manejo da vida selvagem.
A ecologia vegetal e a animal podem ser vistas como o estudo das in-ter-relações de um organismo individual com seu ambiente (autoecologia), ou como o estudo de comunidades de organismos (sinecologia).
A autoecologia, ou estudo clássico da ecologia, é experimental e indu-tiva. Por estar, normalmente, interessada no relacionamento de um organis-mo com uma ou mais variáveis, é facilmente quantificável e útil nas pesqui-sas de campo e de laboratório. Algumas de suas técnicas são tomadas de empréstimo da química, da física e da fisiologia. A autoecologia contribuiu com, pelo menos, dois importantes conceitos: a constância da interação entre um organismo e seu ambiente, e a adaptabilidade genética de popula-ções às condipopula-ções ambientais do local onde vivem.
A sinecologia é filosófica e dedutiva, sendo largamente descritiva, não é facilmente quantificável e contém uma terminologia muito vasta. Apenas recentemente, com o advento da era eletrônica e atômica, a sinecologia de-senvolveu os instrumentos para estudar sistemas complexos e dar início a sua fase experimental. Os conceitos importantes desenvolvidos pela sine-cologia são aqueles ligados ao ciclo de nutrientes, reservas energéticas, e desenvolvimento dos ecossistemas; tendo ligações estreitas com a pedologia, a geologia, a meteorologia e a antropologia cultural.
A sinecologia pode ser subdividida de acordo com os tipos de ambien-te, como terrestre ou aquático. A ecologia terrestre, por conter subdivisões para o estudo de florestas e desertos, por exemplo, abrange aspectos dos ecossistemas terrestres como microclima, química dos solos, fauna dos so-los, ciclos hidrológicos, ecogenética e produtividade.
Segundo Schröter (1896), quem estuda as relações de uma espécie in-dividual, como o seu ambiente, estuda autoecologia. Esta é que estabelece os limites de tolerância e a preferência de cada espécie em relação a cada fator ambiental.
Assim, autoecologia é, praticamente, sinônimo de ecologia fisioló-gica. Alguns autores acentuam que ela despreza as interações da espécie considerada com as demais, isto é, a interferência dessa espécie com as ou-tras com as quais convive e vice-versa. Não vemos como isso possa ser feito, a não ser, retirando a espécie de seu ambiente para estudá-la com maior rigor, não no ambiente que lhe é peculiar, mas num outro, completamente artificial. Ora, quem fizer isso não estará, a nosso ver, estudando autoeco-logia, mas fisiologia. Se, depois fizer ilações de natureza ecológica, estará, então, estudando fisiologia ecológica, ou ecofisiologia.
A sinecologia é, por assim dizer, a sociologia de todos os seres vi-vos, integrados em seus diversos ambientes, não apenas do homem. Assim como temos grupos humanos com diferentes características, vivendo em ambientes específicos, temos grupos de animais e grupos de plantas. Em uma concepção menos antropocêntrica temos grupos de animais (incluin-do o homem) e de plantas, viven(incluin-do em ambientes determina(incluin-dos. Quan(incluin-do se observa mudança ambiental, por causas espontâneas (naturais) ou por interferência do homem, geralmente, ocorrem alterações nos conjuntos de seres da região considerada. Assim, quando um pântano é drenado, certas espécies de plantas e animais desaparecem; outras aí surgem, onde antes não existiam; e algumas podem resistir às novas condições estabelecidas - são as que persistem.
Os ecossistemas terrestres são mais influenciados por organismos e sujeitos a flutuações ambientais muito mais amplas do que os ecossistemas
Carta da Terra Disponível em: http://www.cartada-terra.com.br/
ECO-92
A ECO-92, Rio-92, Cúpu-la, Cimeira da Terra ou, mais conhecida como a Conferência das Nações Unidas sobre o Meio Am-biente e o Desenvolvimen-to (CNUMAD), realizada entre 3 e 14 de junho de 1992, no Rio de Janeiro. O seu objetivo principal foi buscar meios de conci-liar o desenvolvimento só-cioeconômico com a con-servação e proteção dos ecossistemas da Terra.
Fisiologia
Do grego physis/natureza e logos/palavra ou estudo; É o conjunto de todos os processos físicos e bioquí-micos que ocorrem no in-terior de cada organismo vivo. Por exemplo: a ati-vidade cerebral, o funcio-namento dos músculos, o transporte de gases, a di-gestão dos alimentos etc..
aquáticos. Estes são mais afetados pelas condições da água e possuem resistência à variáveis ambientais, como temperatura. Por ser o ambiente físico tão importante no controle dos ecossistemas aquáticos, dá-se muita atenção às características físicas do ecossistema, como as correntes e a composição química da água. Por convenção, a ecologia aquática, denomi-nada Limnologia, limita-se à ecologia de cursos da água, que estuda a vida em águas correntes, e à ecologia dos lagos, que se detém sobre a vida em águas relativamente estáveis. A vida em mar aberto e estuários é objeto da Ecologia marinha.
De outro modo, podem-se estudar, especificamente, as correlações re-cíprocas entre as espécies e as relações destas com o ambiente físico que ocupam. Quem isso fizer estará estudando Sinecologia (do grego: Syn sig-nifica conjunto, oikos, casa e logos estudo). Assim, Sinecologia é a Ecologia dos conjuntos de seres vivos, podendo ser praticada de modo estático ou dinâmico. No primeiro caso limita-se a descrever os grupos de seres vivos que ocorrem em certo ambiente; no segundo, procura examinar as razões pelas quais, por exemplo, em determinado ambiente, grupos de seres vivos se substituem em tempos mais ou menos longos. Também se pode abordar a Sinecologia sob dois aspectos: por exemplo, estudando as relações do am-biente com os agrupamentos vegetais - Sinecologia mesológica; ou estu-dando as reações (o comportamento) desses agrupamentos as condições do ambiente - Sinecologia etológica.
Outras abordagens ecológicas se concentram em áreas especializadas. O estudo da distribuição geográfica das plantas e animais denomina-se Geografia ecológica animal e vegetal. Crescimento populacional, morta-lidade, natamorta-lidade, competição e relação predador-presa são abordadas na Ecologia populacional. O estudo da genética e a ecologia das raças locais e espécies distintas é a Ecologia genética. As reações comportamentais dos animais ao seu ambiente, e as interações sociais que afetam a dinâmica das populações são estudadas pela Ecologia comportamental. As inves-tigações de interações entre o ambiente físico e o organismo se incluem na Ecoclimatologia e na Ecologia fisiológica.
A parte da Ecologia que analisa e estuda a estrutura e a função dos ecossistemas pelo uso da matemática aplicada, modelos matemáticos e aná-lise de sistemas é a Ecologia dos sistemas. A anáaná-lise de dados e resultados, feita pela Ecologia dos sistemas, incentivou o rápido desenvolvimento da eco-logia aplicada, que se ocupa da aplicação de princípios ecológicos ao manejo dos recursos naturais, produção agrícola, e problemas de poluição ambiental.
Interações da Ecologia com outras áreas de estudo
A ecologia é uma ciência multidisciplinar, que envolve biologia vegetal e animal, taxonomia, fisiologia, genética, comportamento, meteorologia, pe-dologia, geologia, sociologia, antropologia, física, química, matemática, ele-trônica etc. (Figura 1.3). Quase sempre se torna difícil delinear a fronteira entre a ecologia e qualquer dessas ciências, pois todas têm influência sobre ela. A mesma situação existe dentro da própria ecologia. Na compreensão das interações entre o organismo e o meio ambiente ou entre organismos, é quase sempre difícil separar comportamento de dinâmica populacional, comportamento de fisiologia, adaptação de evolução e genética, e ecologia animal de ecologia vegetal. Portanto, se pode dizer que o ecólogo é um cien-tista eclético, que tenta integrar conceitos que interpretam o mundo.
Limnologia
Do grego limne/lago e lo-gos/estudo; É a ciência que estuda as águas inte-riores, independentemente de suas origens, mas ve-rificando as dimensões e concentração de sais, em relação aos fluxos de ma-téria e energia e as suas comunidades bióticas.
Pedologia
Do grego pedon/solo, terra e logos/estudo; É o nome dado ao estudo dos solos, no seu ambiente natural. Faz parte da Ge-ografia Física, e é um dos dois ramos das Ciências do solo, sendo o outro a edafologia.
Figura 1.3 Interações da Ecologia.
A utilização de uma base multidisciplinar torna a ecologia uma ciên-cia pautada em raízes lógicas e metodológicas múltiplas. Huggett (1995) usa o termo geoecologia para definir uma ciência que se concentra no estudo da interação entre os animais, plantas, fungos e microrganismos com a pedologia, geografia e geologia. Outro termo utilizado seria a Ecologia da paisagem, que integraria os conceitos da formação, modificação e organi-zação dos ambientes.
Pode-se observar que o campo da ecologia é muito vasto e Margalef (1989) extrapola seu campo de atuação para áreas onde se trabalham ques-tões do tipo: (1) descrição e ordenação geográfica da paisagem; (2) quesques-tões prática de agricultura e pecuária; (3) interação do ambiente com a fisiologia e a etologia das espécies; (4) demografia, com introdução de pontos de vista matemáticos. Cada uma dessas questões indica que a ecologia é, intrinse-camente, multidisciplinar.
A ciência da Ecologia trabalha algumas questões básicas, dentre as quais podem ser citadas as seguintes:
a) Como e por que os organismos estão distribuídos em um determi-nado ambiente?
b) Qual o efeito de determinado parâmetro ambiental sobre os orga-nismos?
c) Qual a razão de se ter no ambiente um conjunto de espécies e como se processam as interações entre estas?
d) Qual o efeito das alterações no ambiente sobre o homem?
Em termos formais, o produto deste espectro, faz com que a Ecologia possua diferentes divisões, com limites às vezes não muito nítidos. Assim sendo, diferentes pesquisadores se dedicam a várias subáreas, dentre as quais é importante destacar (Figura 1.4):
Caatinga
Vegetação típica da região semiárida do Nordeste brasileiro, constituída por plantas cujas principais características são folhas pequenas, às vezes trans-formadas em espinhos, casca grossa, formação de uma camada de cera e raízes com capacidade de armazenar água.
Pampas
Denominação dada às vastas planícies do Rio Grande do Sul, cobertas de excelentes pastagens, que servem para criação de gado, principalmente bovino, cavalar e lanígero.
Araucária
É um gênero de árvores coníferas, da família Arau-cariaceae. Existem 19 espécies no gênero, com distribuições, altamente, separadas na Nova Cale-dônia (onde 13 espécies são endêmicas), Ilha Nor-folk, sudeste da Austrália, Nova Guiné, Argentina, Chile, e sul do Brasil.
A Ecologia é, ao mesmo tempo, uma ciência de análise e de síntese.
Figura 1.4 Subdivisões da Ecologia.
Ecologia: ciência de síntese e de análise
A Ecologia é uma ciência de síntese de conhecimento, pois, para des-crever e explicar a distribuição dos diferentes seres vivos, nos vários am-bientes, tem que buscar conhecimento nas ciências mais diversas.
Liga-se, naturalmente, aos ramos da Zoologia e da Botânica, bem como da Microbiologia, da Fisiologia, da Genética, da Física, da Quími-ca, e ainda, entre outras, também a Estatística - esta pode fornecer méto-dos que dirão da validade méto-dos resultaméto-dos obtiméto-dos; e a Fitogeografia - esta parece mais estática, quando descreve a atual distribuição dos conjuntos vegetais na Terra. Entretanto, se considerarmos, como é imprescindível a história geológica do planeta e a distribuição dos grupos vegetais, que se sucederam através do tempo geológico, observa-se que esta ciência também encara, dinamicamente, a evolução das comunidades vegetais.
A procura da razão, de certos fenômenos, faz da Ecologia uma ciên-cia de análise. Por exemplo, no Nordeste brasileiro há predominânciên-cia do bioma caatinga. No Sul, encontramos os campos que se prolongam nos pampas uruguaios e argentinos, bem como matas de Araucária. Por que estes campos e estas matas não ocorrem no Nordeste e por que faltam, no Sul, as caatingas nordestinas? Para tentar explicar problemas como estes são necessários uma soma enorme de dados fornecidos pela Climatologia, Pedologia e pela Geomorfologia, entre muitas outras ciências. É preciso analisar o comportamento das diferentes espécies que compõem os diversos grupos que ocorrem em vários ambientes.
Feliz Rawitscher
Organizador do Depar-tamento de Botânica, da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras da Uni-versidade de São Paulo, fundada em 1934, no go-verno de Armando de Sal-les Oliveira.
Mário Guimarães Ferri
Nasceu em São José dos Campos, São Paulo (1918). Foi professor da Universidade de São Pau-lo (USP). Foi um ecóPau-logo pioneiro no Brasil. Pro-curava informar o público através de livros e artigos de divulgação sobre eco-logia e poluição: em lin-guagem clara e precisa apresentava informações necessárias pra compre-ender a importância da conservação do ambiente. Morreu em São Paulo ca-pital (1985).
Cedrela fissilis (Cedro)
Espécie rara, que ocorre em diversas formações florestais brasileiras. Essa árvore frondosa produz uma das madeiras mais apreciadas no comércio, tanto brasileiro quanto in-ternacional.
A ecologia vegetal no Brasil
Deve-se considerar o Brasil como um dos países pioneiros no campo da Ecologia Vegetal. O fato de um livro básico, pioneiro em Ecologia, Lagoa Santa, de Warming, conter estudos levados a cabo no que era, na época, um “lugarejo miserável”, próximo de Belo Horizonte, não foi casual o fato de Feliz Rawitscher, vindo da Alemanha, ter introduzido, no País, estudos experimentais de Ecologia.
Em 1942 iniciou a divulgação de Problemas de Fitoecologia com Considerações Especiais sobre o Brasil Meridional. Este trabalho foi com-pletado dois anos mais tarde quando considerou, particularmente, os de-mais fatores climatológicos: luz, oxigênio, vento, fatores pedológicos e gás carbônico. Ao mesmo tempo em que se divulgavam, em nossa língua, co-nhecimentos dessa nova ciência, também estimulava o desenvolvimento de trabalhos experimentais.
Em 1942 publicou Algumas Noções sobre a Transpiração e o Balanço d’Água de Plantas Brasileiras, e no mesmo ano, com Ferri, publicou um trabalho sobre a metodologia para estudo da transpiração cuticular em
Ce-drela fissilis, trabalho esse que contém algumas considerações ecológicas.
E em 1943, Rawitscher, Ferri e Rachid; publicaram o primeiro trabalho ex-perimental sobre a vegetação dos nossos cerrados, correlacionando-a com as reservas de água contidas em seus solos profundos.
Em 1944 Ferri elaborou e defendeu a primeira tese de documento no campo da Botânica, no Brasil, versando sobre a Transpiração de Plantas Permanentes dos Cerrados, tese essa de cunho eminentemente ecológico-experimental. Daí em diante, expandiram-se muito as pesquisas ecológicas entre nós, especialmente no referido Departamento, onde inúmeras teses de mestrado, doutoramento livre-docência e cátedra foram elaboradas sobre a ecologia de cerrados (Ferri, Rachid, colaboradores e discípulos), caatingas nordestinas (Ferri), caatingas do Alto Rio Negro, no Amazonas (Ferri), mata pluvial tropical (Coutinho), dunas (Andrade), manguezais (Lambert); mata de Araucária, no Rio Grande do Sul (Backes); a vegetação do Vale do Itajai, Santa Catarina (Klein).
Esse capítulo apresentou as noções gerais sobre o surgimento da Eco-logia como ciência que se preocupa com o estudo do meio ambiente, desde sua origem até as subdivisões mais recentes. Em comparação com outras ciências correlatas podemos afirmar que ela é uma ciência jovem que pas-sou a se desenvolver rapidamente com o aumento da população humana e o aumento dos problemas ambientais que preocupam hoje a humanidade, como as mudanças climáticas e o aquecimento global com todas suas re-percussões. A Ecologia interage com a maioria das áreas de conhecimento, visto que o meio ambiente é de interesse difuso pelo fato de todos os seres vi-vos precisarem de um determinado habitat compretensão de uso diferente, daí a necessidade de analisar a Ecologia e sua interfase com os problemas modernos. Neste capitulo também é abordado o surgimento de movimentos e organizações ambientalistas que militam em prol da conservação da na-tureza, a preservação da biodiversidade e os impactos que são causados nos ecossistemas em conseqüência das ações de degradação. Também é versado superficialmente o desenvolvimento da ecologia no Brasil.
1. Explique como surgiu o vocábulo “Ecologia”.
2. Procure em cinco dicionários de autores diferentes a definição para a palavra Ecologia.
3. Descreva de forma sucinta o histórico da Ecologia. 4. Como surgiram os movimentos ecologistas no mundo?
5. Explique cinco maneiras de como a Ecologia interage com outras ciên-cias correlatas.
6. Por que podemos dizer que a Ecologia é uma ciência multidiscplinar?
A ecologia acústica
Apreciar os sons da natureza é algo comum no ser humano desde tem-pos mais remotos, porém, apenas no final dos anos 60 surgiu o primeiro pro-jeto que se tem noticia com finalidade específica de estudar o meio ambiente sonoro, o World Soundscape Project (WSP), como foi chamado, foi formado por pesquisadores da Simom Fraser University. Assim surgiu o conceito da Ecologia Acústica e das Paisagens Sonoras.
A ecologia acústica seria o estudo da relação entre os organismos vivos e o seu ambiente sônico (paisagem sonora ou soundscape), tendo como prin-cipais atributos, chamar a atenção para os desequilíbrios desta relação, otimi-zar a qualidade acústica sempre que possível, manter e proteger as paisagens sonoras acusticamente balanceadas onde quer que as mesmas existam.
O profissional que milita nesta área se preocupa em auxiliar na áudio-preservaçãodos ambientes naturais ameaçados, registrando a identidade eco acústica dos mais variados ecossistemas, o ambiente sônico de cada habitat, através do registro digital da musicalidade da natureza e utilizá-la nos mais diversos espaços com a finalidade de se criar uma atmosfera sônica mais saudável, harmoniosa e equilibrada; auxiliando na purificação auditiva contra as estressantes arritmias sonoro-urbanas. Dessa forma, os sons ambientais propiciam uma maior sensibilização e interiorização de conceitos e valores na-turalísticos essenciais; promovendo aos ouvintes, um maior interesse e cons-cientização ecológica quanto às questões ambientais.
Fonte: http://ecoterrabrasil.com.br/paisagesn-sonoras; http://www.playnature.com.
Leitura
Artigo
• CAVALCANTI, R. B. Ecologia teórica e conservação biológica. In: Atas do Encontro de Ecologia Evolutiva, Universidade Estadual Paulista, Rio Claro, maio 1989. Anais... Rio Claro: Academia de Ci-ências de São Paulo. 1990. p. 18-25.
Sites
• http://www.cartadaterra.com.br/
BEGON, M.; HARPER, J. L.; TOWSEND, C. R. Ecology. 4ed. Oxford: Bla-ckwell Science, 2004.
DAJOZ, R. Princípios de ecologia. Porto Alegre: Artmed, 2005.
FELDMANN, F. Guia da ecologia para entender e viver melhor a relação homem-natureza. São Paulo: Guias Abril, Editora Abril. 1982.
PRIMACK, R. B.; RODRIGUES, E. Biologia da conservação. Londrina: Gráfica e Editora Midiograf, 2001.
Capítulo
Objetivos:
• Aprimorar conceitos relacionados com a distribuição dos seres vivos em função
dos parâmetros climáticos, hídricos e edáficos.
• Mostrar como o clima influencia a ocupação dos espaços físicos nos ecossistemas;
• Determinar como atuam e como são expressos os fatores ecológicos.
• Discorrer sobre as ações relacionadas com o solo e sua formação na ocorrência das
diversas formas de vida presentes num ecossistema.
Fatores ecológicos
2
Fator ecológico é todo elemento do ambiente susceptível a agir direta-mente sobre os seres vivos, pelo menos em uma das fases de seu ciclo de desenvolvimento e eles atuam eliminando certas espécies dos territórios, e conseqüentemente, intervindo na distribuição geográfica dos mesmos; mo-dificam as taxas de fecundidade e de mortalidade; atuam sobre os ciclos de desenvolvimento; provocam migrações, agindo na densidade das popu-lações; favorecem o aparecimento de modificações adaptativas (hibernação, reações fotoperiódicas etc.).
Os fatores ecológicos podem ser divididos em dois grupos: o dos que compõem o ambiente físico (Fatores abióticos) e o dos que integram o am-biente biológico (Fatores bióticos).
a) Fatores abióticos: integrados pelos fatores físicos, tais como lu-minosidade, temperatura, pressão atmosférica, ventos, umidade e pluviosidade, e pelos fatores químicos como quantidade relativa dos diversos elementos químicos presentes na água e no solo.
b) Fatores bióticos: representados pelos seres vivos e suas intera-ções intraespecíficas de predação, competição, parasitismo, entre outros; assim como dos fatores alimentares.
Fatores abióticos: climáticos e hídricos
Devem ser considerados três grandes conjuntos de fatores: a) os fato-res climáticos (pluviosidade, temperatura, umidade atmosférica, ventos, luz); b) os fatores hídricos, representados máxime pela composição quími-ca da água; e c) os fatores edáficos (Capítulo 3), isto é, ligados aos solos (textura, estrutura, composição química, pH, umidade, capacidade de re-tenção da água, permeabilidade).
Fatores climáticos
• Clima
Clima é o conjunto de estados da atmosfera próprios de um lugar que, em contato com as massas continentais ou oceânicas, provocam fe-nômenos como aridez, umidade e precipitação. Portanto, é o ramo da Ge-ografia física que trata dos climas da Terra, analisando-os quer do ponto de vista estático, quer através de suas principais manifestações, tais como as condições de tempo.
Climatologia é a ciência que descreve os climas e traça sua formação; proporcionando dados para as ciências aplicadas como a Meteorologia. O clima de uma região é determinado por variáveis como temperatura,
dire-O pluviômetro é um apa-relho utilizado na mete-orologia para medir, ge-ralmente, em milímetros (mm), a quantidade de chuva durante um deter-minado tempo e local.
O relevo exerce uma fun-ção ponderável na distri-buição da precipitação, provocando as chuvas orográficas ou ilhas de umidade. No Ceará, pode--se observar os enclaves de altitude que se erguem no meio da Caatinga: Ser-ra da Meruoca, SerSer-ra de Baturité, Serra da Ibiapa-ba, Chapada do Araripe , Chapada do Apodi, entre outros.
ção e velocidade dos ventos, pressão atmosférica, umidade, latitude, altitu-de, pluviosidade e insolação.
A climatologia divide-se em diversos ramos, segundo suas aplicações práticas. A Climatologia aeronáutica se aplica à determinação de rotas de navegação aérea e à escolha dos lugares adequados à construção de aero-portos. A Climatologia marítima serve a finalidades análogas. Os estudos climatológicos agrícolas visam estabelecer as melhores relações entre o clima e as atividades de plantio e colheita. A Bioclimatologia analisa a relação entre elementos climáticos e fenômenos biológicos e inclui a Biocli-matologia humana. Esta se subdivide em ramos como a Climopatologia, que estuda a relação entre o clima e as doenças, e a Climototerapia, que se ocupa da influência das variações climáticas na cura ou erradicação de en-fermidades. A Climatologia urbana investiga o microclima das cidades e a influência exercida sobre o clima pela contaminação atmosférica produzida por grandes núcleos populacionais.
Entre os fatores que mais influenciam na classificação do clima, exemplifica-se: a pluviosidade e a temperatura. Estes dois fatores afetam, principalmente, os sentidos e enseja ao homem ter uma idéia rápida e con-dutiva na formação de opinião a respeito de um clima.
O Brasil apresenta várias regiões climáticas (Figura 2.1).
Figura 2.1 Clima brasileiro. Fonte: www.brasil.gov.br.
• Pluviosidade
A pluviosidade é a quantidade de chuva que cai numa determinada área ou região em um determinado lapso de tempo, medida em milímetro (mm). A pluviosidade é um parâmetro extremamente importante, pois pos-sibilita quantificar o volume de água disponível em um determinado local.
No Nordeste brasileiro é grande a correlação entre o bioma Caatinga e o clima, ao qual se deve atribuir à maior parte das características deste ambiente. Em quase toda a área da Caatinga está presente o clima quente e semiárido (Bsh na classificação de Köppen). Na Caatinga chove pouco, geral-mente não mais do que 3 ou 4 meses por ano e, mesmo assim, com bastante
irregularidade. A pluviometria média oscila entre 350 e 800 mm/ano, sendo menor em algumas áreas específicas. Uma particularidade quanto às chuvas é que às vezes é possível cair num só dia, chuvas violentas, de até 150 mm.
Experimente Pluviômetro caseiro Material:
• Garrafa PET de 2 litros;
• Tesoura;
• Régua;
• Haste de madeira;
• Fita adesiva;
• Mamadeira (ou recipiente similar que marque a quantidade de líquido em mililitros-ml);
Preparo
• Corte a garrafa PET no sentido transversal a uma altura de 20cm, formando um recipiente;
• Prenda a garrafa a uma haste de madeira com fita adesiva; fixando a haste no solo;
Pronto! Já está criado o seu pluviômetro caseiro simples e eficiente. Após a chuva despeje a água do pluviômetro caseiro em copo de medi-da (ex: mamadeira) para medir a quantimedi-dade de água de chuva precipitamedi-da, em mililitros (ml). Depois, divida a quantidade de água (ml), pela área da boca do pluviômetro caseiro, multiplicado por 1.000 (mil). Assim você terá a quantidade de chuva precipitada, em mm (milímetros).
CÁLCULOS: Área da abertura do pluviômetro: PI x R² ou (PI x D²) / 4; onde PI=3,14, R=raio D=diâmetro.
Exemplo:
Diâmetro do PET= 0,10 m -- (3,14 x 0,01) / 4 = 0,00785 X 1000= 7,85; ou
Raio do PET = 0.05 m -- 3,14 x 0,0025 = 0,00785 x 1000 = 7,85. Quantidade de chuva=120 ml -- 120 / 7,85 = 15,28 mm.
OBSERVAÇÃO: Procure colocar o seu pluviômetro caseiro em um local aberto, distante de goteiras. Faça a medição em um período chuvoso.
As estações secas, que se fazem sentir pela intensidade e duração irre-gular, não raro se prolongam por vários meses, tornando a região, uma ver-dadeira estufa climática. A temperatura média do ar é de 27o C e de grande
regularidade, com exceção das áreas litorâneas e com altitudes superiores a 300m, onde ocorrem os ventos alísios (os quais amenizam o clima). Os ventos são bastante regulares (o ano todo) e a umidade relativa do ar fica em torno de 70%. A insolação normal é de 2.800 horas/ano o que favorece as altas taxas de evaporação que se situam entre 1.500 e perto de 3.000 mm/ ano. As taxas de evapotranspiração potencial variam entre 1.300 e 1.900 mm/ano. Isso significa que as taxas de evaporação ou evapotranspiração potencial anual são superiores as quantidades de chuvas anuais o que pro-voca um déficit hídrico regional em torno de 1.000 mm, que é o principal fator limitante ao crescimento da vegetação.
Neste sentido, quanto à precipitação, o Nordeste pode ter o ano divi-dido em quatro trimestres: o primeiro, de novembro a janeiro, com chuvas
no oeste da Bahia; o segundo, de fevereiro a abril, com chuvas no norte da região Nordeste, onde caem 70% das chuvas do Ceará; o terceiro, de maio a julho, com a precipitação no litoral do Rio Grande do Norte, Alagoas, Ser-gipe e Bahia; finalmente o quarto trimestre que é o mais seco, com apenas 1% de chuva, pouca precipitação no oeste da Bahia.
Evapotranspiração: o termo é empregado para designar a transferên-cia de vapor de água para a atmosfera a partir de um solo com vegetação. A evapotranspiração representa, portanto, duas contribuições distintas: a evaporação da água contida no solo e a transpiração, resultante da ativida-de biológica da comunidaativida-de vegetal presente.
Evapotranspiração potencial: o termo traduz a máxima quantidade de água capaz de ser transferida para a atmosfera, em uma extensa área inteiramente vegetada, com plantas em pleno vigor vegetativo e recobrindo inteiramente o solo que, por sua vez, deve possuir água suficiente para não causar limitação hídrica sobre algumas espécies de vegetal.
A Figura 2.2 mostra a distribuição espacial da precipitação no Nor-deste brasileiro no primeiro quadrimestre do ano, por intermédio do sis-tema de isoietas. Esse método é o mais preciso de todos, pois independe das características de topografia do terreno e das precipitações. Os pontos de mesma precipitação estabelecem as curvas que serão utilizadas para a estimativa do valor médio da altura pluviométrica em qualquer ponto. O produto desse valor médio, pela área correspondida, entre as isoietas, pos-sibilita a estimativa do volume precipitado naquela superfície. A soma dos volumes parciais dividido pela área total resulta no valor ponderado médio da altura de água precipitada. O método das isoietas é mais utilizado para grandes superfícies.
As chuvas mal distribuídas e muito intensas provocam enchentes, causando grandes escoamentos superficiais e, consequentemente, acentu-ando a erosão dos solos. Em diferentes anos pode-se ter o mesmo valor de precipitação, porém com distribuições irregulares, provocando anos melho-res ou piomelho-res nas condições de aridez.
Existem as chamadas chuvas orográficas, sendo aquelas que se for-mam por efeito topográfico. O processo resume-se no seguinte: quando uma massa de ar quente e úmida, em seu deslocamento encontra-se com uma montanha, aquela mesma massa de ar é forçada a se elevar. Esta ascensão resulta em nuvens do tipo cúmulos que ocasionam as chuvas nas zonas serranas. Este processo de precipitação é muito comum na região litorânea e nas zonas serranas do Nordeste, como na Chapada do Araripe, Serra da Ibiapaba, Maranguape, Baturité entre outras. Este tipo de chuva promove geralmente nas zonas serranas a ocorrência de determinadas formações flo-rísticas que promovem a sua vez o
apare-cimento de espécies endêmicas, que não caracterizam a região (Figura 2.3).
Figura 2.2 Precipitação pluviométrica no NE brasileiro. A escala da direita (cores no mapa) representa o percentual de contribuição do
qua-drimestre em relação ao total anual. Fonte: GOOGLE (2011).
Déficit hídrico designa uma situação na qual as precipitações exibem valo-res inferiovalo-res aos da eva-poração e a transpiração das plantas.
Figura 2.3 Aspecto da Serra da Ibiapaba (Ceará) apresentando vegetação característica da Mata Atlântica.
Em Ecologia, o objeto de uma classificação climática é definir em termos de: temperatura; umidade relativa do ar e suas distribuições estacionais; e os limites dos diferentes tipos climáticos que ocorrem na superfície do globo.
Existem vários sistemas de classificação do clima, cuja nomenclatu-ra varia conforme o autor e conforme o tipo de elemento climático consi-derado. A classificação mais utilizada, atualmente, é a Classificação Cli-mática de Köppen.
Wladimir Peter Köppen ao estabelecer sua classificação climática fez significante avanço quando identificou as regiões de clima da Terra através do estudo da vegetação, associando depois, valores numéricos de tempera-tura e precipitação a essas regiões. Com base nas zonas térmicas são esta-belecidos os seguintes tipos de clima: tropicais, subtropicais, temperados, frio e polar. Esta classificação destaca-se por ser de uso frequente no Brasil e ter aplicação à Biologia. Descreve-se:
a) Zona tropical: com temperatura média mensal sempre superior a 20ºC, e com dupla oscilação anual. Isto é, não existem estações;
b) Zona subtropical: com temperatura média mensal em pelo menos um mês, e no máximo oito, inferior a 20º C. Não há inverno. A flu-tuação térmica apresenta um só máximo e a latitude bem como as distâncias do mar, têm grande influência sobre os valores térmicos;
c) Zona temperada: nesta existem as quatro estações do ano e, po-dem ser subdivididas duas subzonas, nas quais existem pelo me-nos 08 meses com temperaturas inferiores a 20º;
c1) Subzona cálida: com verão tropical de três meses, e temperatura superior a 20ºC;
c2) Subzona fria: com inverno marcado;
d) Zona fria: sem verão. Existem somente quatro meses com tempera-turas médias superiores a 10ºC;
e) Zona polar: nesta, durante todo o ano as temperaturas são inferio-res a 10ºC. Não existem estações.
Em sua classificação Köeppen designa com letras maiúsculas as zo-nas climáticas principais, compreendendo desde a letra “A”, até a “F”, e com minúsculas as subdivisões. Ademais, emprega também as letras maiúscu-las S, W, H, e T, para representar: S = climas de estepes; W = climas desér-ticos; H = climas de altura; e T = temperatura do mês mais cálido entre 0ºC e 10ºC (Figura 2.4 e Tabela 2.1).
Wladimir Peter Köppen
Geógrafo, meteorólogo, climatólogo e botânico alemão. Foi considera-do precursor da ciência meteorológica moderna, suas descobertas influen-ciaram profundamente os rumos das ciências da at-mosfera.
Köppen, W. P. Fonte: GOOGLE, 2011.
Figura 2.4 Zonas climáticas do Brasil. Fonte: MIZUGUCHI et al. (1982).
Tabela 2.1 Classificação climática de Köppen aplicada ao Brasil. Fonte: Koeppen-geiger.vu-wien.ac.at
A climatologia baseia-se principalmente em médias, quando conside-ra os diversos fatores do clima. Mas, isso só não satisfaz, pois um período apenas, extremamente frio, ou muito seco, basta para restringir ou mesmo eliminar certas espécies e os mínimos dos componentes climáticos.
Na região amazônica, por exemplo, prevalecem temperaturas elevadas como no Nordeste, mas na Amazônia predominam altas temperaturas alia-das à grande pluviosidade e à umidade atmosférica constantemente. Tudo isso, condiciona a existência das florestas amazônicas que são exuberantes e ricas em espécies de folhas perenes. O Nordeste, com exceção de uma estreita faixa úmida próxima do litoral, caracteriza-se por temperaturas elevadas, baixa pluviosidade (vários meses seguidos de estiagem), e baixa umidade atmosférica. Este conjunto de fatores exclui a floresta do tipo que se constata na Amazônia, e propicia a existência de diversos tipos de vege-tação, inclusive da floresta baixa, rala e espinhenta, de folhas caducas, isto é, da Caatinga arbórea.
O clima pode agir direta-mente ou indiretadireta-mente sobre outros aspectos na-turais. Por exemplo: dire-tamente sobre os vegetais; indiretamente sobre a mo-dificação do solo.
Folha perene ou pereni-fólia é um atributo à fo-lhagem das plantas que mantém as suas folhas durante todo o ano. Fotoperíodo é o intervalo de tempo decorrido entre o nascimento e o ocaso do Sol. Também chama-do de duração efetiva chama-do dia, o fotoperíodo depen-de da latitudepen-de local e da inclinação do Sol na data considerada. Sazonalida-de refere-se aos períodos climáticos durante o ano (estação climática).
Os diversos componentes do clima não têm o mesmo papel em todas as partes. Nas regiões temperadas e frias, geralmente, é a temperatura o fator condicionante da vegetação. Nas regiões tropicais, no entanto, é a umi-dade (em estreita dependência da pluviosiumi-dade) que limita e condiciona a vegetação. Isso é valido no primeiro (temperatura) e no segundo caso (umi-dade), tanto no que concerne à área de distribuição das espécies individuais quanto no que respeita à distribuição dos grandes tipos de vegetação. As condições climáticas e edáficas associadas às bacias hidrográficas e ao re-levo do terreno constituem barreiras ecológicas e geográficas à distribuição de animais e plantas sobre o território brasileiro.
• Temperatura
As variações de temperatura na superfície terrestre são, principalmente, resultado do efeito da latitude e da altitude ou da influência das grandes mas-sas continentais. A temperatura, na dependência da latitude, varia segundo as estações do ano e durante o dia e a noite (a sazonalidade e o fotoperíodo). Além disso, são levados em consideração, os efeitos microclimáticos das con-dições locais - relacionadas com a geologia, a topografia e o relevo. Em am-biente marinho e no solo ocorrem os efeitos da profundidade; no solo, ocorre o aumento da temperatura com a profundidade e, de modo oposto nos oceanos tem-se uma diminuição de temperatura com o aumento da profundidade.
A maior parte dos seres vivos, que se conhece, ocorre no intervalo em que a água é líquida (acima de 0 ºC). Nos casos extremos, as cianobactérias podem suportar temperaturas de até 75 ºC, podendo ocorrer também em fontes termais bem próximas do ponto de ebulição. Algumas bactérias con-seguem viver em temperaturas antárticas menores de –60 ºC.
A temperatura tem efeito oposto nos processos vitais. Se por um lado, aumenta a energia cinética das moléculas acelerando os processos vitais, por outro, temperaturas elevadas tornam as proteínas e enzimas instáveis. A par-tir de um determinado limiar estas passam a não funcionar e a perder sua estrutura (desnaturação proteica). Todos os organismos possuem pontos óti-mos de funcionamento no que diz respeito à temperatura (Figuras 2.5 e 2.6). O nível de energia necessária para os processos internos das células depende de um limiar de temperatura ideal para que os organismos fun-cionem. A sobrevivência de um organismo necessita de condições ideais de temperatura.
Diferentes organismos desenvolveram adaptações para sobreviver tanto em regiões com frio extremo (regiões polares), como em regiões de calor (áreas próximas a vulcões) e em áreas de grandes variações diárias de temperaturas (como desertos, onde faz muito frio à noite e muito calor durante o dia).
Figura 2.5 Relação de vetores da doença de Chagas e temperatura. Fonte: MIZUGUCHI et al. (1982).
Devido ao aquecimento global e outros motivos, alguns cientistas prevêem que, até o ano de 2100, a temperatura média da Terra pode subir em até 3 ºC. Isso proporcionará um desequilíbrio global entre as ações físicas, químicas e biológicas da biosfera.
O clima mesotérmico não apresenta estação seca e depende da Massa Polar Atlântica (inverno e outo-no) e da Massa Tropical Atlântica (verão e prima-vera) para as mudanças de estação e temperatura. Apresentam temperaturas médias que variam entre -3 ºC e +18 ºC.
