CAPITULO 18: O FLUXO DE MATERIA ATRAVÉS DOS ECOSSISTEMAS

PARTE 3 – COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS

EXTRAIDO DE BEGON, TWONSEND E HARPER, 2007

RESUMO

                Os organismos vivos gastam energia para extrair substâncias químicas do seu ambiente. Eles as retêm e as utilizam por um determinado período e depois as perdem novamente. Neste capitulo, consideramos as maneiras pelas quais a biota sobre uma área de terra ou dentro de um volume de água acumula, transforma e transfere a matéria entre os diversos componentes vivos e abióticos do ecossistema. Alguns compartimentos abióticos ocorrem na atmosfera (carbono em dióxido de carbono, nitrogênio como nitrogênio gasoso), alguns nas rochas da litosfera (cálcio, potássio) e outros na hidrosfera – água dos solos, riachos, lagos ou oceanos (nitrogênio em nitrato dissolvido, fósforo em fosfato).

                Os elementos nutrientes estão disponíveis para as plantas como moléculas inorgânicas simples ou íons e podem ser incorporados a complexos compostos orgânicos da biomassa. No final, no entanto, quando os compostos orgânicos são metabolizados em dióxido de carbono, os nutrientes minerais são liberados novamente sob forma inorgânica simples. Uma outra planta pode então absorvê-los, e, portanto, um átomo individual de um elemento nutriente pode passar repetidamente através de uma cadeia alimentar após outra. Por sua própria natureza, cada joule de energia em um composto rico em energia pode ser usado somente uma vez, e os nutrientes químicos podem ser utilizados de novo e reciclados repetidamente (embora a ciclagem de nutrientes nunca seja perfeita).

                Discutimos as maneiras como os nutrientes são obtidos e perdidos nos ecossistemas assim como observamos que as entradas e saídas de um determinado nutrientes podem estar em equilíbrio. Entretanto, isso nem sempre é assim, pois há casos em que o ecossistema é uma fonte líquida ou um dreno líquido para o nutriente em questão. Examinamos os componentes dos estoques de nutrientes, bem como os fatores que afetam as entradas e saídas em florestas, cursos d’água, lagos, estuários e oceanos.

                Uma vez que os nutrientes são transportados por vastas distâncias pelos ventos na atmosfera e pelas águas de rios e correntes oceânicas, concluímos o capítulo examinando os ciclos biogeoquímicos globais. Os oceanos constituem a principal fonte de água no ciclo hidrológico; a energia radiante faz como que a água evapore para a atmosfera; os ventos a distribuem pela superfície do globo e a precipitação a traz de volta para a terra. O fósforo provém principalmente do intemperismo de rochas (litosfera); seu ciclo pode ser descrito como sedimentar devido à tendência geral do fósforo mineral em ser transportado do continente inexoravelmente para os oceanos, onde por fim torna-se incorporado aos sedimentos. O ciclo do enxofre tem uma fase atmosférica e uma fase litosférica de magnitudes similares. Já nos ciclos do carbono e do nitrogênio, a fase atmosférica é predominante. A fotossíntese e a respiração são os dois processos opostos que governam o ciclo global do carbono, e no ciclo do nitrogênio a sua fixação e a sua desnitrificação por organismos microbianos são de especial importância. As atividades humanas contribuem com aportes expressivos de nutrientes aos ecossistemas e rompem ciclos biogeoquímicos locais e globais. 

CAPITULO 17: O FLUXO DE ENERGIA ATRAVÉS DOS ECOSSISTEMAS

PARTE 3 – COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS

EXTRAIDO DE BEGON, TWONSEND E HARPER, 2007

RESUMO

                O termo ecossistema é usado para indicar a comunidade biológica (produtores primários, decompositores, detritívoros, herbívoros, etc.), junto com o ambientes abiótico em que ela está inserida. Lindermann lançou os fundamentos de uma ciência denominada energética ecológica, ao considerar a eficiência de transferência entre níveis tróficos – a partir de radiação incidente recebida por uma comunidade, passando por sua captura na fotossíntese das plantas verdes, até seu uso subseqüente pelos heterótrofos. Este é o tópico do presente capitulo.

                Os corpos dos organismos vivos dentro de uma unidade de área constituem uma colheita em pé de biomassa. A produtividade primária refere-se à taxa com que a biomassa é produzida pelas plantas por unidade de área. A fixação total de energia pela fotossíntese é a produtividade primária bruta (PPB), uma parte da qual é respirada pelas plantas como respiração autotrófica (RA). A diferença entre PPB e RA é a produtividade primária líquida (PPL) e representa a taxa real de produção de nova biomassa que fica disponível para o consumo dos organismos heterotróficos. A taxa de produção de biomassa pelos heterótrofos é a produtividade secundária, e sua respiração é a respiração heterotrófica (RH). A produtividade líquida do ecossistema (PLE) é a PPB menos a respiração total (RA + RH).

                Discutimos os padrões amplos da produtividade primária na face do globo e em relação às variáveis sazonais e anuais nas condições e observamos que as razões de produtividade primária: biomassa são mais altas em comunidade aquáticas do que em terrestres.

                Os fatores que limitam a produtividade primária terrestre são a energia solar (e particularmente seu uso ineficiente pelas plantas), a água e a temperatura (e suas interações complexas), a textura e a drenagem do solo, alem da disponibilidade de nutrientes. O comprimento da estação de crescimento é especialmente influente. Em ambientes aquáticos, a produtividade primária depende, em particular, da disponibilidade da radiação solar (com padrões nítidos relacionados à profundidade da água) e dos nutrientes (os aportes de nutrientes em lagos por ações humanas, os aportes dos estuários para os oceanos e as zonas de ressurgências oceânicas são especialmente importantes).

                Ao contrário das plantas, as bactérias heterotróficas, os fungos e os animais não conseguem, a partir de moléculas simples, produzir os compostos complexos ricos em energia de que necessitam. Eles obtêm sua matéria e energia diretamente consumindo material vegetal ou indiretamente de plantas comendo outros heterótrofos. Existe uma relação positiva entre produtividades primária e secundária em ecossistemas, mas a maior parte da produção primária passa, quando morta, através do sistema de detrito, e não através do sistema pastejador como material vivo. As rotas traçadas pela energia através das comunidades são determinadas por três eficiências de transferência de energia (eficiências de consumo, de assimilação e de produção). As eficiências de consumo no pastejo são mais altas onde as plantas possuem poucos tecido de sustentação estrutural e baixas razões C:N E C:P. discutimos também os padrões temporais no equilíbrio entre a produtividade primária e o seu consumo por heterótrofos, bem como mostramos como os padrões climáticos amplos (como El Niño) podem influenciar profundamente as energéticas do ecossistemas.