Conteúdo Programático Ecologia de Comunidades a. Padrões e Processos b. Definição de Comunidades c. Diversidade d. Padrões de Riqueza e. Sucessão f. Estrutura de Comunidades f1- Interações Ecológicas f2- Estrutura trófica g. Energética e cadeias tróficas
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Conteúdo Programático
Ecologia de Comunidadesa. Padrões e Processosb. Definição de Comunidadesc. Diversidaded. Padrões de Riquezae. Sucessãof. Estrutura de Comunidades
f1- Interações Ecológicas f2- Estrutura trófica
g. Energética e cadeias tróficas
• Conjunto de espécies que se interagem, coexistem e se alteram ao longo do tempo
Comunidades
1980 1985 1995 2005
Sucessão Ecológica: Conceitos
Sucessão Ecológica: sequência de mudanças iniciadas por uma perturbação
Sucessão Ecológica: Conceitos
Sucessão Ecológica: sequência de mudanças iniciadas por uma perturbação
Perturbação: evento relativamente discreto que altera a estrutura de comunidades e/ou disponibilidade de recursos e/ou de substrato e/ou de ambiente físico
Sucessão Ecológica
Campos abandonados no Leste dos Estados Unidos (século XIX)
Sucessão
Plantas anuais
Perenes herbáceas Arbustos Pinheiros
Carvalhos
Sucessão Ecológica
Rochas
Líquens
Gramíneas
Herbáceas
Arbustos
Arvores iniciais
Arvores tardias
Pioneiras
Sucessão Ecológica
Rochas
Líquens
Gramíneas
Herbáceas
Arbustos
Arvores iniciais
Arvores tardias
Seres
Sucessão Ecológica
Rochas
Líquens
Gramíneas
Herbáceas
Arbustos
Arvores iniciais
Arvores tardiasComunidade
Clímax
Sucessão Ecológica: Conceitos
Pioneiras: colonizadores iniciais
Sucessão Ecológica: Conceitos
Pioneiras: colonizadores iniciais
Sere: cada sério sucessional
Sucessão Ecológica: Conceitos
Pioneiras: colonizadores iniciais
Sere: cada sério sucessional
Comunidade Clímax: comunidade vegetal que atingiu um estado estável
Sucessão Ecológica: Conceitos
Sucessão Primária : desenvolvimento da comunidade em habitats recentemente formados e inicialmente desprovidos de qualquer tipo de planta
Dois tipos de sucessão quanto as suas origens:
Sucessão Primária
Fatores perturbadores
Sucessão Ecológica: Conceitos
- Sucessão Primária
- Sucessão Secundária: regeneração de uma comunidade após uma perturbação
Dois tipos de sucessão quanto as suas origens:
Sucessão Secundária
Perturbações
Sucessão Primária: Erupções Vulcânicas
Mount St. Helens em 1980
Sucessão Primária:
Logo após a Erupção do Monte St. Helens
Sucessão Primária: St. Helens
1 espécie
1 + 2 espécies
17 espécies
17 espécies+ 65%
cobertura
18 espécies
Sucessão Primária: St. Helens
1 espécie
17 espécies
17 espécies+ 65%
cobertura
1 + 2 espécies
18 espécies
Sucessão Primária: St. Helens
1 espécie
1 + 2 espécies
17 espécies
17 espécies+ 65%
cobertura
18 espécies
Sucessão Primária: St. Helens
St. Helens : Estimativa que em 100 anos a vegetação estará estável
0
5
10
15
20
1984 1990 1995 2000
Ano
Núm
ero
de E
spéc
ies
0
20
40
60
80
Cobe
rtura
(%)
espéciesCobertura (%)
Sucessão Primária: Dunas
Dunas do Lago Michigan - 1902
Sucessão Primária: Dunas
Dunas do Lago Michigan30 anos - gramíneas
100 anos – arbustos perenefolios + gramíneas de
pradarias
150 anos –Estabelecimento de
Pinus = floresta mista
Acima de 400 anos –Floresta de carvalhos
Sucessão Primária: Dunas
a) Emergência de plântulas
b) Emergências de plântulas na presença ou ausência de predadores de sementes
Sucessão Primária: Retração das geleiras
Glacier Bay -Alaska
Reiners et al. 1971
10-1.500 anos
Sucessão Primária: Retração de Gelerias
1.500500200
Sucessão Primária: Bacias Glaciais
Alterações na riqueza de espécies em Glaciais no Alasca.
Sucessão de plantas no Alasca
Sucessão Secundária: Florestas Temperadas
Campos abandonados no Leste dos Estados Unidos (século XIX)
30 anos
15 anos
2 anos
1 ano
1◦ anoGramíneas 1
2◦ anogramíneas
3‐18 anosFloresta de Pinus
jovem
19‐30 anoFloresta de Pinus
MaduraSub‐bosque de jovens
Carvalhos
70‐100Transição de PinusPara carvalhos
100 anos ou maisClimax
Floresta de Carvalhos
Sucessão Secundária: Campos abandonados
Sucessão Secundária: Florestas Temperadas
Árvores
Sucessão Secundária: Florestas Temperadas
Árvores Aves
Sucessão Secundária: Costão rochoso
Souza 1979 : Experimento
Sucessão
pioneiras
Sucessão Secundária: Costão rochoso
Souza 1979 : Experimento
Sucessão
pioneiras
Sucessão Secundária: Costão rochoso
Souza 1979 : Experimento
Sucessão
pioneiras
Sucessoras intermediárias
Sucessão Secundária: Costão rochoso
Souza 1979 : Experimento
Sucessão
pioneiras
3 anos
60-90% domínio
Sucessão Secundária: Costão rochoso
Sucessão de macroinvertebrados e macroalgas
Tempo de Sucessão
Alasca Campos abandonados
Costão rochoso Riacho
• Características das plantas• Bancos de Sementes e Dormência
Características biológicas e a sucessão
Diferenças nas espécies sucessionais
Característica Inicial TardiaNúmero de sementes Muitas poucas
Tamanho das sementes Pequena Grande
Dispersão Alada, presa em animais
Gravidade , ingestão por
animaisViabilidade da semente Longa, latente no solo Curta
Taxa de crescimento Rápida Lenta
Tamanho na maturidade Pequeno Grande
Tolerância à sombra Baixa alta
Características biológicos e a sucessão
Diferenças nas espécies sucessionais
Característica Inicial TardiaNúmero de sementes Muitas poucas
Tamanho das sementes Pequena Grande
Dispersão Alada, presa em animais
Gravidade , ingestão por
animaisViabilidade da semente Longa, latente no solo Curta
Taxa de crescimento Rápida Lenta
Tamanho na maturidade Pequeno Grande
Tolerância à sombra Baixa alta
Características biológicos e a sucessão
• Características das plantas• Bancos de Sementes e Dormência
- Banco de sementes seja rico
-Dormência de sementes de plantas “iniciais” quebrada pelo fogo ou luz
Características biológicos e a sucessão
Mecanismos biológicos e Sucessões
Importância dos animais na sucessão das comunidades vegetais
Pressão de pastagem Pisoteio de Elefantes
Controlam comunidade de gramíneas
Capítulo 9: De Populações a Comunidades
Capítulo 16: A natureza da comunidade
Capítulo 22: Desenvolvimento da Comunidade
Estrutura de Comunidades
Estrutura de Comunidades
Como estudar?
-Diversidade
- Níveis tróficos
- espécies chave / espécies Dominantes
- diagrama com as conexões entre os organismos e o alimento que eles consomem
Teia trófica: modelos conceituais das interações tróficas entre os organismos em
uma comunidade
Estrutura de Comunidades
Estrutura de Comunidades
Cadeia trófica
Simples sequência de organismos e suas interações
tróficas
ConsumidoresQuaternários
ConsumidoresTerciários
ConsumidoresSecundários
ConsumidoresPrimários
Produtores
Carnivoro
Carnivoro
Carnivoro
Herbivoro
Planta
Carnivoro
Carnivoro
Carnivoro
Zooplancton
Fitoplanctonterrestre Marinha
Estrutura de Comunidades
Estrutura de Comunidades
Rede Trófica
Cadeias tróficas integradas
Redes complexas
Louva-a-deus PerdizAranha
Gafanhoto Rato Veado PreáAbelha
Frutos Capim/folhagem Sementes
Coruja-buraqueira
Lobo-guará
Gambá
Onça-parda
RaízesFlores
Exemplo simplificado de uma teia alimentar para o Triângulo Mineiro. Motta-Junior, não publicado.
Redes complexas
Cracas
Mexilhões
Interação diretos e indiretos
EFEITO DIRETO
Teias tróficas: Efeitos indiretos
Comensalismo
0+
Interação indireta
Teias tróficas: Efeitos indiretos
Número de besouros 15 X maior nos brotos de árvores cortadas
Fatores limitantes da produtividade em ambientes terrestres
• 0,03% ar atmosférico
CO2
Fatores limitantes da produtividade em ambientes terrestres
• Quantidade de radiação em 1m 2 /min da Terra : 1-5 J
• 100% energia é absorvida?
Fatores limitantes da produtividade em ambientes terrestres
• Quantidade de radiação em 1m2 da Terra : 1-5 J
• 100% energia é absorvida?
• 45% dos raios solares podem ser absorvidos
Qual é a Eficiência da Fotossíntese ?
Fonte de Energia:1,254,000
kcal/m2/ano
0.8% energia absrvidapela fotossíntese. Desta….
…55% perdida pela respiração
…45% gera o crescimento (Produção Primária Líquida)
Fatores limitantes da produtividade em ambientes terrestres
H2OTemperaturas altas
0–100100–200200–400400–600600–800>800
Productivity ranges (g/m2/ano)
Produtividade Terrestre
Fatores limitantes da produtividade em ambientes terrestres
Nutrientes
• Ambientes com baixa concentração de nutrientes são menos produtivos
• Sistemas agrícolas são muito produtivos
• Profundidade
Fatores limitantes da produtividade em ambientes aquáticos
• Radiação solar
• Disponibilidade de NutrientesPRODUTIVIDADE
Quais são os fatores determinantes na produtividade?
Produtividade Secundária
• Taxa de produção de biomassa por organismos heterotróficos
• Produção Secundária depende da primária• Qual a relação esperada?
Fonte de Energia:1,254,000kcal/m2/ano
0.8% energia absorvida pela fotossíntese. Desta….
…45% gera o crescimento (Produção Primária Líquida)
…11% entra na cadeia de herbívoros
e pastadores
…34% entra na cadeia dos decompositores como matéria morta
…55% perdida pela respiração
Produtividades Primária e Secundárias
80.7% respiração
17.7% excreção1.6% crescimento e reproduçao
Energia derivadadas plantas
Rotas de energia
• Eficiência de consumo (EC)• Eficiência de assimilação (EA)• Eficiência de produção (EP)
Eficiência de transferência de energia
• Eficiência de consumo (EC)
Eficiência de transferência de energia
• % da produtividade total de um nível trófico que éconsumida pelo nível trófico superior
• VALORES MÉDIOS
• 5% floresta
• 25% herbácea
• 50% fitoplancton
• Carnívoros - Vertebrados
- 50% - 100% vertebrado
- 5% invertebrado
• Carnívoros- Invertebrados
- 25% invertebrado
• Eficiência de assimilação (EA)Eficiência de transferência de energia
• % de energia no trato digestivo dos consumidores que é assimilada pela parede do trato digestivo e torna –se disponivel para ser destinada ao crescimento ou para gerar energia
• VALORES MÉDIOS
• 100% bactérias
• 20 - 50% herbívoros / detritívoros
• 80% carnívoros
• Eficiência de produção (EP)Eficiência de transferência de energia
• % de energia assimilada incorporadas à nova biomassa.
• VALORES MÉDIOS
• 30 – 40 % invertebrados
• 10% - vertebrados ectotermicos
• 1 – 2 % vertebrados endotérmicos
Eficiência de transferência de energia (ETP)
ETP = EC X EA X EP
Regra dos 10%
Produção Primária em Ecossistemas Aquáticos
• Modelo baseado em 48 estudos
2- 24%
~10,13
Capítulo 17: O Fluxo de energia através dos Ecossistemas
Capítulo 11: O Fluxo de energia e de matéria através dos Ecossistemas