BIOMAS BIOMAS. ESPAÇO (km2) COMUNIDADES ROTEIRO. TEMPO (anos) METACOMUNIDADES. 1. O que são biomas? 2. O que determina a distribuição dos biomas?

Transcrição

1 ESPAÇO (km2) GLOBAL CONTINENTAL ~10 6 REGIONAL ~10 3 HABITATS LOCAIS ~10-2 MICROHABITAT BIOMAS METACOMUNIDADES COMUNIDADES ROTEIRO CIRCADIANO SAZONAL TEMPO ECOLÓGICO DE LONGO PRAZO TEMPO (anos) GEOLÓGICO 1. O que são biomas? 2. O que determina a distribuição dos biomas? 3. O que determina o clima? 4. Biomas do mundo 5. Biomas brasileiros 6. Relações forma-função-ambiente em plantas BIOMAS Tipos principais de ecossistemas definidos em função da fitofisionomia (características da vegetação e das formas de vida das plantas que a compõem) 1

2 MEAN ANNUAL TEMPERATURE ( o C) TUNDRA DESERT TAIGA GRASSLANDS TEMPERATE FOREST Padrões fitofisionômicos principais emergem por diferenças na temperatura e precipitação TROPICAL RAINFOREST Biomas são padrões fitofisionômicos definidos em escala global ou ao menos continental. Portanto, necessariamente crus e passíveis de refinamento e subdivisão à medida que se olha em maior e maior pormenor. Biomas NÃO SÃO mapas de distribuição de espécies. Ao invés disso, são áreas terrestres dominadas por plantas com formas e fisiologias características, mesmo sem qualquer relação evolutiva. PRECIPITATION (cm) Como é possível que encontremos fisionomias similares em diferentes partes do mundo se as espécies ou mesmo as linhagens são diferentes? Convergência: a evolução, por meio de programas genéticos difentes, de estruturas e hábitos superficialmente similares em espécies não relacionadas Plantas em desertos precisam lidar com um estresse físico que impõe pressão seletiva fabulosa: a perda d água. Uma solução comum é o hábito suculento. Reduz a razão superfícievolume, isto é, para um mesmo volume tem menor superfície e portanto menor perda d água (porque é pelas superfícies que perdemos umidade) North American cactus (Cactaceae) Madagascan Pachypodium (Apocynaceae) African Aloe (Asphodelaceae) Biomas são padrões fitofisionômicos definidos em escala global ou ao menos continental. Portanto, necessariamente crus e passíveis de refinamento e subdivisão à medida que se olha em maior e maior pormenor. Biomas NÃO SÃO mapas de distribuição de espécies. Ao invés disso, são áreas terrestres dominadas por plantas com formas e fisiologias características, mesmo sem qualquer relação evolutiva. A definição é baseada em plantas e denominada em termos da vegetação dominante. Mas tem grandes consequências para os animais porque 1. animais precisam responder ao mesmo clima particular do bioma, dando origem a padrões geográficos faunísticos e 2. plantas são críticas porque na esmagadora maioria dos casos formam a base da teia alimentar 2

3 Que fatores determinam o clima? Modos reprodutivos de anfíbios nas florestas de terras baixas da Amazônia (0-400m) HÖDL 1990 Clima: padrões em larga escala de temperatura, precipitação e sazonalidade Forma e inclinação da Terra Por causa da 1. curvatura da Terra e 2. A inclinação do Equador em direção ao sol sistema solar global regional ESCALA Órbita da Terra no espaço Forma e inclinação da Terra Ventos e correntes oceânicas Proximidade a grandes corpos de água Relevo - Uma determinada quantidade de radiação solar atinge área maior em ALTAS latitudes do que em BAIXAS latitudes - Além disso, em latitudes ALTAS a radiação solar percorre maiores distâncias dentro da atmosfera e é portanto mais atenuada do que em latitudes BAIXAS local Vegetação O resultado é que 1 cm 2 de solo no Equador recebe ~ 2 X da radiação solar de 1 cm 2 de solo a 50 o latitude (p.ex., Paris ou Nova Zelândia). Estas diferenças em radiação solar incidente criam padrões globais na temperatura e precipitação 3

4 Padrões de circulação ocorrem em resposta a essa distribuição heterogênea de energia na superfície terrestre POLO NORTE Por exemplo, vamos analisar as células de circulação convectivas tropicais 60 o N 30 o N 30 o S 60 o S 0 o POLO SUL Uma Terra hipotética sem rotação teria um padrão muito simples de circulação de massas de ar No entanto, a rotação da Terra causa a curvatura e divisão das massas de ar em células de circulação de ar. 30 o N 30 o S Alta incidência de radiação solar no Equador (0 o ) aquece a superfície da Terra levando a alta evaporação. Massas de ar contendo vapor d água sobem porquê são mais quentes Ao subir expandem e esfriam (resfriamento adiabático); vapor d água condensa e precipita ainda na região do Equador Assim, quando as massas de ar retornam à superfície terrestre a 30 o N e 30o S elas já se encontram secas. E ar seco absorve a água disponível do solo nestas regiões. é por isso que a maior parte dos desertos do mundo estão localizados a ~ 30 o N e S de latitude. 60 o N 30 o N EQUADOR 30 o S 60 o S Desertos no SO US Desertos do Sahara, Oriente Médio, Mongólia Deserto de Deserto da Desertos na Australia Atacama, Chile Namibia e é por isso que florestas estão ~ distribuidas no Equador e regiões intertropicais; mas também em ampla faixa a ~60o latitude Outro fator importante são as correntes oceânicas Correntes do Hemisfério N circulam em sentido horário. Carregam águas Articas frias ao longo das costas L dos continentes e trazem águas tropicais quentes ao longo das costas O dos continentes. É por isso que em latitudes similares, as temperaturas são mais altas na Europa que nos EUA Correntes do Hem. S circulam no sentido antihorário trazendo águas frias da Antártica ao longo das costas O dos continentes É por isso que existem lobos marinhos e pinguins na costa do Peru! 4

5 CLIMA LOCAL Água tem uma capacidade térmica, isto é, demora muuuuito tempo para esquentar mas, uma vez quente, demora muuuuito tempo para esfriar. Portanto, grandes corpos d água como oceanos tamponam variação na umidade e temperatura, consequentemente impactando climas locais. CLIMA MARÍTIMO: próximos a grandes corpos d água, úmidos e com variações de temperatura menos extremas CLIMA CONTINENTAL: longe de grandes corpos d água, seco e com variações de temperatura extremas CLIMA AINDA MAIS LOCAL Em montanhas, ASPECTO: orientação TEMPERATURE SOUTH FACING SLOPE NORTH FACING SLOPE Diferença de 10 o C à tarde TIME OF DAY ELEVAÇÃO AFETA UMIDADE sombra de chuva AR ÚMIDO Massas de ar quentes e úmidas ascendem, ao ascender expandem e esfriam, ao esfriarem água precipita Agora frias e secas, massas de ar descem, ao descer esquentam, ao esquentar absorvem a umidade do outro lado da montanha CLIMA AINDA AINDA MAIS LOCAL VEGETAÇÃO AFETA MICROCLIMA Por exemplo, árvores sombreiam o sub-bosque. Assim modificam a magnitude e as flutuações na umidade, temperatura, luz, etc. Clima: padrões em larga escala de temperatura, precipitação e sazonalidade Temperate rainforest in Washington State ROCKY MOUNTAINS Great Plains 5

6 TUNDRA Principalmente ao redor do Círculo Ártico além da linha das árvores. Também ocorre em áreas menores na região sub- Antártica e em altas altitudes no mundo inteiro Os biomas MIN. TEMPERATURE Temperatura e precipitação muito baixas Ambiente caracterizado pela presença do permafrost (água no solo permanentemente congelada) Por isso, mesmo se a água está presente, as condições para as plantas são de seca efetiva. Água líquida disponível por curtos períodos do ano Baixas temperaturas também limitam crescimento das plantas e a taxa de decomposição no solo Flora dominada por líquens, musgos, ervas e ocasionalmente árvores anãs Estação de crescimento é muito curta para o sucesso de formas de vida anuais (isto é, não há tempo para uma semente germinar, crescer, amadurecer e reproduzir) Assim, formas de vida comuns incluem plantas perenes com bulbos, cormos e rizomas subterrâneos dormentes que permitem à planta crescer e florescer rapidamente na curta estação de crescimento 6

7 TAIGA (Floresta de Conífera Boreal) Ocupa faixa larga através da América do Norte e Eurásia MIN. TEMPERATURE Temperatura e precipitação baixas. Estações são divididas em verões curtos, úmidos e relativamente mornos e invernos longos, frios e secos Água no estado líquido indisponível na maior parte do inverno, durante o qual plantas e animais usualmente tem um período de dormência com metabolismo muito baixo Flora dominada por árvores, principalmente coníferas sempre verdes (misturadas com árvores decíduas em regiões mais quentes) Vastas áreas são comumente ocupadas por apenas uma ou duas espécies de árvores FLORESTA TEMPERADA Amplamente distribuída no leste da América do Norte e na Europa, mas também na Asia e na Nova Zelândia As folhas das coníferas ( agulhas ) são muito resistentes à decomposição. Esta característica morfológica, junto com o frio, leva a taxas de decomposição muito baixas Digo isto porque taxa de mineralização (liberação de nutrientes) no solo frequentemente limita crescimento das plantas 7

8 MIN. TEMPERATURE Temperatura e precipitação moderadas. Estações bem definidas com inverno distinto. Precipitação em geral regularmente distribuída ao longo do ano, na forma de chuva ou neve Na maior parte destas florestas, há épocas do ano em que a água líquida está em disponibilidade limitada porque a evapotranspiração potencial excede [precipitação + água disponível no solo], especialmente quando água está congelada Tipicalmente dominada por angiospermas decíduas (perdem folhas no outono). No entanto, floresta temperada é uma classificação ampla que inclui muitos tipos de fisionomias. PRADARIAS ( grasslands ) Pradarias temperadas Pradarias tropicais (savanas) Pradarias são dominadas por ervas e gramíneas perenes, com arbustos e árvores esparsos Pradarias temperadas (pradarias, planos, ou pampas) ocorrem nas partes mais secas da região temperada Pradarias tropicais (savanns) ocorrem em climas mornos ou quentes com precipitação moderada a moderadamente alta.geralmente, precipitação é sazonal com longo período de seca. MIN. TEMPERATURE SAVANA Outros fatores que não seca podem manter a dominância de gramíneas sobre arbustos ou árvores incluindo fogo (natural ou antropogênico), solos pobres ou muito ácidos, ou pressão de herbivoria muito intensa. Estes fatores podem manter fisionomia de pradaria mesmo em regiões com alta precipitação 8

9 PRADARIAS TEMPERADAS PRADARIAS TROPICAIS DESERTOS Desertos quentes Desertos gelados DESERTO QUENTE DESERTO GELADO MIN. TEMPERATURE Desertos são caracterizados por extrema secura. Precipitação anual < 250 mm e, em alguns anos = ~ 0. Precipitação é imprevisível. Há desertos quentes (e.g. Saara) e gelados (e.g. Gobi). Em desertos quentes as temperaturas circadianas de temperatura podem ser extremas, em parte por conta da escassez de cobertura vegetal Por causa da seca extrema sua colonização é limitada a plantas como - cactos, mesquitas e sagebrush, que tem uma variedade de adaptações para conservar água por longos períodos - Anuais de crescimento rápido cujas sementes podem germinar, desenvolver até a maturidade, florescer, e produzir novas sementes dentro de poucassemanas após eventos raros de chuva 9

10 FLORESTA PLUVIAL TROPICAL Distribuída ao longo dos trópicos: América Central e do Sul, África Central (e Madagascar), Sudeste da Ásia, Malásia, Austrália MIN. TEMPERATURE Uma das principais características de florestas tropicais é a tendência pela falta de sazonalidade: temperatura, precipitação e comprimento do dia variam pouco, comparativamente, ao longo do ano. Em muitas regiões, sazonalidade se manifesta como invernos secos e verões úmidos. Temperatura e umidade altas favorecem decomposição rápida. Decomposição rápida, alta precipitação, e os comuns solos arenosos favorecem pesada lixiviação. Por isso solos são frequentemente pobres em nutrientes, e ácidos. emergentes Florestas são por definição estruturadas em estratos Florestas pluviais tropicais tendem a ter vários estratos Lianas (cipós lenhosos) germinam no solo e crescem subindo em árvores. Atingem o dossel sem ter que investir tanta estrutura (e portanto energia e nutrientes) quanto as árvores que lhes dão suporte dossel sub-bosque Dossel em florestas tropicais mais tipicamente contínuo Epífitas são comuns: plantas que crescem sobre outras plantas sem parasitá-las. Apenas usam o suporte para atingir o dossel., como orquídeas e bromélias estrato herbáceo Sobreposição de estratos condiciona baixa intensidade luminosa no interior da floresta *uma floresta amazônica de terra-firme Raízes tabulares dão estabilidade a árvores grandes e pesadas em solos arenosos relativamente instáveis 10