Prof. Adriano S. Melo

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Raíssa Paiva Domingues
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1 Universidade Federal de Goiás Instituto de Ciências Biológicas Departamento de Ecologia Ecologia de Ecossistemas Aula 2: Fluxos de Energia Prof. Adriano S. Melo asm.adrimelo naquele gmail.com

2 Leis da termodinâmica 1 a - conservação energia 2 a - aumento da entropia Produto em pé (standing crop) (kg*m -2 ou Kcal*m -2 ) Produtividade (kg*m -2 *ano -1 ) primária secundária Produção primária bruta e líquida Produtividade Produtividade Produto em pé Produto em pé

3 Esquema simplificado de fluxos de energia Energia luminosa Produtores Herbívoros Carnívoros 6CO 2 + 6H 2 O C 6 H 12 O 6 + 6O 2 Cada 2g de C fixado gasta cerca de 1000g de água transpirada Da energia solar: 30% é refletida para o espaço 20% absorvida pela atmosfera 50% absorvida como calor pelo solo <1% é aproveitada na fotossíntese Decompositores

4 respiração Silver Springs, Florida valores em Kcal/m 2 /ano adaptado de Pianka 1994, a partir de Teal e Odum Decomposit. 20 Prod. bruta Prod. Liq. 3,4 Herbívoros 0,4 Carnívoros 0,01 Carnív. topo 2 0,3 0,01 2,5 exportação 4,6 Calor 408 A energia sempre é totalmente degradada?

5 Importância dos decompositores Uso de 100 Kcal para cada 100 Kcal de produção primária líquida O que não é consumido na primeira rodada fica disponível para a próxima Total de Kcal assimiladas por decompositores é de 157 Kcal por cada 100 Kcal de PPL, devido habilidade de consumir a matéria orgânica mais de uma vez Como em todas generalizações, existem exceções... Nem todos consumidores são encaixados perfeitamente em cada compartimento Herbívoros as vezes comem matéria orgânica morta Carnívoros as vezes comem herbívoros, detritívoros e eventualmente plantas Alguns animais mudam sua dieta conforme crescem Onde encaixar os onívoros?

6 S.G. Decomposit. S.G. Decomposit. PPL MOM PPL MOM Floresta Campo S.G. Decomposit. S.G. Decomposit. PPL MOM PPL MOM Comunidade planctônica Riacho Material alóctone

7 Elton (1927): Pirâmide de números e tamanhos Lindemann (1942) Pirâmide de energia Eficiência Ecológica (P n /P n-1 )*100 Previsão de que apenas 10% da energia é passada para o nível seguinte Valores reais entre 2 e 24%, com media em 10,13%. Pirâmide de energia (produtividade) Carnívoros Herbívoros Produtores Pirâmide de biomassa ou números (produto em pé) Pirâmides invertidas (biomassa) (números) Carnívoros Herbívoros Produtores

8 Eficiência de Consumo (I n /P n-1 )*100, onde I n = ingestão no nível n P n-1 = produtividade no nível n-1 = proporção da produtividade total disponível no nível n-1 (e.g. produtores) que é consumida pelo nível n (e.g. herbívoros) Alguns valores de Eficiência de Consumo: Planta Herbívoro EC (%) árvores invertebrados 5-11 gramíneas invertebrados 0,5-15 macrófitas bivalve 11 macrófitas outros herbívoros 18,9 fitoplâncton zooplâncton 40 Eficiência de Assimilação = (A n /I n )*100, onde A n =assimilado (absorvido pelo intestino) pelo nivel n do que foi ingerido. Alguns valores de Eficiência de Assimilação 20-50% para herbívoros, detritívoros e microbívoros 80% para carnívoros Qual a razão de carnívoros terem valores maiores de EA? Todas as partes da planta são igualmente assimiláveis? 15% = 50% = 60-70% =

9 Eficiência de Produção = (P n /A n )*100 = proporção da energia assimilada que é incorporada como biomassa. Alguns valores de Eficiência de Produção Secundária 30-40% invertebrados em geral 10% vertebrados ectotermos 1-2% vertebrados endotermos <1% vertebrados endotermos de pequeno porte Eficiência Ecológica (Lindemann 1942) = (P n /P n-1 )*100 = eficiências de (consumo)*(assimilação)*(produção) Eficiência de Consumo = (I n /P n-1 )*100 Eficiência de Assimilação = (A n /I n )*100 Eficiência de Produção = (P n /A n )*100

10 Vertebrado endototérmico Vertebrado ectotérmico R P Herbívoro R P Carnívoro A A/I 50% P/A 10% A A/I 80% P/A 10% R I P F R P I F A A/I 50% P/A 2% A A/I 80% P/A 2% I F I F

11 Extendendo a idéia para níveis tróficos... R P Energia disponível para próximo nível trófico A Entrada de energia I F

12 Área de vida (log 10 )(acres) Algumas consequências ecológicas... caçadores predadores frugívoros granívoros pastadores Peso (log 10 )(kg)

13 Algumas consequências ecológicas... Produção total terrestre = 224 bilhões toneladas por ano 41% em sistemas aquáticos 59% em sistemas terrestres cerca de 35-40% são consumidos por humanos Em 1980, captura de 75 milhões de toneladas de peixes Qual a produção de algas necessária para produzir 75 milhões de toneladas de peixes? Assumindo que -10% de Eficiência Ecológica -cadeias alimentares costeiras com 1,5 níveis tróficos Precisamos de 24-35% da produção total de ecossistema costeiros Populações humanas maiores se ingerirmos mais plantas... Apenas 1% chega no 3 o nível trófico Comer carne é um luxo!

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