Curso: Ciências do Ambiente Unidade I: Fundamentos Profª Manuella Villar Amado
A crise ambiental
Miller (1985) A Terra pode ser comparada a uma astronave deslocando-se a 100.000 km/h pelo espaço sideral - Hoje ar/água/comida suficientes para manter seus passageiros sem parada para reabastecimento eficiente sistema de aproveitamento de energia solar e reciclagem de matéria Passageiros utilizam os recursos naturais finitos gerando sempre algum tipo de poluição
Os principais componentes da crise ambiental É necessário um equilíbrio entre: POPULAÇÃO RECURSOS NATURAIS POLUIÇÃO Para se ter qualidade de vida na astronave
POPULAÇÃO População RECURSOS NATURAIS POLUIÇÃO Alguns passageiros viajam de primeira classe (19%) Países desenvolvidos Mas a maioria não viaja bem acomodado (81%) Países em desenvolvimento Em 1950: 2.5 bilhões de viajantes (eram 32% na primeira classe) Em 2000: 6.2 bilhoes de viajantes com taxa de 1,2% ao ano (a cada ano, 74 milhões embarcam na astronave ) Em 2050???? 13% - situação só tende a se agravar
População Crescimento exponencial da população Peste Negra Revolução Industrial 10 6 Bilhões de Pessoas Tempo 8000 2000 2000 1 0 2100 Idade da pedra AC DC
PAÍSES MAIS POPULOSOS: POPULAÇÃO E TAXA DE CRESCIMENTO ANUAL PAÍSES POPULAÇÃO DENSIDADE DEMOGRÁFICA 1980 1999 (1994) (hab/km 2 ) ANUAL (%) TAXA DE CRESCIMENTO China 996135 1266838 136 0,6 Ìndia 675000 998056 315 1,5 Estados Unidos 227757 276218 30 0,6 Indonésia 146362 209255 121 1,6 Brasil 119003 167988 21 1,2 Paquistão 82581 152331 184 2,1 Rússia 137410 147196 9-0,4 Bangladesh - 126947 942 2,1 Japão 116807 126505 336 0,1 Nigéria - 108945 141 2,6
Recursos Naturais POPULAÇÃO RECURSOS NATURAIS POLUIÇÃO É qualquer insumo de que os organismos, as populações e os ecossistemas necessitam para sua manutenção (é algo útil) Recursos X Tecnologia há a necessidade de tecnologias para utilização de um recurso (Ex: magnésio liga metálica para avião) Recursos X Economia algo torna-se recurso na medida em que sua exploração é economicamente viável (Ex: álcool) Recursos X Meio Ambiente algo torna-se recurso natural caso sua exploração, processamento e utilização não causem danos ao meio ambiente (Ex: mercúrio)
Tipos de Recursos Naturais Renováveis X Não-renováveis: Campo de pastagem comum a vários fazendeiros
Poluição POPULAÇÃO RECURSOS NATURAIS POLUIÇÃO Como resultado da utilização dos recursos naturais pela população surge a poluição A poluição é uma alteração indesejável nas características físicas, químicas ou biológicas da atmosfera, litosfera ou hidrosfera que cause ou possa causar prejuízo à saúde, à sobrevivência ou às atividades dos seres humanos e outras espécies ou ainda deteriorar materiais Deve estar associado às intervenções humanas ao ambiente
Poluição POPULAÇÃO RECURSOS NATURAIS POLUIÇÃO Poluentes: resíduos gerados por atividades humanas, causando impacto ambiental negativo. Controle da poluição: Legislação ambiental - uso de padrões e indicadores de qualidade do ar (concentrações de CO, NOx, SOx, Pb etc.), da água (concentração de O2, fenóis e Hg, temperatura etc.) e do solo (taxa de erosão, metais tóxicos etc.) FONTES POLUIDORAS, classificação quanto à origem: Pontuais ou localizadas lançamento de esgoto doméstico ou industrial, efluentes gasosos industriais, aterro sanitário de lixo orgânico (mais fáceis de serem identificadas e controladas) Difusas ou dispersas agrotóxicos aplicados na agricultura e dispersos no ar, carregados pelas chuvas para os rios ou lençol freático, gases de escapamento de veículos
Poluição POPULAÇÃO RECURSOS NATURAIS POLUIÇÃO Efeitos da Poluição Localizados ou regionais: mais conhecidos e perceptíveis áreas de grande densidade populacional/atividade industrial espalham-se para áreas vizinhas (conflitos intermunicipais, interestaduais e internacionais) Globais (efeito estufa e chuva ácida) afetarão o clima e equilíbrio global do planeta esforço conjunto (sociedade, mídia, governos)
Leis da conservação da massa e da energia Lei da conservação da massa: nada se cria, nada se perde, tudo se transforma (massa) Utilização de matéria geração de resíduos reciclagem Primeira lei da termodinâmica: nada se cria, nada se perde, tudo se transforma (energia) Energia cinética x Energia potencial Segunda lei da termodinâmica: a transformação de energia dá-se a partir de uma maneira mais nobre para uma menos nobre Evolução natural à desordem (entropia) Sempre há perda de energia na forma de calor A tendência da globalização é a poluição
Ecossistemas Conjunto de seres vivos que interagem entre si e com o meio ambiente de maneira equilibrada, pela reciclagem de matéria e pelo uso eficiente de energia solar. Biótopo (ambiente físico, formado de elementos abióticos como água, ar, solo) Biocenose (comunidade): formada por elementos bióticos
Ecossistemas HABITAT: é o lugar específico onde uma espécie pode ser encontrada, isto é, o seu "ENDEREÇO" dentro do ecossistema NICHO ECOLÓGICO - é o papel que o organismo desempenha no ecossistema, isto é, a "PROFISSÃO" do organismo no ecossistema ECÓTONO - é a região de transição entre duas comunidades ou entre dois ecossistemas.
Reciclagem de matéria e fluxo de energia Energia + matéria inorgânica = Matéria orgânica (alimento) Autótrofos Quimiossintetizantes (oxidação de compostos inorgânicos) Fotossintetizantes (sol) Heterotróficos Decompositores (matéria morta)
Ciclo da matéria (reciclagem)
Cadeia alimentar Níveis tróficos 1 Nível trófico Produtores 2 Nível trófico Consumidores primários 3 Nível trófico Consumidores secundários 4 Nível trófico Consumidores terciáros
Teia alimentar
Tipos de cadeia alimentar Energia Solar Cadeia de Pastagem E E Produtores Primários Consumidores Primários Consumidores Secundários E Nutrientes Decompositores Consumidores Terciários E Detritos Detritívoros (Cons. 1ª) Consumidores secundários E E Cadeia de Detritos E
Cadeias e teias alimentares Cadeia de pastagem Cadeia de detritos Teia alimentar
Fluxo de energia
Fluxo de energia
Fluxo de Energia A energia útil decresce ao longo da cadeia alimentar, quanto mais se afasta do primeiro nível trófico, mais limitado e menor será o número de consumidores que podem ser sustentados por um dado número de produtores Produtividade primária bruta Material produzido pela fotossíntese Produtividade primaria líquida parte utilizável Eficiência ecológica
REDUÇÃO DE ENERGIA ÚTIL O fluxo de energia é UNIDIRECIONAL Quantidade de energia que passa de um nível para outro = 10% Quantidade de energia que se perde em cada nível trófico = 90%
Pergunta Porque que as cadeias alimentares não admitem, geralmente, mais do que 4 níveis tróficos? Porque de nível para nível trófico as perdas de energia e de matéria são muito elevadas, pelo que para além desse número, não há energia, nem matéria que permita a existência de seres vivos.
Fluxo de energia Muitos produtores são necessários para suprir um número bem menor de herbívoros que, por sua vez, serão capazes de abastecer ainda menos carnívoros.
Pirâmide de energia
Pirâmide de número
Pirâmide biomassa
Amplificação biológica Aumento da concentração de poluentes ao longo da cadeia alimentar Esse fenômeno ocorre por 3 fatores: Poluente deve ser lipossolúvel Poluente deve ser de difícil degradação Segunda lei da termodinâmica: necessário um grande número de elementos do nível trófico anterior para alimentar o nível trófico seguinte Exemplos: mercúrio e inseticida DDT
Sucessão ecológica É o desenvolvimento de um ecossistema desde sua fase inicial até a obtenção de sua estabilidade e do equilíbrio entre seus componentes. Comunidade pioneira: 1ª comunidade Comunidade clímax: última comunidade Sucessão primária: área nunca antes povoada Sucessão secundária: área anteriormente povoada
Sucessão ecológica
Exemplo hipotético de uma sucessão primária: Substrato original: depressão em superfície rochosa, preenchida pela água da chuva
ATRIBUTOS DO ECOSSISTEMA Tamanho do indivíduo Ciclo de vida Em desenvolvimento pequeno curto/simples Maduro grande longo/complexo Crescimento Produção Diversidade de espécies (riqueza) Diversidade bioquímica Matéria orgânica total PPB PPL Cadeia alimentar Ciclo de minerais Troca de nutrientes entre organismos e ambiente POSSIBILIDADE DE EXPLORAÇÃO PELO HOMEM Produção potencial Capacidade de resistir à exploração rápido, alta mortalidade quantidade baixa baixa pouca alta alta linear (simples) aberto rápida alta grande lento, maior capacidade de sobrevivência competitiva qualidade alta alta muita baixa baixa em rede (complexa) fechado lenta baixa pequena