Ecologia Aplicada aula 8 Diversidade de espécies O que afeta a biodiversidade ?

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Ecologia Aplicadaaula 8

Diversidade de espéciesO que afeta a biodiversidade ?

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Sucessão ecológica

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Diversidade de espécies• Espécie dominante (representada por grandes números

de indivíduos, uma grande biomassa, ou outras indicações de “importância”)

• Riqueza: ou densidade de espécies, baseada no N. total de espécies presentes (espécies/N.de indivíduos);

• Uniformidade ou eqüitabilidade: se baseia na abundância relativa de espécies e no grau da sua dominância ou falta desta;

• De modo geral, a diversidade aumenta com o tamanho da área, a medida que se caminha em direção ao Equador. Tende a ser reduzida em comunidades que sofrem estresse, porém também pode ser reduzida pela competição em comunidades antigas e ambientes físicos estáveis.

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Biogeografia: Padrões biogeográficos

• 1) Diversidade e Latitude • Um dos padrões mais notáveis observados na riqueza de

espécies em diferentes ecossistemas refere-se ao aumento do número de espécies em regiões tropicais e equatorais. Segundo Krebs (1972), um quadrado de 4 hectares numa floresta da Malásia tem cerca de 375 espécies de plantas. Um mesmo quadrado em área florestal de Michigan (USA) tem cerca de 10 a 15 espécies de plantas. Este padrão tem sido observado para diferentes tipos de organismos. A mirmecofauna (formigas) também pode ser usada para evidenciar o padrão de aumento da riqueza em espécies a medida que se diminuem as latitudes:

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Aumento do N. de espécies em direção aos trópicos- ecos. terrestres

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Aumento do N. de espécies em direção aos trópicos- Oceanos

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Aumento do N. de espécies em direção aos trópicos- Lagos

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Teorias que explicariam o gradiente latitudinal

• a) Hipótese do tempo (Fischer, 1960) • Existem inúmeras evidências indicando que os ambientes

tropicais são os mais antigos da biosfera e, portanto, as espécies vivendo nestes locais teriam tido simplesmente mais tempo para evoluir. Além disso, a taxa de evolução seria maior em temperaturas maiores, uma vez que as populações de climas mais quentes apresentam em geral menor tempo de renovação (turn over time). Os exemplos abaixo ilustram este ponto:

• a) Lago Baikal (muito antigo) está situado na Rússia (Sibéria) e apresenta 580 espécies invertebrados de bentônicos;

• b) Great Slave Lake (recente) está situado no Canadá e conta com apenas 4 espécies de invertebrados bentônicos.

• Ambos os lagos acima estão situados na mesma faixa latitudinal e apresentam grandes dimensões.

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• b) Heterogeneidade espacial (MacArthur). • Existem dois tipos de diversidade: a)diversidade alfa (local) e b)

diversidade beta (regional). Habitats muito variados e heterogêneos favoreceriam o aumento da diversidade uma vez que ofereceriam maiores combinações de microhabitats e nichos ecológicos. Nos trópicos, os ecossistemas freqüentemente apresentam grande diversidade de habitats e de formas de vida. Nas florestas úmidas tropicais, por exemplo, temos as lianas, epífitas (bromélias), sapopemas, raízes aéreas e trepadeiras. Todas estas estruturas apresentam substratos que são colonizados por organismos altamente especializados com alto endemismo. Este é o caso de copépodes e anfíbios em bromélias epífitas. Nas savanas tropicais, os cupinzeiros também oferecem inúmeras possibilidades para o abrigo e alimentação de diversos tipos de vertebrados e invertebrados.

• c) Competição (Dobzhansky, 1950) • Esta hipótese prediz que nos trópicos haveria maior competição entre os

organismos o que induziria uma crescente especialização no uso dos recursos disponíveis e, por conseguinte, um maior número de nichos. Maiores chances de interações coevolutivas "sensu strictu" (gene a gene) e muitas adaptações específicas, como por exemplo os insetos fitófagos. A riqueza de insetos fitófagos com alta especialização é uma das principais características estruturais de muitas comunidades tropicais.

Teorias que explicariam o gradiente latitudinal (continua..)

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• d) Predação (Janzen, 1970) • Em contraste com a hipótese anterior, a maior taxa de predação

observada em muitos ecossistemas tropicais manteria a competição interespecífica em níveis baixos e, com isso, permitiria a convivência de um número maior de espécies (sobreposição de nichos).

• e) Estabilidade climática (Sanders, 1969) • Ambientes tropicais foram menos perturbados nas diferentes eras

geológicas. Sofreram menos glaciações. • f) Produção biológica (Connell e Orians, 1964): • Ambientes tropicais têm em princípio maior produção biológica. Esta

regra apresenta muitas contradições, como por exemplo, os crustáceos quidorídeos em lagos dos Estados Unidos e da Dinamarca onde a maior diversidade ocorre no ecossistema menos produtivo.

Teorias que explicariam o gradiente latitudinal (continua..)

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Além da latitude, outros gradientes podem influenciar a riqueza em espécies dos

ecossistemas: • a) topografia (altitude); • b) leste oeste (longitude); • c) barreiras geográficas (cadeias

montanhosas); • d) efeito-península (há queda na

diversidade).

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O que afeta a biodiversidade ?

• Poluição (física, química): A poluição, o uso excessivo dos recursos naturais, a expansão da fronteira agrícola em detrimento dos habitats naturais, a expansão urbana e industrial, tudo isso está levando muitas espécies vegetais e animais à extinção. A cada ano, aproximadamente 17 milhões de hectares de floresta tropical são desmatados. As estimativas sugerem que, se isso continuar, entre 5% e 10% das espécies que habitam as florestas tropicais poderão estar extintas dentro dos próximos 30 anos

• Introdução de novas espécies (poluição biológica):Um caso bem conhecido é o da importação do sapo cururu pelo governo da Austrália, com objetivo de controlar uma peste nas plantações de cana-de-açúcar no nordeste do país. O animal revelou-se um predador voraz dos répteis e anfíbios da região, tornando-se um problema a mais para os produtores, e não uma solução.

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Principais causas da perda da biodiversidade

• Perda e fragmentação dos hábitats através de sua conversão direta em lavouras ou em construções;

• Introdução de espécies exóticas e invasoras;• Exploração excessiva de espécies de plantas e

animais;• Uso de híbridos e monoculturas na agroindústria e

nos programas de reflorestamento;• Contaminação do solo, água e atmosfera por

poluentes;• Mudanças climáticas. Sendo que as inter-relações das causas de

perda de biodiversidade com a mudança do clima e o funcionamento dos ecossistemas agora começaram a ser comprovadas.

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Introdução de espécies ( “ dingo” que predaram os Koalas, Kangoroos, na Austrália)

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Alterações nos ecossistemas terrestres

• Desmatamento (transformação em lavoura ou pasto- aumento da fronteira agrícola)

• Queimadas (após colheita de cana, p.ex.), altera a composição do solo, microrganismos, etc.

• Caça de animais silvestres, alteração das cadeias alimentares

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Alterações nos ecossistemas terrestres

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Poluição• Poluição é uma alteração indesejável das

características físicas, químicas ou biológicas da atmosfera, litosfera, ou hidrosfera que cause ou possa causar prejuizo à saúde, à sobrevivência ou às atividades dos seres humanos e outras espécies ou ainda deteriorar materiais.

• Alterações indesejáveis provocadas pelas atividades e intervenções humanas.

• Erupção vulcânica é uma fonte poluidora, mas é um fenômeno natural.

• Fontes poluidoras locais e difusas (mais difícil de conter e agir sobre elas, interestaduais, internacionais).

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Exemplos (Odum, 1986)

Perfis do componente dominância daDiversidade para 3 riachos paralelos(Atlanta, EUA).

10 20 30 40 50espécies

indivíduos

1

10

100

1000 Não-poluído

Mod. poluído

poluído

Entrada de poluentes

Distância abaixo da entradade poluentes/ milhas

100 20 30 40 50

Diversidade H

1

2

3

4

Mudanças no índice de diversidade do bentos (organismos que vivem no fundo), a jusante de uma entrada de poluição

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Poluição das águas

Lançamento de esgotos industriais e domésticosDireto no corpo d´água receptor

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Causas e Consequências da Eutrofização

N e P

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Consequências da eutrofização

Aumento do fitoplâncton e de macrófitas aquáticasDiminuição da penetração da luz e do processo de aeração superficialMorte de organismos sensíveis à redução da conc. de O2 (peixes)Aumento da degradação da M.O pelas bactérias aeróbias (DBO)Condições anaeróbias no hipolímnioPredomínio de bactérias anaeróbias e facultativas no fundo do lago (produção de H2S e CH4), tóxicos para peixes e plantas.

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Estrado trófico de um lago

Estado trófico IETOligotrófico < 44Mesotrófico 44-54

Eutrófico 54- 74Hipereutrófico > 74

•FONTE: Limnologia Fluvial, Brigante & Espínndola, 2003

Para investigar o nível de eutrofização da água, Carlson (1977) relacionou os parâmetros: fósforo total, fosfato inorgânico e clorofila-a, com modificações para sistemas tropicais.

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Consequências da eutrofização artificial em ecossistemas aquáticos (Esteves, 1988)

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Poluição Ambiental aquática- Eutrofização no lago Paranoá

(Fundamentos de Liminologia, Esteves, 1988)

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Variáveis biológicas e químicas em um lago Equilíbrio ecológico

Eutrofização Artificial

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Poluição da água do marMarés negras

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Biodiversidade• Não se conhece ainda o número total de espécies existentes

na terra.• Atualmente 1,4 milhão de espécies vivas foram catalogadas:

750 mil insetos, 265 mil plantas, 41 mil vertebrados. Os demais são invertebrados, fungos, algas e microrganismos.

• Brasil possui cerca de 20% da diversidade biológica da terra (com 60 mil plantas superiores, 22% do total mundial, 10% dos anfíbios e mamíferos, 17% das aves, mais de 3 mil espécies de peixes de água doce e de 5 a 10 milhões de insetos. (segundo o MMA, relatório Nacional para a Convenção sobre a Diversidade Biológica).

• Como a poluição está afetando a biodiversidade do planeta ? Questão para pesquisar e discutir, citar exemplos.

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O que é a convenção da Biodiversidade ?

• A Convenção da Diversidade Biológica é o primeiro instrumento legal para assegurar a conservação e o uso sustentável dos recursos naturais. Mais de 160 países assinaram o acordo, que entrou em vigor em dezembro de 1993. O pontapé inicial para a criação da Convenção ocorreu em junho de 1992, quando o Brasil organizou e sediou uma Conferência das Nações Unidas, a Rio-92, para conciliar os esforços mundiais de proteção do meio ambiente com o desenvolvimento socioeconômico.

Contudo, ainda não está claro como a Convenção sobre a Diversidade deverá ser implementada. A destruição de florestas, por exemplo, cresce em níveis alarmantes. Os países que assinaram o acordo não mostram disposição política para adotar o programa de trabalho estabelecido pela Convenção, cuja meta é assegurar o uso adequado e proteção dos recursos naturais existentes nas florestas, na zona costeira e nos rios e lagos.

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Áreas protegidas- Unidades de Conservação (da biodiversidade)

• UC de Uso direto ou Uso Sustentável: destinadas à conservação da biodiversidade, onde se permite utilizar os recursos naturais de forma sustentável, estabelecendo modelos de desenvolvimento, observando criteriosamente os planos de manejo ou por meio de atividades econômicas selecionadas de modo a conservar ou melhorar as condições ecológicas;

• UC de Uso indireto ou Proteção Integral: destinadas à conservação da biodiversidade, pela não utilização direta dos recursos, mas obtendo benefícios indiretos, na forma de pesquisa científica, educação ambiental e recreação, observando-se sempre os planos de gestão e de zoneamento ambiental. A comunidade participa indiretamente da preservação da natureza.

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Escolha das áreas (e das espécies) a serem protegidas (hotspots)

Considera a alta diversidade da área ou áreas com pouca diversidade , mas que possuam espécies endêmicas, ou que estejam ameaçadas de extinção (ou em grau vulnerável). Avalia-se também o valor Econômico direto (em termos de biotecnologia, p.ex.) ou indireto daquela espécie (em termos de “ serviços” prestados por ela, Como o caso das abelhas que são importantes na polinização (e conseqüentemente na reprodução cruzada) de diferentes espécies de plantas.Atualmente o conceito de unidades de conservação (“ ilhas biológicas”) está mudando e se incorpora o conceito de corredores ecológicos (várias áreas que se interligam e com isso garante-se o fluxo gênico para as espécies e a sua perpetuação).

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Unidades de Conservação FederaisFonte: MMA, 1999

De uso direto Quant De uso indireto QuantFloresta Nacional 47 Parque Nacional 42 (53)Reserva Extrativista

12 Reserva Ecológica 5

Área de Proteção Ambiental

26 Reserva Part. Do Patr. Natural

236

Área de Relevante interesse econômicoReserva Biológica *Estações Ecológicas *Área de Preservação Permanente

18

24214* Não utilizadas

para o turismo

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As 25 áreas de maior biodiversidade no mundo “biodiversity Hotspots”, Myers et al.

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UC : Corredores Ecológicos• Corredor ecológico corresponde a uma faixa de habitat que

une duas áreas;• Estudos científicos comprovaram que os corredores

ecológicos facilitam e aumentam o intercâmbio de animais e plantas; mas não é só isso, os processos de polinização e dispersão de sementes também se intensificam, implicando em maior interação entre bichos e plantas;

• Atualmente crescem os projetos de criação de corredores ecológicos em áreas que já são parques (UC) e principalmente conectando essas áreas. A criação dessas áreas é de extrema importância para a manutenção desses ecossistemas fragmentados. (projeto corredor ecológico da Mata Atlântica, corredor Cerrado- Pantanal, conecta o Parque N das Emas com o pantanal, corredor central da Amazônia etc).

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• O Projeto Corredores Ecológicos, componente do Programa Piloto para a Proteção das Florestas Tropicais Brasileiras – PPG 7, tem como principal objetivo a conservação in situ da diversidade biológica das florestas tropicais do Brasil, por meio da interação de Unidades de Conservação públicas e privadas em “corredores ecológicos” selecionados.

• Os Corredores Ecológicos são definidos como grandes áreas florestais biologicamente prioritários e viáveis para a conservação da diversidade biológica, compostos por conjuntos de Unidades de Conservação, Terras Indígenas e Áreas de Interstício. Até o momento, foram selecionados dois corredores: o Corredor Central da Amazônia e o Corredor Central da Mata Atlântica.

• O Corredor Central da Amazônia (CCA) está localizado no estado do Amazonas, ocupando uma área aproximada de 52.305.674 hectares. Este corredor corta as bacias hidrográficas dos rios Negro e Solimões, além de cortar diversos outros rios de primeira grandeza como: Juruá, Japurá, Jutaí e Tefé. O CCA está formado por, aproximadamente, 30% de terras indígenas, 30% de unidades de conservação federais e estaduais e 40% de áreas de interstício, isto é, áreas que não são unidades de conservação ou terras indígenas.

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Parque Nacionais do Brasil

Regiões Número

Sul 09

Sudeste 13

Norte 12

Nordeste 13

Centro-Oeste 06

Total 53

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Parque Nacional- Região Norte• PN da Amazônia;• PB da Serra da Cutia;• PN da Serra do Divisor;• PN da Serra da Mocidade;• PN Montanhas do Tumucumaque;• PN do Araguaia;• PN Cabo Orange;• PN do Jaú;• PN Monte Roraima;• PN Pacaás Novos;• PN Pico da Neblina;• PN do Viruá

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Parque Nacional-Região Centro-Oeste

• PN de Brasília;• PN das Emas;• PN Chapada dos Guimarães;• PN do Pantanal Matogrossense;• PN Chapada dos Veadeiros;• PN Serra da Bodoquena;

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Parque Nacional-Região Sudeste• PN da Serra da Bocaina;• PN da Serra da Canastra;• PN do Caparaó• PN da Serra do Cipó;• PN de Itatiaia;• PN da Serra dos órgãos;• PN das Cavernas do Peruaçú• PN da Tijuca;• PN das Sempre Vivas;• PN Pontos Capixabas• PN Grande Sertão Veredas• PN Restinga de Jurubatiba• PN Pedra Azul

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Parque Nacional-Região Nordeste

• PN Chapada Diamantina;• PN Serra da Capivara;• PN Serra das Confusões;• PN Nascentes do Rio Paraníba;• PN Catimbau;• PN Monte Pascoal;• PN Sete Cidades;• PN Ubajara;• PN do Descobrimento;• PN dos Lençois Maranhenses;• PN Marinho de Fernando de Noronha;• PN Marinho dos Abrolhos• PN Pau Brasil

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Parque Nacional-Região Sul

• PN Aparados da Serra;• PN Saint-Hilaire/Lange;• PN do Iguaçú;• PN Ilha Grande;• PN São Joaquim;• PN Lagoa do Peixe;• PN Serra Geral;• PN Serra do Itajaí;• PN Superagüí

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Para entregar em 26/02

• Pesquisar sobre os parques Nacionais (trabalho individual, cada pessoa escolhe 2 parques nacionais), entregar por escrito.

• Onde se localizam, o tipo de vegetação que possuem, como são mantidos, explorados e visitados ?

• Existem programas de educação ambiental nos parques, ou de turismo ecológico ?

• www.ambientebrasil.com.br