CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
► O processo contínuo de retirada e devolução de
elementos químicos à natureza constitui os chamados
ciclos biogeoquímicos.
CICLO HIDROLÓGICO
► A sobrevivência de cada ser vivo de toda a biosfera
depende da água.
► Os oceanos constituem a principal fonte de água.
► A energia solar desempenha um papel importante no
ciclo da água provocando a sua evaporação para a
atmosfera.
► Os ventos a distribuem sobre a superfície do globo e a
precipitação a traz de volta para a Terra (com um
movimento de água atmosférica dos oceanos para os
continentes).
► Através de um escoamento superficial, a água pode
formar lagos, rios ou pode também infiltrar-se no solo,
formando lençóis subterrâneos.
► Através dos rios, retorna finalmente para o mar.
► Distribuição da água:
● Oceanos e mares: 97,3%;
● Água doce: 2,7% (ex: gelo das calotas polares e glaciais,
água subterrânea, rios, lagos e etc.).
► A porção de água “em trânsito” (sob a forma de vapor na
atmosfera)
é
pequena,
mas
desempenha
papel
fundamental suprindo as necessidades do meio biótico.
► A flora terrestre pode modificar significativamente os
fluxos hidrológicos.
→ A vegetação pode interceptar a água em 2 momentos,
evitando que ela chegue ao curso d’água.
1) Retendo parte da água na folhagem, a partir da qual ela
pode evaporar;
2) Absorvendo água do solo, que entra na corrente de
transpiração.
→ O desmatamento em larga escala, pode determinar a
perda de solo, empobrecimento de nutrientes e acentuar a
gravidade das enchentes.
► A água é um bem muito valioso, e isso se reflete no
difícil
exercício
político
de
administrar
demandas
conflitantes (como destiná-la para geração de energia
elétrica ou irrigação para agricultura) e manter os valores
intrínsecos de um rio não alterado.
CICLO DO CARBONO
► A fotossíntese e a respiração são os 2 processos que
governam o ciclo do carbono.
► Este ciclo é predominantemente gasoso, com o dióxido
de carbono como veículo principal do fluxo entre atmosfera,
hidrosfera e biota.
► As plantas terrestres utilizam o dióxido de carbono
atmosférico como a sua fonte de carbono para a
fotossíntese.
► As plantas aquáticas usam carbonatos dissolvidos na
água (carbono da hidrosfera).
► Os 2 subciclos estão ligados por trocas de dióxido de
carbono entre a atmosfera e os oceanos.
► A respiração por plantas, animais e microorganismos
libera o carbono retido em produtos fotossintéticos de volta
aos compartimentos atmosférico e hidrosférico.
► A produção de gás carbônico pela respiração e
decomposição é compensada pelo consumo desse gás na
fotossíntese.
► No entanto, o homem libera Co2 na atmosfera de várias
formas (queima de combustíveis fósseis, madeira) numa
velocidade muito mais rápida do que a assimilação desse
gás pela fotossíntese.
► O resultado é um desequilíbrio no ciclo do carbono, com
um
aumento
progressivo
desse
gás
na
atmosfera,
provocando um aumento do efeito estufa (aumento do
aquecimento global).
Variação da temperatura global (em vermelho) e de concentração de
dióxido de carbono (em azul) presente no ar, nos últimos 1000 anos.
Efeito Estufa
CICLO DO OXIGÊNIO
► O ciclo do oxigênio está estreitamente relacionado ao do
carbono.
► Encontramos átomos de oxigênio nos mais variados
compostos minerais e orgânicos, mas sua presença na
forma de moléculas de oxigênio livre (O2) – como é usado
na respiração e combustão – depende da fotossíntese.
► Ele é produzido durante a construção de moléculas
orgânicas pela fotossíntese.
► É consumido quando essas moléculas são oxidadas
pela respiração ou combustão.
► Parte do oxigênio da atmosfera combina-se com metais
do solo, formando óxidos.
► Parte do oxigênio da estratosfera é transformada pelos
raios ultravioleta em ozônio (O3).
→ O ozônio forma uma camada que funciona como um
filtro protetor, retendo grande parte da radiação ultravioleta.
► A DESTRUIÇÃO DA CAMADA DE OZÔNIO:
→ Sob
a
ação
dos
raios
ultravioleta,
os
CFCs
(clorofluorcarbonos - grupo de gases usados na indústria)
liberam átomos de cloro, que reagem com o ozônio
transformando-o em oxigênio.
→ Apesar do processo de formação do ozônio (a partir do
oxigênio) não ser interrompido, a velocidade de destruição
é maior do que a velocidade de formação do ozônio.
→ Como resultado temos uma destruição progressiva da
camada de ozônio.
→ O aumento dos raios UV pode reduzir a fotossíntese das
plantas e reduzir o fitoplâncton (ou até mesmo destruir),
provocando desequilíbrios nos ecossistemas.
→ No homem, os raios UV aumentam a incidência de
câncer de pele, catarata, além de trazer prejuízos ao
sistema imunológico.
CICLO DO NITROGÊNIO
►As plantas requerem certo número de elementos além
daqueles que obtém diretamente da atmosfera (carbono e
oxigênio) e da água do solo.
► O nitrogênio é um elemento químico fundamental para o
ser vivo, pois entra na constituição das proteínas e dos
ácidos nucléicos, mas a maioria dos seres vivos não é
capaz de utilizar o nitrogênio atmosférico.
► O nitrogênio do ar encontra-se na forma N2, um gás
muito estável, formado por 2 átomos de nitrogênio
fortemente unidos, com pouca tendência a reagir com
outros elementos.
► Ao contrário do carbono e do oxigênio, o nitrogênio é
pouco reativo do ponto de vista químico, e apenas algumas
bactérias e cianofíceas possuem a capacidade altamente
especializada de assimilar o nitrogênio da atmosfera e
convertê-lo numa forma que pode ser usada pelas células.
► Assim, os vegetais são capazes de utilizá-lo somente na
forma de amônia ou de nitrato e os animais o utilizam na
forma de aminoácidos.
► A deficiência de nitrogênio utilizável constitui muitas
vezes, o principal fator limitante do crescimento vegetal.
► O processo pelo qual o nitrogênio circula através das
plantas e do solo pela ação de organismos vivos é
conhecido como Ciclo do Nitrogênio.
→ Algumas bactérias que vivem no solo ou nas raízes das
leguminosas transformam o gás nitrogênio em amônia
(fixação do nitrogênio).
→ A partir da amônia as plantas produzem substâncias
orgânicas com nitrogênio.
→ A decomposição de cadáveres ou excretas volta a
transformar
essas
substâncias
em
amônia,
que
é
transformada por bactérias do solo em nitritos e nitratos
(nitrificação).
→ Uma parte do nitrato é absorvida pelas plantas e
incorporada às substâncias orgânicas.
→ Outra parte é transformada por bactérias em gás
nitrogênio (desnitrificação), fechando o ciclo.
.
CICLO DO ENXOFRE
► O ciclo do enxofre tem uma fase atmosférica e uma fase
litosférica, de importância semelhante.
► Três processos biogeoquímicos naturais liberam enxofre
para a atmosfera:
1) Formação de aerossóis*;
2) Respiração anaeróbica por bactérias redutoras de
sulfato;
3) Atividade vulcânica.
► O único retorno natural do enxofre para a atmosfera é
através da ação de decompositores que produzem o gás
sulfídrico.
► As sulfobactérias realizam o processo inverso, como
uma forma de obtenção de energia para a quimiossíntese.
► A queima de combustíveis fósseis que possuem enxofre
em sua composição (carvão e petróleo) produz SO2 e SO3,
aumentando sua concentração na atmosfera das grandes
cidades, prejudicando a visão e a respiração.
► A atividade industrial é responsável por 80% da poluição
por enxofre.
*Aerossol é um conjunto de partículas suspensas num gás, com
alta mobilidade intercontinental.
CICLO DO CÁLCIO E DO FÓSFORO
► Os ciclos desses sais minerais são muito semelhantes.
► Ciclo do cálcio:
→ Os sais de cálcio dissolvidos no solo ou na água são
absorvidos por animais e plantas.
→ O cálcio é utilizado na fabricação de esqueletos,
conchas e carapaças.
→ Com a morte dos animais, essas estruturas se
decompõem e os sais de cálcio podem ser reaproveitados
por outros seres e o ciclo recomeça.
► Ciclo do Fósforo:
→ Da mesma maneira que o ciclo do cálcio, o ciclo do
fósforo não tem envolvimento da atmosfera (ao contrário
dos ciclos da água, carbono, oxigênio, nitrogênio e
enxofre).
→ O fósforo aparece principalmente na forma de fosfato,
obtido com a dissolução das rochas.
→ A partir do fosfato, os vegetais sintetizam compostos
orgânicos.
→ Pela excreção e decomposição, o fosfato é devolvido a
terra ou ao mar.
IMPACTOS HUMANOS SOBRE CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
► As atividades humanas contribuem significativamente
com entradas de nutrientes nos ecossistemas e rompem
ciclos biogeoquímicos locais e globais.
► Exemplos:
→ As quantidades de dióxido de carbono e óxidos de
nitrogênio e enxofre na atmosfera têm aumentado pela
queima de combustíveis fósseis e pelos escapamentos de
automóveis.
→ As concentrações de nitrato e fosfato em cursos d’água
têm crescido pelas práticas agrícolas e seus resíduos.
► Tais alterações têm acarretado graves conseqüências
como os diversos tipos de poluição, que modificam
nocivamente o meio em que vivemos.
ECOLOGIA DA RESTAURAÇÃO
► A conservação é apropriada quando existe algo a
conservar.
► Contudo, em muitos casos a restauração é a única
solução possível.
► A ecologia da restauração é uma disciplina direcionada
para o manejo de comunidades que têm sido danificadas
pela poluição.
► Após um derramamento de petróleo, por exemplo,
ecólogos da restauração visam remover o petróleo
poluente e ajudar as comunidades marinhas a recuperarem
sua condição original.
► Obviamente, prevenir a poluição é melhor do que tratá-la
► Medidas preventivas, além de mais simples, são menos
onerosas quando comparadas às medidas corretivas.
“É melhor prevenir do que remediar”
► Porém, tendo em vista que o comportamento humano
não mudará do dia para noite, medidas corretivas são
muito freqüentes.
► Assim, na ecologia da restauração, o conhecimento
ecológico é aplicado para minimizar a poluição ambiental e
restaurar a fauna e a flora.