214. Sucessão e clímax
(CLIMAX)
Este é um modelo de sucessão biológica
levando a um clímax do ecossistema.
Em um campo descampado um pouco de
grama e ervas crescem produzindo uma
pequena quantidade de biomassa (B na Figura
III-15).
Em outras estações gramas mais altas e
arbustos substituem esses e depois árvores
pequenas e mais pra frente árvores maiores.
O crescimento dessa biomassa depende fontes
de energia renováveis externas(I) mas também
da diversidade (D), o número de espécies
diferentes de plantas e animais.
Conforme a quantidade de biomassa aumenta,
ela fornece nichos de pequenas árvores de fora
para aumentar a diversidade. Quanto maior a
diversidade maior a produtividade.
Isto aumenta a biomassa. Os números no
programa deste modelo eram de uma floresta
tropical em Porto Rico.
S
seeding
K0
*
K2*R*D
K3
K1 *
R*D
B
biomass
*B
*R
*
K
K5
*
K6*B
D*
D
*
K9*D
*S
8 *B
K7*D*D
*
Sun,
rain,
wind
*R
*D
D
diversity
K4*B
yeld
R= I/(1+K0*D+K1*B)
PG= K2*R*D+K3*R*B
DB= PG-K5*D*D-K6*B-K4*B
DD= K8*B*S-K9*D-K7*D*D
Neste modelo a diversidade é o número de
espécies por 1000 organismos individuais. O
número de espécies (D) é o balanço entre a
evolução de novas espécies e sua germinação
e aquelas perdidas por extinção local.
Quanto mais biomassa e maior diversidade
existem em um sistema mais produtividade é
requerida para mantê-los.
Neste modelo a energia extra necessitada para
suportar a diversidade é indicada pelos drenos
quadráticos do depósito de biomassa (K5*D*D).
Por exemplo, na floresta tropical há muitas
espécies de rãs.
Foi necessário que eles usassem a energia
extra para desenvolver diferentes cores,
habitats, coachados e rituais de acasalamentos
para tornarem hábeis a ocupar nichos
diferentes e sobreviverem juntas.
Entretanto, a diversidade aumenta a divisão de
trabalho e melhora a eficiência. Depreciação e
respiração da biomassa são indicados pelo
caminho K6*B.
140
D diversidade
B biomassa
120
PG produção bruta
100
DB produção líquida
80
60
40
20
0
0
50
100
150
200
250
300
http://www.unicamp.br/fea/ortega/ModSim/climax/climax Mi.xls
Geralmente ecossistemas complexos são
usados por humanos que colheram a produção
de um campo de madeira ou vida selvagem. A
produção no sistema é K4*B.
No exemplo da floresta tropical, isto foi o corte e
remoção de árvores selecionadas sem o corte
limpo. As variedades de plantas e animais
dependem do clima, I, o que inclui sol, chuva,
vento, maré, temperatura e mudanças de
estações.
O gráfico de simulação na figura III-15 mostra o
crescimento da produtividade, biomassa e
diversidade.
Produção bruta (PG), a qual é proporcional as
fontes de energia externas (I), aumenta com a
biomassa e diversidade e níveis rapidamente.
A produção líquida (DB) é o crescimento da
biomassa menos sua respiração e uso para
diversidade.
A princípio a maioria da produção bruta é
ganho líquido indo para a biomassa.
Quando a produção bruta não está mais
aumentando, a produção líquida diminui
conforme a produção vai para manutenção.
Biomassa e diversidade ambas nivelam para o
balanceamento.
Exemplos de sistemas de
sucessão e clímax
Ecossistemas com espécies similares de plantas
e animais são encontradas em zonas de climas
similares. Os maiores tipos de ecossistemas com
seus organismos típicos são chamados biomas.
O clímax das espécies em um bioma de solo é a
grama; em recifes de coral é o coral; na tundra
gramas especiais e ervas desenvolvem e podem
viver em um pequeno período de crescimento e
solo permanentemente congelado.
Diferentes espécies ocupam o mesmo nicho em
áreas diferentes.
Como exemplo nós temos os grandes herbívoros
na tundra, o caribú vive na tundra na América do
Norte e a rena no mesmo nicho na tundra do
norte europeu.
As civilizações humanas também passam por
sucessão e climax.
Eles começam com poucas pessoas na área; a
população cresce conforme a economia cresce.
Finalmente, pelo menos por algum tempo, a
cultura pode chegar a um estado de clímax de
equilíbrio com a grande diversidade.
Negócios podem passar por estágios de
crescimento (sucessão) e em seguida, caso eles
sobrevivam, eles podem chegar a um equilíbrio
(clímax).
Problemas Experimentais "E se"
1. Se o crescimento ocorre sem germinação de
novas espécies, o que acontecerá com a
quantidade de biomassa? Mude o padrão para
S=0 e execute o programa.
2. Se você aumentar a colheita (produção) 20
vezes (K4) o que acontecerá com a biomassa e a
diversidade?
3. O que aconteceria ao sistema se houvesse uma
mudança climática qual reduzisse a chuva a
metade. Mude I para 0.5.
http://www.unicamp.br/fea/ortega/ModSim/climax/climax-214.html
COMPUTER MINIMODELS AND SIMULATION EXERCISES FOR
SCIENCE AND SOCIAL STUDIES
Howard T. Odum* and Elisabeth C. Odum+
* Dept. of Environmental Engineering Sciences, UF
+ Santa Fe Community College, Gainesville
Center for Environmental Policy, 424 Black Hall
University of Florida, Gainesville, FL, 32611
Copyright 1994
Autorização concedida gentilmente pelos autores para
publicação na Internet
Laboratório de Engenharia Ecológica e Informática Aplicada - LEIA Unicamp
Enrique Ortega
Mileine Furlanetti de Lima Zanghetin
Liana Barbudo Carrasco
Campinas, SP, 20 de julho de 2007