CAPÍTULO 1. SISTEMAS E SÍMBOLOS
Objetivos:
1. Listar as partes de um ecossistema;
2. Conhecer os símbolos para diagramar ecossistemas
3. Descrever a função de cada símbolo;
4. Construir o diagrama de um ecossistema simples.
CONCEITO DE SISTEMA
Sistema é um conjunto constituído de partes que interagem
e proporcionam assim uma função ao conjunto.
A Terra é coberta de coisas vivas e não-vivas que interagem
formando sistemas chamados ecossistemas (sistemas
ecológicos).
Os ecossistemas contém coisas vivas, como árvores e
animais, e coisas não-vivas como nutrientes e água.
Continuando ....
Se denomina população a todos os indivíduos de uma
mesma espécie de organismos.
Um ecossistema contém diversas populações, por
exemplo, pode conter uma população de árvores, uma
população de esquilos e uma população de gafanhotos.
A comunidade de um ecossistema é formada pelas
populações de muitas espécies que interagem umas com
as outras.
A Biosfera: o sistema terrestre
A superfície da terra,
onde atuam os seres
vivos, é chamada
biosfera e contém muitos
ecossistemas menores,
por exemplo, bosques,
campinas, lagos e
estepes.
PROCESSOS DE UM ECOSSISTEMA.
Alguns organismos são capazes de elaborar seu próprio
alimento a partir de produtos químicos, utilizando a energia
solar; este processo se denomina fotossíntese.
As plantas fazem fotossíntese e produzem matéria que pode
servir de alimento, por isso, são denominadas produtores.
O alimento produzido é usado por células vivas para fazer
mais células e formar a matéria orgânica, como a lã e a
gordura. Os produtos orgânicos de organismos vivos são
algumas vezes denominados biomassa.
Consumidores, resíduos e reciclagem.
Os organismos que consomem produtos elaborados pelos
produtores, são denominados consumidores.
Eles podem comer plantas (herbívoros), carne (carnívoros),
ou assimilar matéria orgânica morta (decompositores, como
fungos e bactérias).
Logo que o consumidor digeriu e utilizou o alimento, restam
poucos produtos químicos de descarte. Estes materiais, que
podem ser usados como fertilizante para plantas, são
denominados nutrientes. Quando os nutrientes voltam a ser
usados pelas plantas, nós dizemos que foram reciclados.
Figura1.1 Diagrama de uma floresta
A figura ilustra um sistema florestal simplificado. As setas
indicam o fluxo de energia, alimento e nutrientes.
Exemplo:
uma floresta
A floresta é um exemplo típico de um ecossistema.
As árvores e outras plantas produtoras utilizam a energia
solar e os nutrientes químicos para elaborar matéria
orgânica.
A biomassa é comida pelos consumidores que devolvem
os nutrientes à raiz das plantas.
Figura 1.2. Símbolos
Os símbolos são simples
e estabelecem
graficamente as relações
dos sistemas.
O primeiro grupo de
símbolos que é
necessário aprender é
dado aqui ao lado.
Figura 1.3 Novo diagrama da floresta
Diagrama do sistema florestal usando símbolos.
Sistema florestal. Continuação ...
Os elementos do sistema e os caminhos da energia são os
mesmos do desenho inicial mas as figuras foram
substituídas por símbolos.
O sol é representado pelo símbolo de fonte de energia; as
plantas são representadas pelo símbolo de produtores e os
animais pelo símbolo dos consumidores; as flechas
representam o fluxo de energia de uma parte a outra.
Muitos caminhos incluem tanto materiais quanto energia.
Modelo é um diagrama que mostra relações de forma
simples.
Figura 1.4 Novos símbolos
Um processo de interação,
por exemplo, a interação de
energia e materiais na fotossíntese,
é representado nos diagramas de
sistemas energéticos por um
símbolo de
interação.
Um estoque de energia, por
exemplo, um depósito de
nutrientes, é representado por um
símbolo parecido com uma caixa
de água.
Figura 1.5 Interação interna
As partes e caminhos internos
do produtor e do consumidor são
mostrados na figura.
O processo de fotossíntese
mostra que ocorre no interior da
planta uma interação que
combina nutrientes e energia.
A produção necessita de uma
certa quantidade de estoques
concentrados de biomassa da
planta para efetuar o trabalho de
fotossíntese.
Interação, estoques internos e retroalimentação
Um consumidor também tem
um processo de interação e
depósito. No exemplo do veado,
o processo de interação é o de
comer as plantas.
O depósito é a biomassa do
tecido do veado. As partes e
caminhos internos a um
consumidor são similares aos de
um produtor.
Retroalimentação ou Feedback
A Figura 1.5 mostra linhas que
fluem dos depósitos novamente aos
processos de interação.
Isto indica que o depósito de
biomassa é responsável da produção
de mais biomassa.
A linha que retorna desde a direita
do diagrama se chama retorno, ou
retro-alimentação.
Energia disponível
A energia está disponível
para realizar trabalho
somente quando está
relativamente concentrada.
Quando a energia realizar
trabalho útil nos processos
de interação ou de
armazenamento parte da
energia se degrada e
dispersa.
A energia dispersada não
pode ser usada novamente.
Figura 1.6 Símbolo da energia dispersada.
A dispersão de energia se mostra com o símbolo
de sumidouro de calor na Figura 1.6.
Muita da energia solar usada no processo de
produção é dispersa durante seu uso.
É necessário dispersar a maioria da energia solar
incidente para poder produzir um pequeno
depósito de energia como biomassa.
Quando um animal consumidor come uma planta,
a maioria da energia do alimento é dispersa para
manter o animal com vida e operar os processos
de crescimento.
Figura 1.7 Sistema florestal.
Figura 1.7 Sistema florestal.
As partes da floresta expostas
nas figuras anteriores podem
ser integradas para mostrar
um sistema florestal completo
de forma simples, como se
mostra na Figura 1.7.
A caixa desenhada ao redor dos símbolos marca os limites do sistema.
Somente os símbolos da fonte de energia e o sumidouro de calor são
desenhados fora dos limites, isto devido que a primeira é uma fonte
externa ao sistema e no sumidouro de calor a energia é dispersada fora
do sistema e não pode ser reutilizada.
Sistema florestal. Continuação ...
Devido que a parte da energia solar flui pela floresta sem ser
utilizada, a linha do sol é desenhada com um braço que sai
novamente do sistema.
Os nutrientes liberados pelos consumidores voltam novamente ao
processo de produção da planta (reciclagem) .
Em resumo, os símbolos de energia mostram como estão
conectadas as partes produtoras e consumidoras de um
ecossistema, o uso da energia, a reciclagem de materiais e o uso
do depósito para ajudar nos processos de produção.
Figura 1.8 O símbolo de transação monetária.
O símbolo de transação monetária.
Em um sistema econômico que
inclui dinheiro, este é utilizado
para pagar bens e serviços. A
energia flui em uma direção (as
linhas sólidas) o dinheiro na
direção oposta (linha
interrompida).
As colheitas vão da fazenda até
a cidade em troca de dinheiro.
Usa-se parte do pagamento
para comprar insumos
(fertilizantes, maquinário)
produzido na cidade.
Resumo dos símbolos - 1.
Caminho Energético - fluxo de energia ou de
materiais.
Fonte de Energia - energia que acompanha
cada recurso usado pelo ecossistema, como o
sol, o vento, as marés, as ondas nas praias, a
chuva, as sementes trazidas pelo vento e pelas
aves.
Depósito ou estoque - é um lugar onde a
energia se armazena. Ex: recursos como
biomassa florestal, solo, matéria orgânica,
água subterrânea, areia, nutrientes, etc.
Resumo dos símbolos - 2.
Sumidouro de Calor - energia
dispersa e que não pode ser
reutilizada, como a energia solar
não aproveitada durante a
fotossíntese, e o calor que sai pelo
metabolismo animal. Estas
dispersões estão associadas a
depósitos, interações, produtores,
consumidores, e símbolos de
interrupção.
Resumo dos símbolos - 3.
Interação - processo que combina
diferentes tipos de fluxo de energia e de
materiais.
Produtor - unidade que faz produtos a
partir de energia e materiais primários,
como árvores, colheitas ou fazendas.
Consumidor - unidade que utiliza os
produtos fabricados pelos produtores, como
insetos, gado, microorganismos, seres
humanos e cidades.
Resumo dos símbolos - 4.
Transação - intercâmbio
comercial de dinheiro para
energia, materiais ou serviços
prestados.
Interruptor - processo que inicia
e termina, que não é constante,
como um incêndio ou a
polinização das flores
Caixa - símbolo para definir os
limites de um sistema ou de
subsistema.
Questões -1
1.Defina: consumidor, produtor, decompositor,
fotossíntese, população, nutrientes, dispersão de
energia, processo de interação, depósito
(armazenamento), produção, fonte, biosfera.
2. Use a Figura 1.7 para explicar o ecossistema florestal.
3. Desenhe os oito símbolos utilizados neste capítulo e
explique o que representa cada um.
Questões - 2
4. Trace a energia e nutrientes através do diagrama
da floresta.
5.Desenhe um diagrama de você, vendendo quatro
lápis a um amigo por um dólar.
6.Desenhe novamente a Figura 1.7.