China: um gigante cambaleante - USP

BIE-212: Ecologia
Licenciatura em Geociências e
Educação Ambiental

Corpo docente
PROFESSOR
• Glauco Machado
- Sala 245, e-mail: e
glaucom@ib.usp.br
MONITOR
• Paulo Ilha (ilha@ib.usp.br)

Conteúdo
Introdução
Aula inaugural
Módulo I: Organismos
Módulo II: Populações
Módulo III: Comunidades
Módulo IV: Ecossistemas

Conteúdo
Introdução
Módulo I: Organismos
Forrageamento & mecanismos de defesa
Reprodução: seleção sexual e cuidado parental
Condições e recursos
Módulo II: Populações
Módulo III: Comunidades
Módulo IV: Ecossistemas

Conteúdo
Introdução
Módulo I: Organismos
Módulo II: Populações
Dinâmica de populações
Interações entre populações I
Interação entre populações II
Módulo III: Comunidades
Módulo IV: Ecossistemas

Conteúdo
Introdução
Módulo I: Organismos
Módulo II: Populações
Módulo III: Comunidades
Padrões espaciais de diversidade
Padrões temporais de diversidade
Módulo IV: Ecossistemas

Conteúdo
Introdução
Módulo I: Organismos
Módulo II: Populações
Módulo III: Comunidades
Módulo IV: Ecossistemas
Ciclagem de matéria e fluxo de energia
Conservação

Estrutura das aulas
Início das aulas: 19:15 h
19:15 – 20:45 h: Aula teórica
20:45 – 21:00 h: Intervalo
21:00 – 22:20 h: Atividade prática
22:20 – 22:45 h: Discussão da atividade

Página da disciplina
http://ecologia.ib.usp.br/bie212/
• PDFs das aulas
• Material didático complementar
• Divulgação de informações sobre a disciplina
• Mensagens para o corpo discente
Procedimento:
1. Entrar na página p
e clicar em “Criar uma conta”
2. Preencher as informações solicitadas

Avaliação
• Exercícios – PESO 2,5
- Em grupo, baseados no conteúdo de cada aula
• Avaliação escrita 1 (dia 12 de abril) – PESO 2,5
- Toda a matéria até dia 29 de março
• Avaliação escrita 2 (dia 10 de maio) – PESO 2,5
- Toda a matéria entre 19 de abril e 03 de maio
• Avaliação escrita 3 (dia 28 de junho) – PESO 2,5
- Toda a matéria entre 17 de maio e 21 de junho
Média = (Ex x 2,5) + (A1 x 2,5) + (A2 x 2,5) + (A3 x 2,5)
10

Código de conduta
Atitudes fortemente estimuladas:
1. Participação ao longo das aulas, seja sob a forma de perguntas
ou comentários (não leve dúvidas para casa!)
2. Senso crítico em relação ao conteúdo das aulas (o professor
nem sempre tem razão!)
3. Raciocínio nas respostas dos exercícios e das provas (você não
será cobrado a decorar nada!)

Código de conduta
Atitudes desonestas sujeitas à punição:
1. Assinar para colegas que não estão presentes
2. Colocar o nome de um colega como autor de um exercício do
qual ele não participou
3. Colar nas avaliações
4. Forjar atestados que justifiquem ausências

Presença

Roteiro da aula
1. Introdução
2. Níveis N
de organização
2.1. Organismo
2.2. População
2.3. Comunidade
2.4. Ecossistema
2.5. Biosfera
3. Princípios gerais
4. Tipos de abordagem
5. Por que estudar ecologia
6. Conclusões

Introdução
O que é ecologia
• Oikos = casa; logos = estudo
• Ecologia é o corpo de conhecimento relacionado à economia da
natureza ⎯
a investigação do conjunto de relações de um
organismo tanto com seu ambiente orgânico quanto inorgânico,
incluindo acima de tudo, suas interações amistosas e não
amistosas com outros organismos com os quais ele tem contato
direto ou indireto.
Ernst Haeckel, , 1866

Introdução
Histórico
• Apesar de ter sido reconhecida
como um ramo a parte dentro da
biologia somente na segunda
metade do século s
XX, alguns
princípios
pios ecológicos foram
postulados muito antes disso
• Theophrasto, , considerado o pai
da botânica, descreveu as inter-
relações entre animais, plantas e
o ambiente no século s
4 AC

Introdução
Alexander von Humboldt
Em 1804 descreveu mudanças
as
em parâmetros das
comunidades ao longo de
gradientes altitudinais

Introdução
Thomas Malthus
Charles Darwin
Edward Suess
Lançou as bases teóricas
e analíticas sobre
crescimento populacional
e uso de recursos
Lançou bases conceituais
cruciais para o
desenvolvimento do
pensamento ecológico
Lançou o conceito de
biosfera, composta por
plantas, animais e o
ambiente abiótico

Introdução
Henry Cowles & Frederic Clements
1910-1920: 1920: Sucessão ecológica
Vladimir I. Vernadsky
1926: Ciclos biogeoquímicos
Charles S. Elton
1927: Teias tróficas
Karl von Frisch, , Konrad Lorenz & Niko Tinbergen
1930-1950: 1950: Ecologia comportamental
Sir Arthur Tansley
1935: Ecossistemas
G. Evelyn Hutchinson
1957: Nicho ecológico

Introdução
• Após s a Segunda Guerra Mundial, a preocupação com as
atividades humanas e suas conseqüências para o meio ambiente
aumentaram o interesse dos cientistas pela ecologia e
expandiram as áreas de atuação dos ecólogos
1962 1970-1980 1980-1990

Introdução
• Atualmente existem mais 150 revistas científicas especializadas
em ecologia e áreas correlatas
• Desde 1970 a ONU vem usando conhecimento ecológico para
apoiar medidas conservacionistas em todo o planeta
• Apesar dos avanços recentes, existe uma enorme demanda para
geração de conhecimento ecológico, tanto do ponto de vista
teórico quanto aplicado
IPCC: Prêmio Nobel
da Paz (2007)

“O PULMÃO DO
MUNDO”

Níveis de organização
Ecologia
ORGANISMOS
SISTEMAS
Genética
ÓRGÃOS
Bioquímica
TECIDOS
Fisiologia
CÉLULAS
ORGANELAS
Anatomia
MOLÉCULAS
Histologia

Níveis de organização
COMUNIDADE:
ECOSSISTEMA:
Fluxo de energia e
ciclagem de nutrientes
Interações entre populações
BIOSFERA:
Processos globais
POPULAÇÃO
ÃO:
Dinâmica de populações
ORGANISMO:
Sobrevivência e reprodução

Organismos
• Funcionalmente, os organismos correspondem à unidade
de seleção natural
• As principais questões ecológicas estão em centradas em:
- Como os indivíduos duos respondem a fatores bióticos e
abióticos do seu ambiente (eco-fisiologia e eco-
morfologia)
- Como os indivíduos duos conseguem alimento e
parceiros sexuais e como eles evitam predadores
(ecologia comportamental)

Populações
• Uma população
é um grupo de indivíduos duos da mesma
espécie que vivem numa mesma área ao mesmo tempo
• As principais questões ecológicas estão centradas nos
fatores que influenciam o número n
de indivíduos duos que vivem
em um determinado habitat
- Taxas de natalidade e mortalidade
- Taxas de migração e emigração
Fatores físicosf
Interação com populações
de outras espécies

Comunidades
• Uma comunidade consiste no conjunto de indivíduos duos de
diferentes espécies que vivem em uma mesma área ao
mesmo tempo e, de forma direta ou indireta, interagem
entre si
• As principais questões ecológicas estão centradas em:
– Qual é a riqueza e abundância relativa das diferentes
espécies que compõem a comunidade
– Como a riqueza e abundância das espécies varia no
tempo e no espaço
– Que fatores influenciam a estrutura da comunidade

Ecossistemas
• Um ecossistema consiste em uma comunidade biótica e os
fatores abióticos que a influenciam, tais como solo, água,
nutrientes, energia e temperatura
CONSUMIDORES
• A abordagem de ecossistemas em
ecologia descreve os organismos
como
“pacotes” de energia e
elementos químicos
CONSUMIDORES
PRODUTORES
• Base para o estudo da
transmissão de energia e do ciclo
de nutrientes dentro dos sistemas
ecológicos

Biosfera
• Todos os ecossistemas estão de alguma forma
interconectados formando a biosfera, a qual inclui todos
os organismos e ambientes da Terra
• Devido às s mudanças as climáticas promovidas pela atividade
humana, o estudo dos padrões globais de circulação de
água, gases e energia vem aumentando nos últimos anos
• O principal enfoque ecológico vem sendo sobre como as
mudanças as globais:
- Interferem na distribuição de organismos
- Promovem alteração na composição de comunidades
- Influenciam a produtividade dos ecossistemas

Tipos de abordagem
FISIOLOGIA
GENÉTICA
ECOLOGIA
COMPORTAMENTO
EVOLUÇÃO

Tipos de abordagem
Tipo de
habitat
Terrestre
Água doce
Água salgada
Polar
Nível de
organização
Organismo
População
Comunidade
Ecossistema
Paisagem
Biosfera
Finalidade
Teórica
Aplicada
Conservação
Políticas públicasp
Grupo
taxonômico
Plantas
Animais
Fungos
Protozoários
rios

Perguntas pertinentes
Por que eu devo
aprender
ecologia
Como o conteúdo
desta disciplina
pode me ajudar
profissionalmente

Perguntas pertinentes
A ecologia provê a fundamentação científica para:
• Monitorar o meio ambiente e avaliar mudanças as causadas
pelo homem
• Determinar quais são as melhores políticas para manejar o
ambiente, especialmente os recursos naturais
• Prevenir e solucionar problemas ambientais, tanto em
escala local quanto nas escalas regionais e globais
• Gerar informações confiáveis que possam ser usadas por
outros cientistas, economistas e políticos na tomada de
decisões

INTERVALO!
VOLTAMOS EM
20 MINUTOS

China: um gigante cambaleante
Terceiro maior país s do mundo

China: um gigante cambaleante
1 bilhão e 300 milhões de pessoas
(1/5 da população mundial)

China: um gigante cambaleante
A economia da
China cresce a uma
taxa de 10% ao ano
Isso é mais do que
o triplo da média
mundial

China: um gigante cambaleante

China: um gigante cambaleante

China: um gigante cambaleante

Março/2009

China: um gigante cambaleante
O QUE POUCA GENTE SABE É QUE A CHINA…
• Abriga 10% das espécies de plantas e vertebrados terrestres do
planeta
• É a maior produtora de ferro, cimento, alimentos de aqüicultura e
aparelhos de televisão
• É a maior produtora e consumidora de carvão, fertilizantes e tabaco
• Está entre os maiores produtores de energia elétrica e veículos
motorizados
• Está entre os maiores consumidores de madeira e água
• É o segundo maior produtor de pesticidas, representando 14% do
total do mercado mundial

China: um gigante cambaleante
ENTRETANTO...
• Por trás s de estatísticas sticas impressionantes esconde-se se o fato de que a
tecnologia utilizada é obsoleta, ineficaz e poluidora
• A eficiência energética da produção industrial chinesa é metade
daquela dos países de Primeiro Mundo
• O consumo de água para produção de papel é duas vezes maior do
que nos países de Primeiro Mundo
• ¾ da produção de energia advém m de carvão mineral, que é
principal causa de poluição do ar e chuva ácida
a
• A China é a maior produtora de óxidos de enxofre e
clorofluorcarbonados (CFCs)
• Está entre os cinco maiores produtores de dióxido de carbono (CO 2 )

Problemas em todas as escalas
SUPERPOPULAÇÃO
• As políticas de controle de natalidade permitem que cada casal
tenha apenas um filho
• Os meninos são preferidos, pois representam força de trabalho nas
comunidades rurais (65% da população chinesa)
• As meninas são abortadas ou abandonadas para adoção
ORGANISMOS: Reprodução

Problemas em todas as escalas

Problemas em todas as escalas
ESGOTAMENTO DE RECURSOS
• Apesar do crescimento populacional chinês ser de “apenas” 1,3% ao
ano, o crescimento de lares é 3,5%
• Atualmente, a China possui 80 milhões de lares ⎯ o que é mais do
que a Rússia, cuja área territorial é 40% maior do que a China
• Ao mesmo tempo, a área de cada residência aumentou 3 vezes nos
últimos 20 anos

Problemas em todas as escalas
• Em se mantendo as taxas atuais de crescimento de lares, em 2015 a
China terá 210 milhões de lares
• Em todos esses lares haverá pessoas tentando alcançar os padrões
de consumo do Primeiro Mundo
• Se isso acontecer, o uso de recursos pela humanidade vai dobrar e
muitos recursos serão exauridos
POPULAÇÕES: Dinâmica populacional

Problemas em todas as escalas
• O consumo per capita de frutos do mar aumentou cinco vezes nos
últimos 25 anos
ESGOTAMENTO DE RECURSOS
• Como as técnicas t
de pesca são predatórias, rias, os resultados são:
- - Esturjão branco foi levado ao limiar da
extinção
- - Coleta dos camarões de Bohai diminuiu 90%
- - A pescada amarela, que era muito
abundante, agora precisa ser importada
ORGANISMOS: Forrageamento
POPULAÇÕES: Dinâmica populacional

Problemas em todas as escalas
ESGOTAMENTO DE RECURSOS
• O aumento populacional também m criou demanda por outros tipos de
proteína animal, como carne de boi, porco e aves
• São necessários 10 kg de plantas para produzir 0,5 kg de carne
ECOSSISTEMAS: Fluxo de energia

Problemas em todas as escalas
ESPÉCIES INVASORAS
• A erva-crocodilo (Alternanthera philoxeroides), vinda do Brasil, foi
intencionalmente introduzida como forragem para porcos, escapou e
se tornou uma praga que afeta plantações de batata-doce
POPULAÇÕES: Interações entre
populações
CUSTO ESTIMADO EM U$ 27 BILHÕES/ANO PARA CONTROLAR A PRAGA

Problemas em todas as escalas
POLUIÇÃO DO AR
• Como conseqüência do grande
desenvolvimento econômico chinês,
aumentaram as emissões de CO 2
300 MIL MORTES/ANO EM
DECORRÊNCIA DA POLUIÇÃO DO AR
GASTOS COM PROBLEMAS DE SAÚDE
ULTRAPASSAM U$ 54 BILHÕES/ANO

Problemas em todas as escalas
POLUIÇÃO DO AR
• Mantidas as tendências atuais, em 2050 a China será
responsável por 40% da emissão total de CO 2 no planeta
• Os gases e poeira
produzidos na China
atingem o Japão, EUA e
Canadá

Problemas em todas as escalas
POLUIÇÃO DO AR
• A China é a maior emissora mundial de óxidos de enxofre
• Em conseqüência, a chuva ácida atinge ¼ das cidades durante
mais da metade dos dias de chuva do ano
ECOSSISTEMAS: Ciclos
biogeoquímicos
PREJUÍZOS DE U$ 730 MILHÕES/ANO POR DANOS ÀS S PLANTAÇÕES

Problemas em todas as escalas
POLUIÇÃO DA ÁGUA
• Devido à descarga de esgoto domiciliar, vazamentos de
fertilizantes agrícolas e aqüí
üícolas, , assim como de esterco, quase
todo o mar costeiro chinês está poluído
ORGANISMOS: Fatores limitantes

Problemas em todas as escalas
• Com a eutrofização
das águas, os surtos de maré-vermelha
aumentaram de 5 por ano na década d
de 60 para 100 no ano de 2000
ORGANISMOS: Fatores limitantes
CUSTO ESTIMADO EM U$ 27 BILHÕES/ANO EM PERDAS NA PESCA

Problemas em todas as escalas
POLUIÇÃO DA ÁGUA
ECOSSISTEMAS: Biologia da
conservação
2006
• O estoque de peixes que servia de alimento para o baiji
reduzido devido à poluição do rio e à pesca
• O ruído das hélices h
dos barcos passou a confundir os golfinhos,
que se orientavam por sons para caçar ar os peixes nos bancos de
areia
foi

Problemas em todas as escalas
DESMATAMENTO
• Apenas 16% do território chinês é ocupado por florestas e a pressão
de desmatamento é alta

Problemas em todas as escalas
DESMATAMENTO
• Como conseqüência da perda de habitat, 1/5 das espécies de
vertebrados terrestres estão ameaçadas adas de extinção
ECOSSISTEMAS: Biologia da
conservação

Problemas em todas as escalas
• O desmatamento também remove a cobertura vegetal e expõe o solo
à erosão
EROSÃO
• No rio Yang Tsé a descarga de sedimentos provenientes de erosão
do solo é maior do que a dos rios Amazonas e Nilo juntos

Problemas em todas as escalas
EROSÃO
• O assoreamento diminuiu os canais fluviais navegáveis em 50% e
promove constantes interrupções no fluxo de rios
• Em 1988 houve 10 dias de interrupção no rio Amarelo; em 2000
foram 230 dias no mesmo rio
ECOSSISTEMAS: Biologia da
conservação
PREJUÍZOS INCALCULÁVEIS COM PERDA DE TRANSPORTE FLUVIAL

Problemas em todas as escalas
INUNDAÇÕES
• A erosão do solo e o assoreamento aumentam a probabilidade de
inundações
ECOSSISTEMAS: Biologia da
conservação
OS DANOS PROVOCADOS PELAS INUNDAÇÕES SÃO DE U$ 25 BILHÕES/ANO

Problemas em todas as escalas
DESTRUIÇÃO DAS PRADARIAS
• 90% das pradarias chinesas estão degradadas, erodidas devido a
atividades agrícolas mal planejadas

Problemas em todas as escalas
DESERTIFICAÇÃO
• A remoção do solo pela erosão impede o processo de regeneração da
vegetação e transforma extensas áreas de pradaria em desertos
• Desde 1950 a área convertida em desertos China foi de 92.000 km 2
(equivalente a Portugal)
COMUNIDADES: Sucessão
ecológica
PREJUÍZOS INCALCULÁVEIS COM PERDA DE ÁREAS CULTIVÁVEIS
VEIS

Problemas em todas as escalas
TEMPESTADES DE AREIA
• Como conseqüência da degradação das pradarias, houve um
aumento drástico na freqüência de tempestades de areia
• Entre 1950-1990: 1 a cada 20 meses; entre 1991-2000: 1 a cada 12
meses
ECOSSISTEMAS: Biologia da
conservação
OS DANOS PROVOCADOS POR TEMPESTADES DE AREIA SÃO DE U$ 540 MILHÕES/ANO
O CUSTO PARA CONSTRUIR UMA MURALHA VERDE AO REDOR DE PEQUIM A FIM M DE
MINIMIZAR OS EFEITOS DAS TEMPESTADES É DE U$ 6 BILHÕES

Problemas em todas as escalas
ESPÉCIES INVASORAS
• A China exporta não intencionalmente várias espécies invasoras
para o mundo
• O besouro asiático do chifre longo, descoberto nos EUA pela primeira
vez em 1996, ataca os bordos causando danos de mais de U$ 41
bilhões
POPULAÇÕES: Interações entre
populações

Problemas em todas as escalas
ESPÉCIES INVASORAS
• A carpa-capim chinesa foi introduzida nos EUA para controlar
plantas aquáticas daninhas
• Atualmente, está espalhada em rios e lagos de 45 estados, onde
compete com as espécies nativas, provoca mudanças na abundância
de plantas aquáticas, plâncton e comunidades de invertebrados
COMUNIDADES: Estrutura das
comunidades

Conclusões
Esgotamento de recursos naturais
Poluição do ar
Poluição da água
Desmatamento
Interrupção do fluxo de rios
Erosão do solo
Aumento na freqüência de desastres naturais
Espécies invasoras
Perda de biodiversidade
Diminuição da qualidade de vida da população
Prejuízos financeiros (20% do PIB)

Conclusões
• Muitos desses problemas apontados hoje não são exclusivos da
China e estão ocorrendo neste momento no nosso país, no nosso
estado ou na nossa cidade
• O conhecimento teórico e prático sobre ecologia nos permitirá
compreender tais problemas e fornecerá parte das ferramentas
necessárias para solucioná-los
• Esta disciplina se propõe a ensinar os conceitos teóricos básicos de
ecologia e, através de atividades realizadas em sala de aula e em
campo, exercitaremos a prática
• Esperamos contribuir para a formação de profissionais capacitados
para tomar decisões adequadas e transmitir conhecimento ecológico
atualizado

Leituras
• Capítulo 1: Fundamentos em Ecologia
(Townsend, Begon & Harper, 2005)
• Capítulo 12: Colapso, como as
sociedades escolhem o fracasso ou o
sucesso (Diamond, 2005)