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Ecologia de Ecossistemas SUCESSÃO ECOLÓGICA Responsáveis: • Profa. Marlene Sofia A. Froehlich • Prof. Tomas F. Domingues (tomas@ffclrp.usp.br) A comunidade lentamente se reconstrói As espécies iniciais são sucessivamente substituídas por outras espécies à medida que a comunidade atinge sua estrutura e composição originais (?) A sequência de mudanças iniciadas pela perturbação é chamada de sucessão, e a associação de espécies atingida em última instância é chamada de uma comunidade de clímax Processo ordenado Modificação do ambiente físico Clímax DEFINIÇÃO Sendo por esta razão direcional e previsível *** Processo ordenado Culmina na estabilidade do ecossistema Modificação do ambiente físico feita pela própria comunidade A sucessão é controlada pela comunidade, embora o ambiente físico determine o padrão, taxa de mudança e frequentemente o conjunto limitado de como o desenvolvimento deve seguir Clímax DEFINIÇÃO Espécies colonizadoras mudam o ambiente do novo habitat Estas mudanças podem inibir as espécies colonizadoras que as causaram Podem tomar o ambiente mais adequado para as espécies que se seguem CLASSIFICAÇÃO SUCESSÃO PRIMÁRIA Estabelecimento e o desenvolvimento de comunidades em habitats recentemente formados ou perturbados anteriormente e destituídos de vida (sem solo) Águas paradas de lagoas ou charcos Primeiro sistema: plâncton Estabelecimento da vegetação aquática A vegetação avança ano a ano das margens para o centro Aparecimento dos primeiros arbustos lenhosos Elevação do terreno devido à sedimentação CLASSIFICAÇÃO SUCESSÃO SECUNDÁRIA Surge em um lugar anteriormente ocupado por outra comunidade As sucessões secundárias aparecem em um meio que já foi povoado e sofreu algum tipo de perturbação Grandes clareiras Árvore caída CLASSIFICAÇÃO COMUNIDADE CLÍMAX Etapa após etapa a comunidade pioneira se desenvolve A velocidade do processo começa a diminuir gradativamente chegando a um ponto de equilíbrio A sucessão ecológica atinge seu desenvolvimento máximo compatível com as condições físicas do local (solo, clima, etc.) Com o estabelecimento do clímax a biodiversidade de espécies arbóreas tende a diminuir TIPOS DE CLÍMAX • Clímax Climático – Apenas uma comunidade clímax, sendo que, esta se encontra em equilíbrio com o clima regional Acontece onde as condições fornecidas pelo biótipo do sistema não são suficientes para alterar o clima regional Os fatores edáficos (fatores do solo) são favoráveis à vegetação, porém não responsáveis pela adaptação da mesma, de jeito tal que as plantas adequam-se ao tempo proporcionado • Clímax Edáfico – São comunidades em clímax modificadas pelas condições edáficas (condições do solo), como topografia e substratos. Há o impedimento do desenvolvimento do clímax climático Ocorre o término da sucessão ecológica, não acontecendo um estado de clímax perfeito, mas sim forçado, pois as características do solo determinam com rigor a prevalência de certos indivíduos TIPOS DE CLÍMAX Pântanos, brejos e locais salinos. TIPOS DE CLÍMAX • Clímax Catastrófico ou Cíclico – Estabelece uma relação de dependência entre espécies que torna o ecossistema vulnerável à um evento catastrófico Também pode apresentar-se como estado clímax temporário, podendo ser terminado com a mudança de estações, como a não adaptação dos indivíduos à temperaturas altas (quando no verão) ou baixas (quando no inverno) Ainda classificam-se aqueles que ocasionam catástrofes de modo natural, exemplo: as secas, cheias e certos incêndios naturais • Disclímax (Clímax de distúrbio) – Comunidade estável (porém precedente ao clímax literal) que apresenta diversos distúrbios pequenos de modo repetidos Na maioria dos casos estes abalos ao sistema são provocados por ações antrópicas (humanas) Não corrompe muito comunidades resilientes (que se recuperam com facilidade) e resistentes (que se mantém com distúrbios mais fortes) TIPOS DE CLÍMAX TEORIAS SOBRE O CLÍMAX Monoclímax – Defendida por Clements: o clímax da unidade vegetacional e animal (bioma) é determinada apenas pelo clima. Quando o Clímax é atingido, o padrão da vegetação não muda Policlímax – Para Tansley, o clímax não é determinado apenas pelo clima, mas também pela combinação de outros fatores, como topografia, nutrientes e umidade no solo, ação do fogo e animais Clímax Padrão – Proposta por Whittaker, reconhece uma variedade de clímax regido pelas respostas da comunidade às condições de estresses bióticos e abióticos do ambiente CLEMENTS X GLEASON Clements Comunidade em clímax Invariavelmente composta por espécies melhor adaptadas àquele ambiente Implicando sempre nas mesmas espécies e em proporções relativas fixas Se a vegetação fosse removida, em tempo uma comunidade idêntica voltaria a ocupar o local Gleason Comunidades vegetais variam continuamente ao longo de ambientes, Que por sua vez também variam continuamente Consequentemente, comunidades nunca podem ser iguais Associações de espécies vegetais são resultado de mero acaso, dependendo sim do potencial de dispersão das espécies • Quão prontamente ela coloniza um habitat perturbado ou recém formado • Sua resposta às mudanças que ocorrem no ambiente ao longo da sucessão. FATORES QUE DETERMINAM A PRESENÇA DE UMA ESPÉCIE FACILITAÇÃO PROCESSOS QUE GOVERNAM O CURSO DA SUCESSÃO Processo pelo qual uma espécie aumenta a probabilidade de uma segunda se estabelecer Sequência do desenvolvimento na qual cada estágio pavimenta a estrada para o próximo Uma estrutura se segue à outra à medida que um organismo se desenvolve PROCESSOS QUE GOVERNAM O CURSO DA SUCESSÃO INIBIÇÃO Processo pelo qual as espécies resistem ao estabelecimento de competidores Os colonizadores iniciais regulam a sucessão de modo a não permitir o estabelecimento e o crescimento de outras espécies sem prejuízo para as espécies iniciais Nesse modelo, a sucessão após o estabelecimento de uma espécie por outra ocorre somente através da morte ou substituição das espécies PROCESSOS QUE GOVERNAM O CURSO DA SUCESSÃO TOLERÂNCIA É a habilidade de indivíduos (particularmente os jovens) em sobreviverem em ambientes com condições ambientais desfavoráveis, sendo resultado da alta densidade de outros indivíduos A sucessão conduz a uma comunidade composta daquelas espécies mais eficientes na exploração de espaço e recursos, presumivelmente cada uma delas especializada em diferentes tipos ou proporções de recursos As espécies tardias da sucessão são mais capazes de suportar baixos níveis de recursos que as espécies iniciais CARACTERÍSTICAS DAS PLANTAS EM UMA SUCESSÃO ECOLÓGICA Espécies iniciais Capitalizam sobre sua capacidade de dispersão para colonizar habitats recentemente criados ou perturbados de forma rápida Espécies de clímax Se dispersam e crescem mais lentamente Sua tolerância à sombra quando plântulas e seu tamanho maior quando plantas adultas as colocam num nível competitivo maior sobre as espécies que chegam inicialmente CARACTERÍSTICAS DAS PLANTAS EM UMA SUCESSÃO ECOLÓGICA Características contrastantes de dois grupos ecológicos deespécies tropicais CLASSIFICAÇÃO DAS PLANTAS EM UMA SUCESSÃO ECOLÓGICA PIONEIRAS (P) São as primeiras espécies vegetais que conseguem se estabelecer Solanum spp Cecropia spp CLASSIFICAÇÃO DAS PLANTAS EM UMA SUCESSÃO ECOLÓGICA SECUNDÁRIAS INICIAIS (SI) Se desenvolvem em locais semiabertos Aceitam somente o sombreamento parcial Maytenus spp CLASSIFICAÇÃO DAS PLANTAS EM UMA SUCESSÃO ECOLÓGICA SECUNDÁRIAS TARDIAS (ST) Se desenvolvem exclusivamente em sub-bosque, em áreas permanentemente sombreadas Matayba elaeagnoides Sebastiana commersoniana CLASSIFICAÇÃO DAS PLANTAS EM UMA SUCESSÃO ECOLÓGICA CLÍMAX TOLERANTES À SOMBRA (CS) Estas espécies toleram a sombra nas etapas iniciais de seu desenvolvimento, porém, requerem um elevado grau de iluminação para passar pelas etapas intermediárias até a maturidade Dendropanax trifidus CLÍMAX EXIGENTES DE LUZ (CL) Se regeneram e se desenvolvem em plena sombra suas sementes possuem geralmente pequena viabilidade e raramente apresentam algum tipo de dormência CLASSIFICAÇÃO DAS PLANTAS EM UMA SUCESSÃO ECOLÓGICA Lithraea molleoides Características dos componentes arbóreos do estágio geral em florestas tropicais ANIMAIS Recuperação de solos degradados RESTAURAÇÃO ECOLÓGICA Pode-se alavancar a sucessão por meio (i) da criação de condições para o estabelecimento de sementes de diversas espécies, o que pode ser conseguido pelo rápido recobrimento da área com espécies (herbáceas, arbustivas ou arbóreas) de crescimento rápido - as pioneiras (ii) a conexão de áreas florestais próximas (iii) o plantio de espécies dispersas por animais, que podem contribuir muito no fluxo gênico e na dispersão de sementes diversas (iv) o manejo que acompanhe e acelere a dinâmica natural da sucessão RESTAURAÇÃO ECOLÓGICA ETAPAS: PREPARAÇÃO DO ROTEIRO BÁSICO 1. INFORMAÇÕES INICIAIS 2. HISTÓRICO DE OCUPAÇÃO 3. DIAGNÓSTICOS 4. OBRAS DE ENGENHARIA 5. REVEGETAÇÃO Seleção das Espécies Coleta de sementes Viveiros para produção de mudas Preparo da área 6. MANUTENÇÃO DA ÁREA PENSANDO UM POUQUINHO Em 20 e 27 de agosto de 1883, 75% da ilha de Krakatoa, situada entre Java e Sumatra, desapareceu por causa de uma explosão vulcânica, a maior da história. Todos os seres vivos da ilha foram destruídos As cinzas cobriram uma área de 800 mil Km2 . A poeira espalhou-se pela atmosfera, o que provocou uma queda na temperatura global de cerca de 1,2ºC. A temperatura só voltou ao normal cerca de cinco anos depois PENSANDO UM POUQUINHO O que se encontrava do que restou da ilha: 3 anos depois? 10 anos depois? 131 anos depois? Qual o tipo de sucessão que ocorreu? PERGUNTAS Três anos depois, já podiam ser encontrados no solo do que restou da ilha líquens e musgos Dez anos depois, cresciam palmeiras e plantas com flores Muitos insetos e aves chegaram à ilha voando. Animais e plantas podem chegar também a nado ou transportados por correntes marítimas Sementes podem chegar pela água ou por correntes de ar. Algumas sementes podem vir presas ao corpo dos animais ou trazidas no tubo digestivo dos pássaros Hoje, uma floresta tropical cobre o que restou de Krakatoa PENSANDO UM POUQUINHO