Transcript Regeneração de nutrientes

Universidade Federal de Minas Gerais
Instituto de Ciências Biológicas
Departamento de Biologia Geral - Ecologia Energética
Regeneração de
nutrientes
Fernanda de Vasconcellos Barros
Introdução
A vida na Terra se desenvolve por
constante reciclagem de nutrientes:
 103
elementos químicos conhecidos,
sendo de 30 a 40 necessários a vida,
 micro, meso e macronutrientes;
 circulam na biosfera entre os
compartimentos abióticos e biomassa
vegetal e animal;
Plantas
Ingestão
Exudados
Absorção
Heterótrofos
Depósito abiótico
(rápido)
Taxas de
excreção
Sedimentação
Intemperismo
Depósito abiótico (lento): rochas


O estudo desse ciclo é de grande
importância,
para
compreensão
do
funcionamento
dos
ecossistemas:
aquáticos e terrestres.
Esses nutrientes passam ser integrantes
da cadeia alimentar, uma vez que são
absorvidos palas plantas depois por
herbívoros, carnívoros e assim por diante,
voltando depois ao meio abiótico.
Existem dois tipos de cadeias tróficas:

cadeia de pastoreio: consumidores
de matéria viva;

cadeia de detritos: consumidores
de matéria morta, meio aquático:
macrófitas – detritos – detritívoros
(insetos, moluscos, fungos, bactérias e
terrestre: árvores – litter –organismos
do solo.
A ciclagem dos nutrientes ocorre
através de ciclos biogeoquímicos,
onde o meio biótico também
participa, principalmente as bactérias
e os fungos que exercem papel
fundamental
como
organismos
decompositores e remineralizadores.
O meio biótico pode englobar
também substâncias não vivas como
húmus,
excretas,
sedimentos
orgânicos, turfeiras, entre outros.
Ciclos Biogeoquímicos
São divididos de acordo com a natureza
do seu reservatório abiótico:
ciclos gasosos (atmosfera): Nitrogênio e
Oxigênio;
 ciclos sedimentares (rochas):Cálcio e
Fósforo;
 ciclos mistos (atmosfera e rochas):Água,
Carbono e Enxofre;

Ambientes aquáticos
Rede alimentar inicia com algas e resíduos;
 matéria
orgânica e nutrientes → alóctone ou
autóctone
 CO2 → ar e decomposição da matéria Orgânica;
 Ca e carbonatos → dissolução de rochas Calcárias;
 Águas oligotróficas → baixo teor MO (cor clara) e
baixa concentração de nutrientes;
 Águas
mesotróficas e eutróficas → aumento
considerável na concentração de MO e nutrientes
Águas eutróficas: cor preta (MO em decomposição).

Nutrientes na água
Formas fosfatadas: fosfato total, fosfato
dissolvido, particulado e ortofosfato ( PO4-3 →fósforo
solúvel reativo);
 Formas nitrogenadas: Nitrogênio orgânico,
nitrogênio amonical, nitrato, nitrito, nitrogênio total.
Formas oxidadas: NO3- e NO2- (menos estável),
formas reduzidas: NH4+(meio ácido) e NH3 (meio
básico);
 Enxofre: sofre redução na formação de H2S,
decomposição de MO depende de teores de
aminoácidos sulfurosos e bactérias;
 Silica: minerais alumínio silicosos, pH<3 é
imobilizada (inerte). H2CO2 + silicatos →CO3-2 + sílica
reativa

Bactérias
Possuem grande variedade metabólica o que
dificulta determinar o seu papel ecológico.
O diferente metabolismo dessas bactérias
caracteriza o ambiente limnológico em que irão
atuar.
Bactérias Quimioorganotróficas se alimentam de
detritos orgânicos (assimilam tanto o C particulado
como o dissolvido).
Bactérias responsáveis pela ciclagem de
nutrientes (N,S, Fe e Mn):
 Quimiolitotróficas aeróbicas → energia→oxidação
de ligações reduzidas (H2S, NH4) → regiões com
↑concentração de CO2,NO3, SO4). Ex: bactérias
nitrificantes, oxidantes de H2S, oxidantes do
Metano e outras ligações de H, oxidantes do ferro e
manganês.
 Quimiolitotróficas anaeróbicas: bactérias
desnitrificantes, redutoras de sulfato, formadoras
de metano.
Matéria orgânica → metano + CO2
Visão clássica do papel ecológico das bactérias
Nova visão: Microbial loop
Visão atualizada do papel ecológico de bactérias aquáticas
As bactérias competem por nutrientes
com o fitoplâncton. Bactérias → menores
concentrações de N e P;
Fitoplâncton → elevadas concentrações;
 A remineralização é mais o resultado da
predação e excreção do zooplâncton que da
Ação decompositora.
 Alça microbiana → maior importância →
Ambientes pobres em nutrientes (lagos
ultra-oligotróficos, zonas pelágicas dos
oceanos).

Alterações na ciclagem de
nutrientes
Poluentes;
 efeitos de drenagem;
 introdução de excesso de nutrientes → ação
humana → acelera o processo de eutrofização;
 mudanças temporais no nível d’água;
 plantas exóticas crescem rapidamente;
 ↑ quantidade MO → ↑ consumo O2 → mortandade
de peixes;
 criação de peixes herbívoros → acelera o ciclo de
regeneração de nutrientes e plantas.

Dinâmica das características
Limnológicas das Baías Porto de
Fora e Acurizal (Pantanal de
Mato Grosso) em função da
variação do nível da água
Da Silva, C.J & Esteves, F.A.
Metodologia
estudo realizado em duas Baías do pantanal
matogrossense.
 três estações amostradas na baía Acurizal
(I,II,III) e uma na lagoa Porto de Fora (IV).
 período de um ano: Nov/84 a Nov/85
 variáveis analisadas no período chuvoso
(águas altas) e seco (águas baixas): O2
dissolvido, profundidade de Secchi, pH,
condutividade elétrica, concentração de
nutrientes.

Resultados e Discussão
Valores de O2 dissolvido ↓ no período de enchente
e cheia: entrada de material depositado na área
alagada; aumento da profundidade → dificulta
ação do vento e circulação de gases.
Profundidade de Secchi ↑ maior nas estações I e
II em março (pico da cheia) → rápido processo de
decantação e ↓ no início da enchente em Outubro
na estação III: ↓ profundidade da coluna d’água no
período de estiagem e início da enchente,
favorecendo a resuspensão do sedimento.
Os valores de pH praticamente não mostraram
um padrão de variação sazonal.
 Condutividade (presença de íons dissolvidos):
valores↑ na época de enchente,cheia e vazante →
aporte de carga iônica representada pelo material
introduzido, valores mais baixos no final da vazante
e na estiagem. Concentração de Ca+, K+ e → Mg+
↑cheia → mobilização desses elementos pelas águas
pluviais e de enchentes, a partir dos solos e rochas.
Na apresenta comportamento inverso.

↑ concentração de formas fosfatadas,
nitrogenadas e do silicato → entrada de grande
quantidade de MO, diluição de nutrientes pelo ↑ no
volume da água, incorporação pelas macrófitas
aquáticas, fitoplâncton, perifíton das formas
assimiláveis.
Na estiagem essas concentrações são ainda maiores
→ relação inversa com o nível da água e cátions: ↑
taxa de evaporação, ↓ volume e profundidade da
coluna de água → ressuspensão do sedimento.

Conclusão
A regeneração de nutrientes envolve
tanto o meio biótico quanto o biótico. Os
ecossistemas aquáticos não estão isolados,
eles são altamente influenciados pelos
terrestres, pelas condições ambientais e
pela ação do homem.
Bibliografia
Pinto-Coelho, R. M. Fundamentos em
ecologia. Porto alegre: Ed. Artmed, 2000.
 Tundisi, J. G.& Saijo, Y., Limnological
studies on the Rio Doce Valley Lakes.
Brasilian Academy of Sciences.
University of São Paulo.Brasil, 1997.
 http://www.unicamp.br/fea/ortega/eco/iur
i12.htm.
