ECOLOGIA NO BRASIL E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL

Ecologia no Brasil

Ecologia é uma ciência que se desenvolveu no mundo a partir de pesquisas realizadas no Brasil. Muitos dos naturalistas que visitaram o Brasil no século XVIII, como Alfred Wallace, Alexander von Humboldt, Johann von Spix, Karl von Martius e Saint-Hilaire, dedicaram-se à pesquisa da nossa flora e fauna, também sob o ponto de vista ecológico. Mas foi o naturalista dinamarquês Eugenius Warming (1841-1924), quem introduziu a noção de ecologia, ao estudar, entre 1863 e 1866, a vegetação dos campos cerrados nos arredores de Lagoa Santa (Minas Gerais), onde esteve a convite de Peter Lund. Com base no que observou no Brasil, Warming escreveu o livro Plantesamfunde (As comunidades vegetais, 1895), primeira obra sobre ecologia publicada no mundo. Só 30 anos mais tarde apareceu o livro Etologia Animal, de Elton, que estudou o comportamento dos animais e o meio ambiente em que vivem. 

Em 1942, foi publicado no Brasil o primeiro trabalho sobre ecologia, de autoria do botânico Félix Kurt Rawitscher, o qual abriu o caminho para o desenvolvimento da ecologia com base em estudos experimentais no país. Seguiram-se outros dois que, além de analisar a influência dos fatores climáticos, tiveram grande importância didática na introdução dos métodos de pesquisa ecológica no país. 

O primeiro trabalho experimental de ecologia de campo no Brasil, Profundidade dos solos e vegetação dos cerrados no Brasil Meridional, escrito por Rawitscher, Ferri e Rachid, foi publicado nos Anais da Academia Brasileira de Ciências, em 1943.

 
Compreendendo a importância dessa ciência, a Universidade de São Paulo criou, há mais de duas décadas, no Instituto de Biociências, um Departamento de Ecologia Básica. Desde então, vários outros institutos e faculdades têm criado departamentos dedicados à ecologia.   

Agenda 21, denominação dada a um dos acordos mais importantes assinado pelas nações participantes da Conferência das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente e Desenvolvimento — conhecida como Eco-92 — realizada no Rio de Janeiro (ver Desenvolvimento sustentável). Contém mais de 2.500 recomendações para criar melhores condições para a população mundial e a preservação do meio ambiente, no próximo século. Constitui um programa de ação para implementar um modelo de desenvolvimento sustentável que leve à compatibilização das atividades econômicas com os recursos naturais e a qualidade de vida das populações. 

A agenda 21 está dividida em 4 seções: Dimensões Sociais e Econômicas, Conservação e Gerenciamento dos Recursos para o Desenvolvimento, Fortalecimento dos Principais Grupos Sociais e os Meios de Implementar as Ações Propostas. Seus temas são abordados de forma abrangente. Sua relevância se prende ao fato de oferecer opções práticas que podem ser implementadas e por destacar o papel de cada um dos diversos segmentos que compõem a sociedade. Seus programas de ação estão alicerçados na idéia de que a população, o consumo e a tecnologia são fundamentais para a mudança ambiental na Terra. A colaboração entre as nações é enfatizada como forma de se alterar o quadro de pobreza e degradação ambiental que domina nas sociedades no mundo atual. 

Sucessão (ecologia), processo que implica a substituição progressiva de uma comunidade vegetal ou animal por outra mais apta. O processo total compreende duas fases distintas. A primeira fase, a invasão, corresponde à introdução de elementos da nova comunidade no ambiente, ainda dominado pela comunidade anterior, e a conseqüente luta pela hegemonia nesse espaço. A segunda fase, a sucessão, constitui a vitória da nova comunidade e a afirmação de sua hegemonia. Os sociólogos da escola de sociologia urbana de Chicago (USA) desenvolveram trabalhos sobre mudança étnica em bairros de cidades americanas, fazendo uma analogia com este processo da natureza. Essa orientação ficou conhecida como "ecologia urbana".

As unidades funcionais de um ecossistema são as populações de organismos através das quais circulam a energia e os nutrientes. Uma população é um grupo de organismos da mesma espécie que compartilham o mesmo espaço e tempo (ver Espécies e especiação). O território ou lugar no qual vivem e ao qual estão adaptadas as distintas plantas ou animais recebe o nome de hábitat, dentro do qual os organismos ocupam distintos nichos. Um nicho é o papel funcional que desempenha uma espécie numa comunidade, ou seja, sua ocupação ou modo de ganhar a vida.

Os grupos de populações de um ecossistema interagem de várias formas. Estas coletividades interdependentes de plantas e animais formam uma comunidade, que abrange a porção biótica do ecossistema. As principais influências sobre o crescimento das povoações estão relacionadas com diversas interações, que são as que mantém unida a comunidade. Estas incluem a concorrência, tanto no seio das espécies como entre espécies diferentes; a predação, incluindo o parasitismo, e a co-evolução ou adaptação.

Sucessão e Comunidade Clímax 
Os ecossistemas são dinâmicos no sentido de que as espécies que os compõem não são sempre as mesmas. Isto se vê refletido nas mudanças gradativas da comunidade vegetal com o passar do tempo, fenômeno conhecido como sucessão.

Começa pela colonização de uma área alterada, como um campo de cultivo abandonado ou um caudal de lava recentemente exposto, por parte de espécies capazes de tolerar suas duras condições ambientais. Em sua maior parte se trata de espécies oportunistas, que se aferram ao terreno durante um período de tempo variável. Como vivem pouco tempo e não são boas competidoras, acabam sendo substituídas por espécies mais competitivas e de vida mais longa, como os arbustos, e em seguida pelas árvores. Com o tempo, o ecossistema chega a um estado chamado clímax, no qual toda mudança ulterior se produz muito lentamente, e o lugar fica dominado por espécies de longa vida e elevada competitividade. 

Sucessão e Comunidade Clímax

Alguns têm mais qualidades para sobreviver e reproduzir-se do que outros. Os organismos cujas características para sobreviver e reproduzir-se são melhores, tenderão a contribuir com mais genes para os "conjuntos" genéticos do futuro do que aqueles cujas características sejam más para esta finalidade: os genes que tendem a formar organismos bons serão predominantes nos "conjuntos" genéticos. A seleção natural traduz-se nos diferentes níveis de sucesso que alcançam os organismos na sobrevivência e reprodução: isto é importante por causa dos requisitos necessários para a sobrevivência dos genes no "conjunto" genético. 

Desenvolvimento sustentável, termo aplicado ao desenvolvimento econômico e social que permite enfrentar as necessidades do presente, sem pôr em perigo a capacidade de futuras gerações para satisfazerem suas próprias necessidades. 

Durante as décadas de 1970 e 1980 tornou-se cada vez mais claro que os recursos naturais estavam sendo dilapidados em nome do "desenvolvimento". Estavam se produzindo mudanças imprevistas na atmosfera, nos solos, nas águas, entre as plantas e os animais e nas relações entre todos eles. Foi necessário reconhecer que a velocidade da transformação era tal que superava a capacidade científica e institucional para minimizar ou inverter o sentido de suas causas e efeitos. Estes grandes problemas ambientais incluem: 1) o aquecimento global da atmosfera; 2) o esgotamento da camada de ozônio da estratosfera; 3) a crescente contaminação da água e dos solos pelos derramamentos e descargas de resíduos industriais e agrícolas; 4) a destruição da cobertura florestal (ver Desmatamento); 5) a extinção de espécies (ver também Espécies ameaçadas); 6) a degradação do solo. 

Ao final de 1983 criou-se, dentro da Organização das Nações Unidas, uma comissão independente para examinar estes problemas e sugerir mecanismos que permitam à crescente população do planeta satisfazer suas necessidades básicas sem pôr em risco o patrimônio natural das gerações futuras. 

Após a comissão, o acontecimento internacional significativo seguinte foi a cúpula da Terra, ocorrido em junho de 1992, no Rio de Janeiro. Denominada oficialmente Conferência das Nações Unidas sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento, no qual estiveram representados 178 governos, incluindo 120 chefes de Estado, também ficou conhecida como Eco-92 ou Rio-92. Tratava-se de encontrar modos de traduzir as boas intenções em medidas concretas e de que os governos assinassem acordos específicos para enfrentar os grandes problemas ambientais e de desenvolvimento. Os resultados da cúpula incluem convenções globais sobre a biodiversidade e o clima, uma Constituição ou Carta da Terra, de princípios básicos, e um programa de ação chamado Agenda 21, para pôr em prática estes princípios. 

Os resultados foram relativizados pela negativa de alguns governos a aceitar os cronogramas e objetivos para a mudança ou concordarem com a adoção de medidas vinculantes. O programa de ação contido na Agenda 21 aborda, em seus 41 capítulos, quase todos os temas relacionados com o desenvolvimento sustentável que possam ser imaginados; porém, não está suficientemente financiado. 

Entretanto, a conferência foi um exercício transcendental de conscientização ao mais alto nível político. A partir dela, nenhum político relevante poderá alegar ignorância dos vínculos existentes entre o desenvolvimento e o meio ambiente. 

Organizações ambientalistas, instituições que atuam em prol da proteção e conservação do meio ambiente, podendo ou não pertencerem à esfera do poder público. As organizações de governo preparam em termos técnicos a legislação ambiental, gerenciam as unidades de conservação, realizam pesquisas ecológicas e fazem a fiscalização. 

As organizações não governamentais (ONGs) ambientalistas lutam pela preservação do meio ambiente procurando sensibilizar a opinião pública e empresas e buscar a cooperação do governo, nas suas diferentes esferas do poder. Trabalham denunciando, conscientizando e criando formas de pressão, para reverter situações que atentem contra o meio ambiente. Destacam-se também por realizar estudos, fazer monitoramentos e publicar relatórios, livros, vídeos e propagandas, que elevam o nível de conscientização dos problemas ambientais. 

Dedicam-se a salvar determinadas espécies da fauna que estão em extinção, como a defesa das baleias e do mico-leão no Brasil. Há entidades que atuam em escala mundial entre as quais podem ser citados o Greenpeace, Amigos da Terra, Fundo Mundial para a Natureza (WWF) e a União Internacional para Conservação da Natureza e dos Recursos Naturais, que foi criada em 1934. 

No Brasil, há um número significativo de entidades que trabalham dedicados à causa ambiental. A Agenda 21 reconheceu o papel importante das ONGs como parceiras para o desenvolvimento sustentável.  

Ciclo dos Nutrientes 
Interferências de origem antropogênica nos ecossistemas naturais e suas conversões em áreas agrícolas modificam o armazenamento e as taxas dos nutrientes e material orgânico. Estas alterações incluem mudanças na quantidade de carbono e nutrientes armazenados nos solos convertidos em pastagens e em outras áreas de fins agrícolas, bem como mudanças nas taxas do ciclo dos nutrientes (Montagnini and Buschbacher, 1989; Chone et al., 1991; Neill et al., 1995; Moraes et al., 1995), mudanças essas relacionadas com a fertilidade do solo, o que por sua vez, afetam mudanças futuras no uso e cobertura de terra. Outros exemplos importantes de como estas ações alteram os escoamentos de carbono e nutrientes incluem a volatização direta através da queima de biomassa de estoques de carbono e nitrogênio originalmente encontrados na vegetação (Ewel et al., 1981; Kauffman et al., no prelo); aumentos de estoques no solo de elementos tais como P, K, Ca e Mg após queimadas, visto que estes elementos são transferidos de bolsões na vegetação (Nye and Greenland, 1964; Sanchez, 1976; Uhl and Jordan, 1984; Kauffman et al., no prelo); remoção de estoques de nutrientes como Ca, Mg, P e N nas operações de corte de árvores (Fernandes et al. no prelo). Mudanças nas emissões dos gases minoritários estão freqüentemente associadas com mudanças nos padrões do ciclo dos nutrientes no solo (Luizão et al., 1989; Keller et al., 1993). Mais modificações nos padrões do ciclo dos nutrientes podem ocorrer com o tempo, sob condições alteradas de uso de terra, tais como quando as pastagens envelhecem ou degradam (Buschbacher et al., 1988; Robertson and Tiedje, 1988). Estas mudanças podem influenciar as respostas dos ecossistemas, como as taxas de re-crescimento das florestas, o que está relacionado com outros tópicos de pesquisa como o desaparecimento de carbono pela vegetação em crescimento e o transporte e processamento de nutrientes corrente abaixo nos ecossistemas aquáticos. O resumo do workshop de Manaus (Fernandes et al., no prelo) contem uma introdução extensiva sobre os efeitos das mudanças de uso de terra no ciclo dos nutrientes na Amazônia.   

Nitrogênio (N): promove a formação das proteínas que fazem parte dos tecidos vegetais. Confere cor verde às folhas. Sem nitrogênio a planta não cresce. A fonte principal de N é a matéria orgânica do solo. Sem água, os processos de mineralização da MO são afetados, porque ocorre a morte dos microrganismos do solo, responsáveis pela decomposição. É o elemento que a planta requer em maior quantidade. É absorvido pelas raízes na forma de nitrato (NO3-). Sempre que o N estiver na forma amoniacal ou amídica, há necessidade de neutralizar a acidez resultante mediante o emprego da calagem prévia. Os adubos amoniacais libertam o íon amoniacal no solo (NH4+). Este, ao ser absorvido pelas raízes é trocado por H+, por causa disso, aumenta a acidez. Perda de N no perfil do solo: o nitrato é um ânion (NO3-) e a amônia é um cátion (NH4+). A maior parte das cargas do solo são negativas e estas atraem cargas positivas. Logo, a maior chance de lixiviação ocorre com o nitrato, que tem carga negativa e fica disperso na solução do solo, pronto para ser absorvido. Com uma chuva forte, ele tem grande chance de ser lixiviado, antes de ser absorvido.  O N não deve ser aplicado todo no plantio por causa da lixiviação, volatilização e índice salino. Com relação ao parcelamento, deve-se observar o ciclo da cultura e os estágios em que ele mais necessite deste nutriente. Culturas de ciclo maior tem maiores parcelamentos.  

A deficiência causa o amarelecimento de folhas velhas, atrasa o florescimento e a maturação e predispõe a planta ao aparecimento de doenças. 

Limnociclo

O biociclo da água doce. O conjunto dos ecossistemas de água doce é chamado limnociclo, e é o menor de todos os biociclos estudados.  É o menor ambiente da Terra. O Limnociclo pode ser divididos em duas partes: 

Águas lóticas 
segmento formado por rios, riachos e corredeiras, em que a água se desloca rapidamente. 

Águas lênticas  
formado por lagos, lagoas, represas e pântanos, em que a  água fica praticamente parada. Os organismos que compõem a parte biótica do limnociclo também são divididos em plâncton, nécton e bentos, com as mesmas características dos seus correspondentes marinhos. 

Águas lóticas
Com as águas em permanente movimento, esses ecossistemas se apresentam bem oxigenados e ricos em nutrientes inorgânico trazidos. Principalmente, pela erosão dos terrenos adjacentes a suas margens. Como se pode perceber, trata-se de um ecossistema importador, ou seja, está sempre recebendo material dos ecossistemas vizinhos e, por isso, é bastante dependente e frágil. Essa fragilidade e, seu equilíbrio ecológico é observada quando ocorre despejo de esgotos ou de agrotóxicos. 

Nesses ecossistemas, não encontramos um plâncton bem definido. Com as águas correntes, os seres vivos que normalmente vivem na superfície seriam arrastados num só sentido e desapareceriam. Podemos encontrar, porém, plantas e animais perfeitamente adaptados à correnteza. São algas filamentosas e musgos presos às rochas, moluscos escondidos debaixo de pedras, lavas de insetos nas dobras da margens e uma grande variedade de peixes. 

Águas lênticas
Desde uma pequena poça d’água, formada pela chuva, passando por pequenas lagoas, brejos, represas artificiais, até os Grandes Lagos da América do Norte, todos são componentes desse segmento do limnociclo – as águas lênticas – cujas águas, aparentemente paradas, estão em constante renovação. Os mananciais extensos de águas lênticas, como um grande lago, podem apresentar três regiões ou zonas: litorânea, límnica e profunda, cujas características são as seguintes: 

Zona litorânea – região próxima das margens, de pouco profundidade, muitos vegetais fixos no fundo com ou sem partes flutuantes, e muitas espécies animais, de invertebrados e mamíferos. 

Zona límnica – região muito rica em fito e zooplâncton, bem como em peixes. Corresponde à parte interna do lago, estendendo-se da superfície até onde haja penetração da luz. A luminosidade dessas águas depende de vários fatores, como a presença de algas e outras plantas de superfície, de detritos orgânicos etc. 

Zona profunda – região sem  a presença de luz e, portanto, de vegetais fotossintetizantes. Há nela alguns animais de fundo, que se alimentos dos detritos oriundos das zonas superiores, e decompositores – fundos e bactérias – que fecham a teia alimentar local. 

Existem alguns lagos, em regiões temperadas, cuja variação da temperatura das águas provoca uma certa circulação. Como a água fria é mais densa do que a água quente, as massas líquidas mais frias permanecem no fundo até atingir a graduação de 4ºC, quando, então, entra em ponto de solidificação, e o gelo formado volta a flutuar. Dessa forma, podemos dizer que o congelamento num lago (ou num mar) começa na superfície. 

No verão, a água se aquece por ação solar e permanece nas camadas superiores não havendo grande circulação, entre a superfície e o fundo. Podemos observar, no entanto, uma pequena circulação na faixa de até 5 metros de profundidade. 

No outono, com o rápido resfriamento das águas superficiais, veremos um verdadeira reviravolta. Nesse fenômeno, observamos a oxigenação das profundezas e a subida de matéria orgânica que antes estava estacionada no fundo. 

No inverno, a água superficial atinge temperaturas abaixo de 4ºC, congelando-se com densidade menor do que a água líquida, forma uma camada de gelo. Nesse caso, também não se verifica circulação entre as regiões de superfície e de fundo. 

Na primavera, o gelo desfaz-se e a superfície volta a ter um temperatura elevada, retornando o período  das reviravoltas, com novas oxigenações de fundo e enriquecimento de nutrientes nas regiões habitadas pelos fito e zooplâncton.

Cadeia alimentar  

Uma cadeia alimentar define a seqüência de seres vivos que se alimentam uns dos outros buscando a energia, direcionando, assim, o fluxo de matéria e o próprio fluxo da energia dentro do ecossistema. Uma cadeia alimentar tem elementos básicos como:  

Produtores 

São sempre autótrofos, produzem alimento que será usado na cadeia e estão obrigatoriamente no início de qualquer cadeia alimentar. A energia trasnsformada a partir da luz solar e do gás carbônico será repassada a todos os outros componentes restantes da cadeia ecológica. Os principais produtores conhecidos são as plantas e algas microscópicas (fitoplancton). 

Consumidores 

São os organismos que necessitam de se alimentar de outros organismos para obter a energia que eles não podem produzir para si próprios. Vão se alimentar dos autótrofos e de outros heterótrofos podendo ser consumidores primários, consumidores secundários, consumidores terciários e assim por diante. É bom lembrar que sempre que há a alimentação, nem toda a energia obtida será integralmente usada, isto é, parte dessa energia não será absorvida e será eliminada com as fezes outra parte será perdida em forma de calor. Assim, grande parte da energia será perdida no decorrer de uma cadeia alimentar diminuindo sempre a cada nível. Podemos então dizer que o fluxo de energia num ecossistema é unidirecional começando e sempre com a luz solar incidindo sobre os produtores e diminuindo a cada nível alimentar dos consumidores.  

Decompositores 

São organismos que atuam exatamente em papel contrário ao dos produtores. Eles transformam matéria orgânica em matéria e inorgânica reduzindo compostos complexos em moléculas simples, fazendo com que estes compostos retornem ao solo para serem utilizados novamente por outro produtor, gerando uma nova cadeia alimentar. Os decompositores mais importantes são bactérias e fungos. Por se alimentarem de matéria em decomposição são considerados saprófitos ou sapróvoros.  

O conjunto de uma série ecossistemas é chamado de teia alimenta, neste caso várias teias se entrelaçam fazendo com que as relações ecológicas sejam múltiplas e o alimento disponível possa ser utilizado por vários indivíduos e realmente compondo um ecossistema.

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