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Universidade Federal do Amazonas

Instituto de Ciências Biológicas Depto de Biologia- Lab. de Ecologia

Apostilas de Biomas e Ecossistemas da Amazônia 2007

Professor Thierry R. Gasnier tgasnier@ufam.edu.br

Conteúdo

1. INTRODUÇÃO2
O QUE SÃO BIOMAS?2
O QUE SÃO ECOSSISTEMAS E ECORREGIÕES?7
2. NOÇÕES DE CLIMATOLOGIA9
POR QUE É QUENTE NOS TRÓPICOS?9
SAZONALIDADE CLIMÁTICA10
3. ENTENDENDO O RELEVO12
MONTANHAS EM MOVIMENTO12
O RELEVO NUMA ESCALA LOCAL14
A INFLUÊNCIA DO RELEVO SOBRE O CLIMA15
O RELEVO E A DRENAGEM DE ÁGUA16
4. HIDROLOGIA: MARES DE ÁGUA DOCE16
OS TIPOS DE ÁGUA17
POR QUE EXISTEM AS CHEIAS E VAZANTES DOS RIOS AMAZÔNICOS19
CARACTERÍSTICAS DA PAISAGEM AMAZÔNICA PRÓXIMA AOS GRANDES RIOS20
5. DIFERENÇAS ENTRE VEGETAÇÕES2
AS NECESSIDADES VEGETAIS2
ESTRATÉGIAS VEGETAIS E SUAS RELAÇÕES COM OS BIOMAS32
6. ECOSSISTEMAS AMAZÔNICOS DE TERRA FIRME40
FLORESTA DENSA40
A FLORESTA DE BAIXIO42
A CAMPINARANA E CAMPINA43
A SAVANA AMAZÔNICA4
7. ECOSSISTEMAS PERIODICAMENTE INUNDÁVEIS46
A VÁRZEA46

POR QUE É ÚMIDO NOS TRÓPICOS E OS DESERTOS ESTÃO CONCENTRADOS NAS LATITUDES 30º N E 30º S ?9 O IGAPÓ............................................................................................................................... ............................. 50

1. INTRODUÇÃO

O qu magine que você liga a televisão e está passando um filme com pessoas andando dentro de uma floresta exuberante como a da figura ao lado. Durante algum tempo você fica incerto se o filme se passa na África, na Amazônia, no México, na Índia ou na Indonésia. Demora um pouco para você descobrir, até que passa algum tipo de animal ou alguma peculiaridade da região. Por que locais tão distantes são tão parecidos? Esta semelhança não se restringe a florestas tropicais, há outros biomas no mundo, vejamos quais são eles e por que são semelhantes.

e são biomas? I

Biomas são áreas que tem dimensões globais com vegetações semelhantes (o mesmo “jeitão”) em continentes diferentes. As classificações dos biomas variam um pouco entre livros, adotamos aqui uma das mais comuns, um pouco modificada:

a) As florestas tropicais úmidas (FTU) São regiões com predomínio de florestas densas, isto é, as copas das árvores maiores formam uma camada fechada chamada dossel, a estratificação é complexa e a biomassa é alta. As árvores dominantes são de grande porte (25 a 45 m). Abaixo do dossel há um sub-bosque que contem jovens de árvores de dossel e árvores e arbustos adultos de sub-bosque (“floresta dentro da floresta”). Algumas árvores desenvolvem copas acima do dossel, e são chamadas de emergentes. São florestas muito ricas em espécies e situadas nos Trópicos, onde o clima é quente e úmido o ano inteiro (ou com estação seca curta). Além das árvores, outras estratégias vegetais são abundantes, como trepadeiras, lianas, epífitas e ervas. Criptógamos como samambaias e musgos também são abundantes.

Uma floresta tropical, mas onde? b) floresta tropical semidecídua (FTSD) semelhantes às FTU, mas ocorrem em áreas com estação seca um pouco mais longa. Um pouco menos altas e menos densas e com várias espécies de árvores que perdem folhas na época seca. Geralmente, possuem mais palmeiras de dossel e lianas que as FTU (florestas de palmeiras e florestas de cipós). A maioria das FTSD fica na periferia das FTU.

c) floresta subtropical úmida (FSU) ocorrem em clima subtropical e são semelhantes às FTU, mas menos densas e com menor diversidade. A maioria das árvores preserva as suas folhas durante o inverno.

d) floresta temperada decídua (FTD) ocorrem em clima temperado, possuem poucas espécies de árvores, na maioria Angiospermas, e quase todas as árvores e arbustos perdem as suas folhas durante o inverno;

e) florestas e bosques esclerofilos (FBE) também ocorrem em clima temperado, mas do tipo mediterrâneo, que tem época seca no verão. Por isto, as árvores mantêm as suas folhas durante o inverno. Estas folhas têm adaptações para resistir à falta de água que ocorre no inverno. É uma floresta com baixa diversidade com predomínio de Angiospermas.

lhas

f) florestas de coníferas ou taiga, ocorrem em locais com invernos mais longos e extremos que a FTD e tem baixa diversidade de árvores, com predomínio de Gimnospermas (pinheiros), cujas folhas se mantêm durante o inverno e geralmente tem forma de agu-

Cinco biomas: floresta temperada decídua; deserto quente; estepe; tundra e floresta tropical g) savanas, formação aberta tropical, com predomínio de gramíneas (principalmente capim) e ciperáceas, normalmente intercalada de árvores e arbustos (inclusive com florestas de galerias próximas aos rios e riachos). A vegetação tem adaptações ao fogo, que é freqüente neste bioma; h) estepe- formação vegetal aberta de clima temperado, constituída por uma vasta planície desprovida de árvores, é comum no sudeste da Europa e da Ásia e no centro da América do Norte. ; i) tundra: Vegetação aberta das regiões polares onde o verão é curto e com temperaturas constantes. Não há árvores, apenas ervas, musgos e liquens. O solo da tundra permanece gelado o ano todo e a vegetação geralmente fica coberta pela neve boa parte do ano; j) deserto seco: áreas de baixa precipitação com vegetação escassa (ou ausente) caracterizada por adaptações morfológicas extremas contra a seca e/ou ciclos de vida adaptados a chuvas eventuais.

I) deserto gelado. áreas extremamente frias onde a vegetação é ausente ou rara localizada nos pólos e no topo das montanhas mais altas.

Estas descrições são vagas, são só para se ter uma idéia. Nas aulas passaremos filmes em que veremos melhor o “jeitão” de cada bioma. Mas ver não basta, temos que entender o porquê de cada um ser como é.

Os Biomas e o clima.

Pelas descrições acima, já fica claro que os diferentes tipos de vegetação são determinados principalmente pelo clima, mesmo em vegetações de locais distantes com composições de espécies muito diferentes. É o resultado de convergência evolutiva após evolução em condições semelhantes por muito tempo. Por exemplo, em regiões áridas as plantas precisam ter reservas de água e defesas contra animais interessados nesta água (e.g. espinhos e látex venenoso). Muitas famílias diferentes de plantas de lugares distantes evoluíram por milhares de anos nestas condições, por isto, não surpreende que o “jeitão” da vegetação seja o mesmo entre continentes distantes. A dependência dos biomas em relação ao clima pode ser observada na comparação dos mapas das distribuições dos biomas e dos climas de nosso planeta (figura da próxima página). São três os fatores climáticos principais que determinam a distribuição dos biomas: temperatura (calor), precipitação, e sazonalidade (ou estacionalidade) climática. (sazonalidade= variações ao longo do ano, que se repetem todos os anos aproximadamente da mesma forma no clima, nos ciclos de vida de animais e plantas, e no cotidiano humano).

Sobreposição dos mapas dos Biomas e de climas. A semelhança entre os mapas reflete a estreita relação que existe entre clima e vegetação.

veremos adiante

O gráfico abaixo mostra quais os biomas esperados em função da temperatura média e da precipitação média de um local. Este gráfico é válido em geral, mas é uma simplificação, pois sabemos que é bem diferente um lugar com 1500 m de chuva anual com chuva bem distribuída ao longo do ano comparado com um local que tivesse quase toda a chuva concentrada em poucos meses. No primeiro local provavelmente haveria uma floresta exuberante, enquanto no segundo provavelmente haveria uma vegetação rala e adaptada à seca. O mesmo pode se dizer da temperatura. Na tundra, o clima é frio com um verão curto e um inverno longo. No alto de uma grande montanha no equador, o clima é frio, mas sem sazonalidade temperatura. Há diferenças entre estas duas situações frias, como Portanto, para entendermos os Biomas, teremos que entender o que determina os diferentes climas da terra e a sazonalidade climática (capítulo 2).

Biomas esperados em uma região com base na temperatura media e na precipitação anual.

Depois de olhar para cima para estudar o clima, olharemos para baixo para estudar o solo. O relevo e o tipo de solo influem na disponibilidade de água e nutrientes para as plantas. O relevo, porque afeta o clima local e porque determina a drenagem da água (isto é, como ela escorre por dentro do solo). E o tipo de solo, porque solos arenosos têm capacidade muito menor de reter água e nutrientes. Veremos o efeito do relevo sobre o clima e o solo no capítulo 3. O relevo também determina locais onde a água se acumula, formando ecossistemas complexos. A hidrologia é importante para entendermos estes ecossistemas, e será abordada no capítulo 4.

Entender o clima e o solo é apenas a metade do caminho para começarmos a entendermos os biomas. Precisamos também entender as plantas e as sua diferentes necessidades e as estratégias que elas utilizam para sobreviver. Tanto árvores como musgos precisam de água, luz e nutrientes para completar seus ciclos de vida. Entretanto, árvores são diferentes de musgos. Cada tipo de planta tem sua estratégia para conseguir esta água, luz e nutriente e completar seu ciclo reproduzindo-se. E cada estratégia difere no seu sucesso de acordo com as condições bióticas e abióticas do meio. As diferentes estratégias das plantas serão discutidas no capítulo 5.

Biomas: transições graduais por fora e heterogêneos por dentro

As transições entre biomas não são como fronteiras.

Os biomas não têm fronteiras definidas, isto é, de um bioma para outro vizinho costuma haver uma mudança gradual. Não podemos esquecer que a categorização em biomas é criação do homem. Ela reflete diferenças reais, mas os limites e o número de categorias são arbitrários. Por isto, vocês encontrarão diferentes classificações de biomas. Incluímos acima a floresta tropical semidecídua, que não costuma ser incluída em outras classificações. O mais importante sobre os biomas não terem fronteiras é ressaltar que cada bioma não é uma entidade independente, completamente diferente dos demais e com lógica própria, como se fosse um país com línguas e leis diferentes dos vizinhos. Cada local é parte da biosfera e todas as plantas fazem essencialmente o mesmo.

tes na Amazônia nos capítulos 6 e 7

Além disto, ao categorizar os locais em biomas, temos a impressão que são unidades homogêneas, entretanto, temos de ressaltar que há variação dentro deles. Em alguns desertos há chuva eventual e uma flora e uma fauna bastante significativa, incluindo até anfíbios. Em outros, não há chuvas por décadas, e não encontramos praticamente nada. A Amazônia está no Bioma das florestas tropicais úmidas, entretanto, dentro deste bioma temos florestas de terra firme em platôs, florestas de terra firme em baixios, campinaranas, campinas, igapós e diversos tipos de várzeas. Por ser este o bioma em que vivemos, estudaremos os diferentes ecossistemas presen-

O que são ecossistemas e ecorregiões?

Os biomas podem ser divididos em ecorregiões para detalhar a heterogeneidade que existe em cada um deles. O termo “Ecossistema” é definidos em alguns livros como “o maior sistema de interação, envolvendo organismos viventes e seu meio ambiente”. O termo “maior” é vago, pode significar a Biosfera, qualquer área de um bioma, uma ecorregião, e até mesmo uma pequena poça de água. O que importa ao se evocar o termo ecossistema é que estamos dando ênfase ao funcionamento deles e com a mente aberta para a sua complexidade, não é apenas uma descrição estática e restrita.

Por exemplo, quando falamos "ops, pisei em uma poça de água", apenas pensamos nela como um local molhado onde podemos sujar os pés. Quando falamos no ecossistema poça de água, pensamos nos organismos que vivem lá, no fato que ela pode secar matando muitos deles, que tem uma quantidade de oxigênio alta ou baixa, que uns organismos alimentam-se de outros, que há épocas em que encontramos girinos lá, etc. Existem milhares de fenômenos ocorrendo numa poça de água, basta colocar uma gota em um microscópio para perceber isto.

Descrever ecologicamente uma poça de água poderia até ser um trabalho para muitos anos, e pessoas diferentes irão destacar aspectos diferentes da ecologia da poça. Entretanto, a maioria das pessoas iria incluir nesta descrição fatores físicos como o tamanho da poça, sua profundidade, se ela seca ou congela parte do ano, o teor de oxigênio, pH, se a água é transparente ou não, e aspectos biológicos, como as espécies mais abundantes, quais espécies estão lá o ano todo e quais delas saem da poça (como os girinos e alguns insetos). Mas, principalmente, não poderíamos deixar de falar nos processos, como o que acontece quando cai o teor de oxigênio, como algumas espécies resistem quando a poça se seca, e as interações que ocorrem entre as espécies (predação, competição, mutualismo), e quais os problemas que estas espécies tem de resolver.

Uma poça de água pode ser vista como um obstáculo no caminho. Mas, quando falamos no "Ecossistema Poça de Água", pensamos nos organismos que vivem nela e nos processos ecológicos. É assim que devemos ver todos os ecossistemas.

Nesta apostila, quando falarmos de ecossistemas amazônicos, não estaremos falando de poças, ou de outros ecossistemas pequenos e médios, embora, na realidade também sejam ecossistemas amazônicos. Estaremos falando de ecossistemas maiores, como a várzea, os igapós, mangues, a floresta densa de terra firme, campinaranas, campinas, savanas e outros. Os limites da várzea estão relacionados com as cheias dos grandes rios de água branca. A diversidade de ambientes na várzea é tão grande que não pode ser representada com uma única fotografia. Os outros ecossistemas podem ser razoavelmente ilustrados usando uma fotografia da vegetação. Usamos nomes de formações vegetais para nomear alguns ecossistemas, porque assim podemos reconhecer estes ecossistemas, mas não podemos esquecer que a descrição do ecossistema vai bem além da descrição da vegetação.

Equador

Alta latitude Baixa latit

2. NOÇÕES DE CLIMATOLOGIA amos tomar a nossa região como referência. Por que o clima tropical é quente? E por que é úmido? Por que tem pouca sazonalidade térmica? Por que tem sazonalidade de chuvas? Nessa seção abordaremos as causas para os padrões climáticos globais. Entenderemos as tendências climáticas considerando a posição de cada lugar na terra. No capítulo 3, iremos um pouco adiante nas noções de climatologia explicando desvios destas tendências globais devido ao relevo.

Por que é quente nos trópicos?

Os trópicos recebem uma luz mais concentrada que latitudes mais altas porque a terra é redonda. O sol está tão distante que podemos considerar seus raios paralelos. Um raio que incida sobre o equador ao meio dia terá um ângulo de aproximadamente 900 (varia um pouco ao longo do ano) e vai se espalhar muito pouco, por isto é concentrado. Claro que nos outros horários o ângulo muda, mas ao longo do dia os trópicos acumulam mais calor. Veremos adiante que, devido à inclinação da terra, a maior incidência solar não está sempre sobre o equador. Entretanto, considerando o acumulado no ano, é o equador que recebe a maior quantidade de energia.

Os rais solares que incidem no equador estão concentrados em uma área menor devido à esfericidade da terra

Por que é úmido nos trópicos e os desertos estão concentrados nas latitudes 30º N e 30º S ?

No início do dia o sol aquece o solo e o solo aquecimento o ar superficial. O ar da superfície mais quente se dilata e tem 2 características: tem sua capacidade de carregar água aumentada (como uma esponja) e torna-se mais

O ar é como uma esponja que se dilata, absorve água e sobe levando esta água. Após a condensação, esta esponja segue seca para locais distantes>

leve do que era, pois tem densidade menor (mesmo estando carregado de água). Portanto, ele sobe e leva a água com ele. A isto chamamos evaporação. À medida que sobe entra em contado com ar mais frio e vai se esfriando. Em certa altura a água que contém se condensa e transforma-se em nuvens e até em chuva. Mas o ar não para de subir até se esfriar tanto que fica novamente pesado e começa a cair. Este fenômeno acontece em escala local, mas também em escala global, de forma que se estabelecem padrões globais de circulação de ar. No equador a água que evaporou se precipita localmente e ar seco é exportado. Este ar seco acaba por determinar regiões áridas e desérticas em outros locais do mundo. Por outro lado, a água que evapora nas regiões vizinhas ao equador tendem a ser sugadas para repor o ar exportado. Enquanto o equador é quente e úmido, áreas vizinhas tendem a se tornar secas. A imagem que temos de desertos é que são locais quentes. Alguns realmente são. Isto acontece porque faltam nuvens para proteger o solo da incidência direta do sol. Além disto, independente de nuvens, o ar seco tem menor inércia térmica. Por isto é mais fácil de ser esfriado e esquentado, causando extremos. Algumas pessoas se surpreendem ao saber que os desertos tendem a ser muito frios à noite. Para piorar, estas condições atrapalham o estabelecimento de vegetação que também tem um efeito forte sobre o microclima.

Circulação das massas de ar na terra

Sazonalidade climática

Fenômenos sazonais são aqueles que variam aproximadamente da mesma forma todos os anos, por exemplo, o clima (inverno-verão), os ciclos de vida de animais e plantas (estação reprodutiva, migrações), e até o cotidiano humano (colheitas, festas). Por que a sazonalidade térmica é tão grande em latitudes mais altas? Por que lá neva numa época do ano e na outra faz sol, enquanto aqui o clima

muda pouco ao longo do ano? A resposta é: Devido à inclinação do eixo de rotação da terra (em relação ao plano de translação). Entretanto, uma resposta destas sem explicação ajuda pouco. Esta inclinação acaba determinando que o número de horas varie ao longo do ano fora do Equador. Quanto mais alta a latitude mais forte é este efeito (ver figura abaixo). É importante perceber que quando a incidência solar é maior no hemisfério norte, ela é menor no Hemisfério Sul. Acontece uma situação peculiar nos pólos: um dia ou uma noite podem durar mais que 24

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