O fluxo de energia

Define produção primária bruta e produção primária líquida, e explica que parte da energia fixada pelos produtores fica realmente disponível para os herbívoros e que parte é consumida pelas próprias plantas.

Determinadas pastagens fixam $12\,000\ \text{kJ/m}^2$ por ano de produção primária bruta, mas as plantas consomem $60\ \%$ na sua própria respiração. Calcula a produção primária líquida disponível para o resto do ecossistema e explica em que é utilizada a fração respirada.

Define nível trófico e constrói uma cadeia trófica de quatro elos própria de um montado de azinho mediterrânico, indicando a que nível pertence cada elo e o tipo de alimentação de cada organismo.

Classifica estes organismos de um montado em produtores, consumidores (indicando o seu nível trófico) e decompositores: azinheira, coelho, raposa, abutre, minhoca e cogumelo. Justifica cada classificação.

Num prado, os produtores fixam $20\,000\ \text{kcal/m}^2$ por ano e os herbívoros assimilam $2\,000\ \text{kcal/m}^2$ no mesmo período. Calcula o rendimento ecológico dessa transferência, expresso em percentagem.

Num ecossistema, os produtores fixam $15\,000\ \text{kJ/m}^2$ por ano, os herbívoros assimilam $1\,500\ \text{kJ/m}^2$ e os carnívoros $120\ \text{kJ/m}^2$ no mesmo período. Calcula o rendimento ecológico de cada transferência e comenta se se ajustam à regra geral.

Um ecossistema aquático apresenta as seguintes energias anuais por nível: produtores, $50\,000\ \text{kJ}$; herbívoros, $4\,800\ \text{kJ}$; carnívoros, $450\ \text{kJ}$. Calcula o rendimento de cada transferência e comenta se se ajustam à regra dos $10\ \%$.

De um ecossistema de estepe conhecem-se estes dados anuais: produtores, $10\,000\ \text{kJ/m}^2$; herbívoros, $1\,200\ \text{kJ/m}^2$; carnívoros, $60\ \text{kJ/m}^2$. Calcula o rendimento de cada transferência e justifica por que razão a segunda é muito menor, considerando a digestibilidade da dieta e o gasto de atividade dos carnívoros.

Explica, recorrendo ao conceito de rendimento ecológico, por que razão as cadeias tróficas dos ecossistemas raramente têm mais de quatro ou cinco níveis.

Observa a pirâmide de energia do esquema:

1. a) Identifica que nível trófico ocupa cada patamar (A, B, C e D).
2. b) Calcula o valor que falta no nível D ($?$) supondo que todas as transferências têm o mesmo rendimento que a primeira.

Explica o que é a biomassa de um nível trófico e por que razão, na maioria dos ecossistemas terrestres, a biomassa total diminui ao subir de nível na cadeia trófica.

Distingue as pirâmides ecológicas de energia, de biomassa e de números. Explica em que situação a pirâmide de biomassa pode surgir invertida (apresenta um exemplo marinho) e por que razão a pirâmide de energia nunca se inverte.

Num montado de azinho, uma única azinheira pode alimentar milhares de lagartas e estas dezenas de chapins. Descreve oralmente a pirâmide de números resultante, explica por que razão surge «invertida» na sua base e raciocina se a pirâmide de biomassa desse mesmo montado também estaria invertida.

Podes fazê-lo em papel e enviar uma fotografia com a tua resposta.

Compara a pirâmide de biomassa de uma pastagem com a de uma zona oceânica de fitoplâncton: a) explica por que razão a pirâmide oceânica pode estar invertida num determinado instante enquanto a da pastagem não; b) fundamenta que propriedade do fitoplâncton (a sua enorme velocidade de reprodução) o permite; c) explica por que motivo a pirâmide de energia desse mesmo oceano, pelo contrário, é sempre direta.

Distingue uma cadeia trófica de uma rede trófica, e fundamenta por que razão os ecossistemas com redes muito complexas resistem melhor ao desaparecimento de uma espécie do que aqueles que apresentam cadeias simples e lineares.

Explica, utilizando os conceitos de energia útil e de calor dissipado, por que razão a energia atravessa o ecossistema num único sentido (fluxo aberto), enquanto a matéria pode circular sucessivamente (ciclo fechado).

As colónias de aves marinhas acumulam guano nas ilhas onde nidificam. Explica que fluxo de matéria e de energia esse guano representa entre o ecossistema marinho e o terrestre, e que papel desempenham as aves como «vetores» que interligam ambos os sistemas.

Pressupondo um rendimento ecológico de $10\ \%$ em cada transferência, calcula quantos quilogramas de produtores são necessários para gerar $1\ \text{kg}$ de biomassa de um predador situado no quarto nível trófico de uma cadeia. Comenta o que o resultado implica para a conservação dos grandes predadores.

Um campo agrícola fixa $20\,000\ \text{kJ/m}^2$ por ano. a) Pressupondo um rendimento de $10\ \%$ por transferência, calcula quantos $\text{kJ}$ restam sob a forma de carne de frango após uma transferência (da cultura para o frango) e que área é necessária para obter $2\,000\ \text{kJ}$ dessa carne. b) Calcula a área necessária para obter essas mesmas $2\,000\ \text{kJ}$ consumindo diretamente o vegetal. c) Comenta o que esta comparação implica para a alimentação da população mundial.

Um montado de azinho e uma zona de mar aberto afastada da costa apresentam produtividades primárias líquidas muito distintas. Explica o que é a produtividade primária líquida e fundamenta que fatores abióticos a limitam em cada um destes dois ecossistemas.

A sobrepesca elimina os grandes peixes predadores de uma zona costeira. Prevê o que acontecerá aos níveis tróficos imediatamente inferiores e raciocina sobre como essa «cascata trófica» pode acabar por afetar até as algas do fundo.

Num lago medem-se os seguintes fluxos anuais: produtores, $8\,000\ \text{kJ/m}^2$; herbívoros, $900\ \text{kJ/m}^2$; carnívoros, $110\ \text{kJ/m}^2$; além disso, os decompositores recebem $3\,000\ \text{kJ/m}^2$ de restos provenientes de todos os níveis. a) Calcula o rendimento das duas transferências entre níveis. b) Explica o papel desempenhado pelos decompositores no balanço energético do lago. c) Prevê o que sucederia ao ciclo de nutrientes e aos níveis tróficos caso os decompositores desaparecessem.

Introduzem-se trutas numa lagoa de alta montanha que não continha peixes e que albergava abundantes anfíbios e grandes crustáceos planctónicos. a) Prevê o que acontecerá às populações de anfíbios e de zooplâncton. b) Raciocina de que modo a alteração no zooplâncton pode repercutir-se no fitoplâncton e na transparência da água (cascata trófica). c) Argumenta o que deveria ser feito em termos de gestão ambiental e por que razão estas introduções com fins desportivos foram frequentes ao longo de décadas.

A frase «consome de níveis tróficos baixos» é usada como recomendação ambiental. Analisa-a cientificamente: que fundamento apresenta quanto ao fluxo de energia, que ressalvas seria necessário acrescentar (pesca de espécies de nível baixo mas sobreexploradas, gado que pasta em montados impróprios para cultivo) e que outros fatores, para além do nível trófico, determinam o impacto de um alimento.