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Ecologia dos sistemas agrícolas: bases teóricas para sistemas agrícolas
sustentáveis:
Agroecossistema “Um agroecossistema é um local de
produção agrícola – uma propriedade agrícola, por exemplo – compreendido como um ecossistema.” (Gliessman 2009)
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Agroecologia
“A aplicação de conceitos e princípios ecológicos ao desenho e manejo de sistemas de produção de alimentos – a essência da agroecologia – pode ajudar-nos a produzir de forma mais sustentável” (Gliessman 2009).
Bases teóricas para sistemas agrícolas sustentáveis
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Bases teóricas para sistemas agrícolas sustentáveis
Produzir de forma mais sustentável
Gliessman 2009 → “ ...uma versão do conceito de produção sustentável – a condição de ser capaz de perpetuamente colher biomassa de um sistema, porque sua capacidade de se renovar ou ser renovado não é comprometida. ...
...reduzir a vulnerabilidade e a dependência do sistema no que se refere à interferência humana.”
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Ecologia dos sistemas ecológicos – naturais ou agrícolas
Ecossistema― estrutura e funcionamento ―
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Níveis de organização
Organismo
População
Comunidade
Ecossistema
Gliessman 2009
Ecologia dos sistemas ecológicos
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Níveis de organização
Propriedades emergentes
O todo é maior que a soma das partes!
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Propriedades estruturais das comunidades:
Diversidade de espécies
Abundância relativa e dominância
Estrutura da vegetação
Estrutura trófica
Estabilidade.
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Propriedades estruturais das comunidades:
Diversidade
Diversidade de espécies
Abundância relativa e dominância
Diversidade ecológica Diversidade genética,
Heterogeneidade de habitat, etc.
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Diversidade ecológica
Gliessman 2009
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Diversidade ecológica
Heterogeneidade do ambiente:
Heterogeneidade espacial e temporal
Heterogeneidade espacial → horizontal e vertical micro-habitats
tirar vantagem da heterogeneidade espacial das condições, pelo ajuste dos tipos de cultivo e arranjos
Ex.: agroecossistema agroflorestal ou um horto doméstico dominado
por árvores (X tentar forçar a homogeneidade ou ignorar a heterogeneidade).
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Propriedades estruturais das comunidades:
Estrutura de vegetação → componente vertical e componente horizontal
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Propriedades estruturais das comunidades:
Estabilidade
...habilidade de resistir à mudança e de ser resiliente em resposta a perturbações
Feiden 2005 → “...no conjunto, os ecossistemas são extremamente estáveis em sua estrutura e funcionamento.
Essa estabilidade se deve à diversidade de espécies, à complexidade dos ecossistemas e à redundância em suas funções.
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Propriedades estruturais das comunidades:
Estrutura trófica:
→
Produtores
Consumidores
Decompositores
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Estrutura trófica → Níveis tróficos
Gliessman 2009.
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Estrutura Trófica → Níveis tróficos
Gliessman 2009
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Ecossistemas
- estrutura e funcionamento -
Estrutura → componentes bióticos e abióticos
+
Interações
Funcionamento
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Sistemas ecológicos – Funcionamento:
Fluxo de energiaCiclagem de nutrientesRegulação de populaçõesMudança no ecossistema
(processos = dinâmica dos ecossistemas)
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Fluxo de energia ― ecossistema natural:
Gliessman 2009
Sistemas ecológicos – Funcionamento:
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Fluxo de energia ― sistema agrícola:
Gliessman 2009
Sistemas ecológicos – Funcionamento:
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Fluxo de energia
Produtividade Primária Bruta – Respiração = Produtividade Primária Líquida
Produção Secundária Cadeia alimentar
Gliessman 2009
Sistemas ecológicos – Funcionamento:
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Ciclagem de nutrientes – Carbono:
Gliessman 2009
Sistemas ecológicos – Funcionamento:
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Ciclagem de nutrientes – Nitrogênio:
Fixação Biológica de Nitrogênio – FBN
Importância das Leguminosas!
Gliessman 2009
Sistemas ecológicos – Funcionamento:
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Sistemas ecológicos – Funcionamento:
Interações entre espécies
Algumas formas de interação:
Mutualismo
Predação
Parasitismo
Competição
Regulação de Populações
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Sistemas ecológicos – Funcionamento:
Micorrizas
Nódulos de Rhizobium em raízes de acácia (Fonte: Siqueira & Franco, 1988).
FBN – Fixação Biológica de Nitrogênio
Relações mutualísticas
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Sistemas ecológicos – Funcionamento:
Mudança no ecossistema
Distúrbios e perturbações
→ Sucessão ecológica
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Sistemas agrícolas convencionais- estrutura e funcionamento -
Menor diversidade (simplificação! homogeneidade!) Fluxo de energia mais aberto Ciclagem de nutrientes mais aberta Redução nas interações tróficas Diminuição na capacidade de auto-regulação insumos Estabilidade → Reduzida resiliência etc.
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Estrutura e funcionamento― ecossistemas naturais e sistemas agrícolas ―
Gliessman 2009
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Agroecossistema— sistemas agrícolas sustentáveis —
Biodiversidade !
Diversidade ecológica diversidade genética
diversidade de habitat
diversidade funcional
Interações
auto-regulação e sustentabilidade
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Agroecossistema— sistemas agrícolas sustentáveis —
Franco & Campello 2005
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Sistemas agrícolas sustentáveis — Diversidade —
Diversidade a nível do produtor primário:Sistemas de policultivos menor risco para o
produtor →
cultivo consorciado → agroflorestas – hortos domésticos
rotações cercas vivas e vegetação tampão cultura de cobertura → gramíneas e leguminosas pousios sucessão secundária – mosaico de áreas
em diferentes estágios da sucessão.
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Sistemas agrícolas sustentáveis — Diversidade —
Diversidade de
plantas não cultivadas e animais silvestres, incluindo predadores e parasitas de pragas, ervas adventícias alelopáticas e organismos benéficos do solo.
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Agroecossistema— sistemas agrícolas sustentáveis —
Fluxo de energia → menor dependência de recursos não renováveis e de insumos externos
→ Utilizar recursos renováveis e disponíveis no local
→ Introduzir espécies que criem diversidade funcional no sistema
→ Resgatar e conservar a diversidade genética local
→ Desenhar sistemas que sejam adaptados às condições locais e aproveitem, ao máximo, os microambientes
→ Plantio de variedades que são bem adaptadas às condições particulares de localidades específicas
— variedades crioulas
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Agroecossistema— sistemas agrícolas sustentáveis —
Fluxo de energia → menor dependência de recursos não renováveis e de insumos externos
Cultivo mínimo (PD)
Adubação verde
Retorno da matéria orgânica incorporação de resíduos de culturas
incorporação de resíduos animais
culturas de cobertura
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Agroecossistema— sistemas agrícolas sustentáveis —
Ciclos de nutrientes mais fechados →
→ Utilizar recursos renováveis e disponíveis no local
→ Manter a diversidade, a continuidade espacial e temporal da produção
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Agroecossistema— sistemas agrícolas sustentáveis —
Uso de mecanismos reguladores próprios →
→ Introduzir espécies que criem diversidade funcional no sistema
→ Resgatar e conservar a diversidade genética local.
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Agroecossistema— sistemas agrícolas sustentáveis —
Resiliência, estabilidade, produtividade e equilíbrio →
→ Otimizar e elevar os rendimentos, sem ultrapassar a capacidade produtiva do ecossistema original.
→ Resgatar e conservar os conhecimentos e a cultura locais.
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Agroecossistema— sistemas agrícolas sustentáveis —
Mudança no ecossistema
Distúrbios e perturbações
→ Sucessão ecológica
Manejo apropriado da perturbação e da
recuperação.
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— Sistemas agrícolas sustentáveis —
Manejar X Controlar
práticas que visam reforçar a estrutura e o funcionamento do ecossistema agrícola e as qualidades emergentes.