Índice Living Planet marinho

Os oceanos e os mares cobrem cerca de 70% da superfície terrestre. Eles desempenham um papel crítico na regulação do clima na Terra e nos proporcionam uma riqueza de benefícios como alimento, subsistência e usos culturais. Manter a saúde do ambiente marinho, incluindo a sua biodiversidade, é vital para a sobrevivência da humanidade.

O índice Living Planet para os ambientes marinhos mostra um declínio global de 36% entre 1970 e 2012 com uma média de 1% por ano. Este índice é baseado em informação relativa a 6.170 populações monitorizadas de 1.353 espécies marinhas (aves, mamíferos, répteis e peixes). A maior parte do declínio aconteceu em 1970 e a última parte da década de 80. Isto reflecte a tendência da actividade pesqueira a nível global, que estabilizou a partir de 1988, quando o conceito de rendimento máximo sustentável foi introduzido para controlar a extensão da exploração dos recursos pesqueiros.

Índice Living Planet marinho entre 1970 e 2012
(Fonte: Relatório Living Planet 2016)

Apesar de o índice marinho global estar estável desde 1988 e de algumas pescarias estarem a mostrar sinais de recuperação devido a medidas fortes de gestão, a maioria dos recursos pesqueiros que contribuem mais para a captura global de peixe estão agora totalmente exploradas ou sobre-exploradas.

A informação disponível mostra que a ameaça mais comum para as espécies marinhas é a sobre-exploração, seguida da degradação e perda de habitats marinhos. Estudos recentes apontam para que 31% dos recursos pesqueiros estejam sobre-explorados. Sem uma gestão efectiva, os níveis insustentáveis de captura irão levar à extinção a nível comercial.

Para as aves, mamíferos e répteis marinhos, a sobre-exploração refere-se na sua maioria a mortes acidentais, pesca acessória e exploração comercial. As alterações no habitat são a segunda ameaça mais comum associada com o declínio das populações marinhas.

Diferenças taxonómicas na frequência das ameaças para as populações presentes no Índice Living Planet
(Fonte: Relatório Living Planet 2016)

Fonte:
Relatório Living Planet 2016
(https://www.worldwildlife.org/pages/living-planet-report-2016)

Índice Living Planet - Habitats de água doce

A água doce apenas perfaz 0,01% de toda a água existente na superfície terrestre mas proporciona habitat a quase 10% das espécies que são hoje conhecidas. Dado que os humanos e quase todos os seres vivos necessitam de água, estes habitats têm um valor económico, cultural, estético, de recreação e educacional elevados.

Os habitats de água doce são difíceis de conservar dado que são fortemente afectados pela modificação das bacias de água bem como pelos impactos directos de barragens, poluição, invasão de espécies aquáticas e extracções de água de forma insustentável. Adicionalmente, eles cruzam fronteiras administrativas e políticas, o que requer um esforço extra para encontrar formas colaborativas de protecção.

Vários estudos têm mostrado que as espécies que vivem em habitats de água doce estão a sofrer mais do que as espécies terrestres. O índice Living Planet para estes habitats substancia essa conclusão, mostrando que em média a abundância de populações monitorizadas em sistemas de água doce decresceu no geral em cerca de 81% entre 1970 e 2012, com uma média anual de 3,9% de decréscimo. Estes números são baseados em dados de 3.324 populações monitorizadas de 881 espécies de água doce.

Índice Living Planet para habitats de água doce entre 1970 e 2012
(Fonte: Relatório Living Planet 2016)

O índice contém informação relativa às ameaças para 449 populações, cerca de 31% das populações monitorizadas. Com base nessa informação, a ameaça mais comum para o declínio das populações é a degradação e perda de habitat. A perda de habitat pode ocorrer de forma directa quando os humanos procedem à escavação de areia dos rios ou quando interrompem o fluxo dos rios. No entanto a degradação e perda de habitat pode ocorrer através de efeitos indirectos como é o caso da desflorestação que pode aumentar a quantidade de sedimento que chega aos rios, levando a uma maior erosão das suas margens com mudanças na qualidade de água e do seu fluxo. A sobre-exploração directa - através de pesca insustentável, apanha para subsistência ou para com objectivos comerciais - é a segunda ameaça mais frequente para as populações de água doce (24%), seguida das espécies invasoras e doenças (12%), poluição (12%) e alterações climáticas.

A frequência com que as diferentes ameaças são mencionadas na base de dados varia de acordo com o grupo taxonómico. No que concerne aos anfíbios, as espécies invasoras e as doenças representam a segunda ameaça mais frequente depois da perda de habitat. Já as populações de aves, mamíferos, peixes e répteis, a perda de habitat é a ameaça mais frequente, seguida da sobre-exploração.

Frequência do tipo de ameaças para os diferentes grupos taxonómicos para as populações de água doce
(Fonte: Relatório Living Planet 2016)

Zonas húmidas

As zonas húmidas são encontradas em todo o Mundo desde os trópicos até às planícies geladas da Sibéria. Tanto as zonas húmidas interiores como as costeiras estão agora em declínio. Um estudo global recente mostra que cerca de 87% das zonas húmidas têm vindo a desaparecer durante os últimos 300 anos. A perda destes habitats deve-se maioritariamente à conversão para uso agrícola.

A redução da área das zonas húmidas afecta directamente as espécies delas dependentes uma vez que vão ter uma disponibilidade reduzida de habitat e vão enfrentar maior competição por recursos e alimento. Dentro do índice Living Planet, as espécies dependentes das zonas húmidas sofreram uma redução de 39% na abundância entre 1970 e 2012. Desde 2005, o índice tem registado um ligeiro aumento. Algumas espécies de aves mostra um aumento nos seus número a partir dessa altura.

Índice Living Planet para as zonas húmidas entre 1970 e 2012
(Fonte: Relatório Living Planet 2016)

Rios

Historicamente, os rios têm sido extensivamente alterados para desenvolvimento urbano, transporte, protecção contra cheias, fornecimento de água e geração de energia. Pelo menos 3.700 grandes barragens estão planeadas ou em construção para geração de energia hídrica ou irrigação, principalmente em países com economias emergentes. Cerca de 48% do volume dos rios a nível global já está alterado por regulação e/ou fragmentação dos fluxos.

As barragens alteram o fluxo, a temperatura e o transporte de sedimentos dos rios. Além disso, as barragens inibem a migração, afectando o regular movimento e distribuição das espécies. A análise global das populações de peixes mostra que em média, a abundância de espécies de peixes que migra dentro do habitat de água doce e entre o habitat de água doce e o marinho decresceu cerca de 41% no total entre 1970 e 2012, com um decréscimo anual de 1,2%.

Índice Living Planet para peixes migratórios
(Fonte: Relatório Living Planet 2016)

Embora a informação relativa às ameaças para muitas populações esteve indisponível, para as populações onde a informação estava acessível, quase 70% estão ameaçadas pela alteração do seu habitat. O que provavelmente explica o quadro geral de declínio.

O aumento registado depois de 2006 ocorreu em várias espécies migratórias de peixes: o que pode indicar os benefícios observados em regiões onde se registaram melhorias na qualidade da água e da introdução de zonas de passagens para os peixes para permitir a migração onde foram instaladas barreiras.

Fonte:
Relatório Living Planet 2016
(https://www.worldwildlife.org/pages/living-planet-report-2016)

Ameaças segundo o Índice Living Planet

Em 2016, a informação relativa às ameaças está presente num terço das populações (3.776 populações) que fazem parte do Índice Living Planet (ILP). Cerca de metade (1.981) onde a informação está disponível, estão em processo de declínio. A causa mais comum para esse declínio são a degradação e perda de habitat. Na base da perda de habitat estarão a prática de agricultura e abate de árvores de forma insustentável e alterações nos sistemas de água doce. As ameaças geralmente interagem entre si, o que pode exacerbar o efeito nas populações: por exemplo, a sobre-exploração e destruição do habitat pode comprometer a capacidade de uma espécie de responder às alterações do clima.

A base de dados do índice identifica 5 categorias no que concerne às ameaças:

1. Perda e degradação de habitat : refere-se à modificação do ambiente em que uma espécie vive através na remoção completa, fragmentação ou redução na qualidade das características fundamentais do habitat. As causas mais comuns são a agricultura insustentável, abate de árvores, transporte, desenvolvimento residencial e comercial, produção de energia e extracção mineira. Relativamente aos habitats de água doce, a fragmentação de rios e ribeiros e o desvio de água são as causas mais comuns.
2. Sobre-exploração de espécies: existe uma forma directa e indirecta de sobre-exploração. A sobre-exploração directa refere-se a práticas de caça legal ou ilegal e colheita insustentáveis, para subsistência ou comércio. A sobre-exploração indirecta ocorre quando espécies não alvo são mortas acidentalmente, como é o caso das capturas acessórias na pesca.
3. Poluição: a poluição pode afectar directamente uma espécie quando torna o ambiente impróprio para a sua sobrevivência. Também pode afectar a espécie indirectamente, quando afecta a disponibilidade de alimento ou o desempenho da reprodução, o que se reflecte no tamanho da população.
4. Espécies invasoras e doenças: as espécies invasoras podem competir com espécies nativas pelo acesso ao território, alimento e outros recursos, podem tornar-se predadores de uma espécie nativa e podem disseminar doenças que não estavam previamente presentes no ambiente. Os humanos também são responsáveis pelo transporte de doenças de uma área do globo para outra.
5. Alterações climáticas: à medida que as temperaturas se alteram, algumas espécies necessitem de se adaptar, modificando a sua distribuição para encontrarem um clima adequado. Os efeitos das alterações climáticas são muitas vezes indirectos. Alterações na temperatura podem confundir os sinais que despoletam acontecimentos sazonais como a migração e reprodução, levando a que aconteçam numa altura errada.

Em 2014, as ameaças que afectavam as populações do ILP foram contabilizadas da seguinte forma:

• Sobre-exploração: 37%
• Alteração/degradação de habitat: 31,4%
• Perda de habitat: 13,4%
• Alterações climáticas: 7,1%
• Espécies e genes invasores: 5,1%
• Poluição: 4%
• Doenças: 2%

Principais ameaças para as populações do Índice Living Planet
(Fonte: http://cdn.1millionwomen.com.au/media/large_image/threats_lpi_populations_1.png)

Fonte:

Living Planet Report 2016
(https://www.worldwildlife.org/pages/living-planet-report-2016)

Relatório Living Planet

A cada dois anos, a Global Footprint Network, a World Wildlife Fund (WWF) e a Zoological Society of London (ZSL) publicam o relatório Living Planet, uma das mais importantes análises científicas a nível mundial sobre a saúde do nosso planeta e o impacto da actividade humana. O relatório utiliza a Pegada Ecológica e outras medidas complementares para avaliar o estado de mudança da biodiversidade a nível global e do consumo humano. O relatório documenta a extensão da pressão humana sobre o Planeta, como a comparamos entre nações e como está a causar impactos no mundo natural.

Capa do relatório Living Planet de 2016
(Fonte: http://www.livingplanetindex.org/assets/cms/images/LPR2016_cover-274.jpg)

O relatório Living Planet de 2016, lançado a 27 de Outubro de 2016, apresentou as seguintes conclusões:

• O índice Living Planet mostra um declínio de 58% entre 1970 e 2012 com grandes perdas nos ambientes de água doce.
• Se a actual tendência continua até 2020 as populações de vertebrados pode entrar em declínio em cerca de 67% em comparação com 1970.
• O crescimento da pressão humana ameaça os recursos naturais de que a humanidade depende, aumentando o risco de insegurança alimentar e escassez de água e competição sobre recursos naturais.
• As actividades e recursos humanos cresceram de forma tão dramática, em particular desde os meados do século XX, que estão a colocar em perigo um número de sistemas ambientais chave.
• Os impactos globais e os riscos associados com os humanos são já evidentes em relação às alterações climáticas, integridade da biosfera, fluxos biogeoquímicos e mudanças no uso do solo.
• Em 2012, seria necessário o equivalente a 1.6 planetas Terra para fornecer os recursos e serviços naturais consumidos em um ano pela humanidade.
• Um pré-requisito para reduzir as pressões humanas é compreender a natureza do processo de decisão que resulta em degradação ambiental, social e ecológica.
• O pensamento sistémico pode ajudar a definir os principais factores do comportamento humano que leva a padrões de consumo insustentáveis, padrões de produção destrutivos, estruturas disfuncionais de governança e planeamento económico focado no curto prazo.
• No que concerne ao sistema alimentar, as causas de base são a armadilha da pobreza, concentração de poder, bloqueios ao comércio e investigação e tecnologia na área da agricultura.
• O século XXI coloca a humanidade com um duplo desafio: conservar a natureza em todas as suas formas e funções e proporcionar condições de igualdade para os seus habitantes num planeta finito.
• O redireccionamento para um caminho de sustentabilidade requer mudanças fundamentais imediatas em dois sistemas importantes: energia e indústria alimentar.
• O ritmo a que vamos fazer a transição para uma sociedade sustentável é um factor chave na determinação do nosso futuro.

Índice Living Planet

O índice Living Planet (ILP) é uma medida do estado de diversidade biológica a nível global baseado em tendências da população de espécies de vertebrados em todo o Mundo. A base de dados do índice armazena séries cronológicas de informação relativa a mais de 18.000 populações de mais de 3.600 espécies de mamíferos, aves, peixes, répteis e anfíbios em todo o Mundo, que é reunida por publicações periódicas, bases de dados online e relatórios governamentais. Usando o método desenvolvido pela WWF e ZSL, estas tendências de populações de espécies são agregados para produzir índices do estado de biodiversidade. O resto do trabalho foca-se em expandir a cobertura do ILP para melhor representar a biodiversidade dos vertebrados de todo o Mundo e em desagregar o índice para medir tendências em diferentes áreas temáticas. O que inclui avaliar as mudanças em diferentes grupos taxonómicos, olhar para as tendências das populações de espécies a nível nacional ou regional, identificar como diferentes ameaças afectam as populações e proporcionam uma visão de como a intervenção na conservação pode promover a recuperação das espécies.

O ILP global mostra que um conjunto de 14.152 populações de 3.706 espécies registou um declínio de 58% entre 1970 e 2012.

Evolução do índice Living Planet entre 1970 e 2012
(Fonte: http://www.livingplanetindex.org/projects?main_page_project=AboutTheIndex&home_flag=1)

Fontes:

http://www.footprintnetwork.org/pt/index.php/GFN/page/living_planet_report2/

http://www.livingplanetindex.org/projects?main_page_project=AboutTheIndex&home_flag=1

Índice da Lista Vermelha da UICN

Através do seguimento do número das espécies ameaçadas, o índice da Lista Vermelha (ILV) da UICN quantifica o risco geral de extinção e como este se altera ao longo do tempo. O ILV é baseado nas avaliações da Lista Vermelha da UICN que classifica as espécies em uma das sete categorias (Extinto, Extinto na natureza, Em perigo crítico, Em perigo, Vulnerável, Quase ameaçada ou Pouco preocupante). Esta classificação assenta num conjunto vasto de critérios como a distribuição, o tamanho da população e as ameaças a que a espécie está sujeita. À medida que as espécies são reavaliadas ao longo do tempo, o número de espécies que estão ameaçadas de extinção e a severidade dessa ameaça podem mudar.

O declínio do índice indica que as espécies estão mais ameaçadas de extinção ou que algumas espécies estão a ser mais ameaçadas com essa hipótese. O índice é calculado no momento para cinco grupos - aves, mamíferos, anfíbios, corais e plantas da divisão Cycadophyta.

Índice da Lista Vermelha para os cinco grupos - aves, mamíferos, anfíbios, corais e cicadófitas
(Fonte: Living Planet Report 2016)

A posição de cada linha mostra como o nível de risco de extinção varia entre os grupos de espécies. Neste gráfico, as cicadófitas têm o valor do índice mais baixo quando comparado com o grupo das aves, mamíferos, corais e anfíbios. O declive de cada recta corresponde à rapidez da evolução do índice: um maior declive significa uma maior alteração por unidade do tempo. Os corais exibem uma maior alteração do que os outros grupos, entre 1996 e 2008 - o seu estado de sobrevivência desceu consideravelmente. Analisando como os padrões de risco de extinção variam ajudam-nos a entender o potencial para futuras extinções e se estamos a assistir a níveis de extinção não usuais.

Percentagem de espécies ameaçadas em cada grupo
(Fonte: The Starting Point for Conservation Action. The IUCN Red List of Threatened Species)

O ILV foi adoptado pelas Nações Unidas como uns dos indicadores para o objectivo 7 do Desenvolvimento do Milénio no que refere à sustentabilidade ambiental, e também é uma ferramenta útil para avaliar o progresso em direcção à execução do objectivo 12 que faz parte dos objectivos Aichi para a biodiversidade.

Fontes:

• Living Planet Report 2016: http://awsassets.panda.org/downloads/lpr_living_planet_report_2016.pdf
• The Starting Point for Conservation Action. The IUCN Red List of Threatened Species: http://cmsdocs.s3.amazonaws.com/IUCN_Red_List_Brochure_2014_LOW.PDF

União Internacional para a Conservação da Natureza

A União

Criada em 1948, a União Internacional para a Conservação da Natureza (UICN) é a maior e mais diversa rede com ligação à área do ambiente, que reúne conhecimento e recursos de mais de 1300 organizações-membro e mais de 13000 especialistas.

É a principal fornecedor de informação, avaliações e análises no que diz respeito à conservação. A UICN proporciona um espaço neutral em que os diversos stakeholders (governos, NGOs, cientistas, empresas, comunidades locais, organizações de populações indígenas e outros) podem trabalhar junto para desenvolver e implementar soluções para enfrentar desafios ambientais e atingir o desenvolvimento sustentável.

Em conjunto com muitos parceiros e apoiantes, a UICN implementa um grande e diverso portfolio de projectos de conservação por todo o Mundo. Combinando os últimos conhecimentos científicos e o conhecimento tradicional das comunidades locais, estes projecto têm em vista reverter a perda de biodiversidade, restaurar ecossistemas e melhorar a qualidade de vida das pessoas.

Logótipo da IUCN
Fonte: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/fa/IUCN_logo.svg/1074px-IUCN_logo.svg.png

Áreas Protegidas

Através da sua Comissão Mundial para as Áreas Protegidas, a UICN propôs uma definição para Áreas Protegidas e que hoje é internacional aceite. Assim uma área protegida é considerada "uma superfície de terra e/ou mar especialmente consagrada à protecção e manutenção da diversidade biológica, assim como dos recursos naturais e património cultural associados, e gerida através de meios legais, ou outros eficazes".

Foi igualmente desenvolvido um Sistema de Categorias de Gestão de Áreas Protegidas com o objectivo de estabelecer um regime de definição, registo e classificação de áreas protegidas, capaz acomodar, de forma transparente e lógica, a ampla variedade de objectivos específicos, formas organizativas e tipologias de gestão que caracterizam os regimes de conservação da natureza a nível global.

Neste sistema, as áreas protegidas são agrupadas em seis categorias distintas (designadas de I a VI) de acordo com as suas características e com os objectivos de gestão determinados para cada uma delas. A categoria I, referente às reservas naturais, é subdividida em duas sub-categorias. Assim temos:

Ia - Reserva natural estrita
Ib - Área de vida selvagem
II - Parque nacional
III - Monumento natural
IV - Área de gestão de espécies e habitat
V - Paisagens protegidas terrestres e marinhas
VI - Área protegida de utilização sustentável dos recursos naturais

Lista Vermelha

Logótipo da Lista Vermelha da UICN
Fonte: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/thumb/e/ec/IUCN_Red_List.svg/1101px-IUCN_Red_List.svg.png

A Lista Vermelha da UICN foi criada em 1964 e constitui o inventário mais completo e detalhado dos estado de conservação a nível global de vários grupos de seres vivos. Esta lista obedece a critérios precisos para avaliar o risco de extinção de milhares de espécies e subespécies.

Os objectivos da Lista Vermelha são: 1) fornecer informação científica sobre o estado das espécies e subespécies a nível global, 2) chamar a atenção para a magnitude e importância da ameaça à biodiversidade, 3) influenciar as políticas e os processos de tomada de decisão a nível nacional e internacional e 4) fornece informação para orientar acções de conservação da diversidade biológica.

A UICN pretende que a categoria de cada espécie seja avaliada a cada cinco anos se possível, ou pelo menos a cada dez anos.

As espécies são classificadas em nove grupos de acordo com critérios como a taxa de declínio, tamanho e estrutura da população e a área da distribuição geográfica.

Extinct (EX): Extinto
Extinct in the wild (EW): Extinto na natureza
Critically endangered (CR): Em perigo crítico
Endangered (EN): Em perigo
Vulnerable (VU): Vulnerável
Near threatened (NT): Quase ameaçada
Least concern (LC): Pouco preocupante
Data deficient (DD): Dados insuficientes
Not evaluated (NE): Não avaliada

Qualquer espécie que se encontre classificada como CR, EN ou VU, diz-se que se encontra ameaçada (Threatened).

Classificação da Lista Vermelha da UICN
(Fonte: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/18/Status_iucn3.1.svg/2000px-Status_iucn3.1.svg.png)

Fontes:

• https://www.iucn.org/theme/protected-areas/about
• https://en.wikipedia.org/wiki/Protected_area
• https://pt.wikipedia.org/wiki/Sistema_IUCN_de_Categorias_de_Gestão_de_Áreas_Protegidas
• https://en.wikipedia.org/wiki/IUCN_Red_List
• https://pt.wikipedia.org/wiki/Lista_Vermelha_da_União_Internacional_para_a_Conservação_da_Natureza_e_dos_Recursos_Naturais

Impacto humano nos ecossistemas

Em qualquer dos ecossistemas, a biodiversidade encontra-se sob uma grande ameaça. Esta tem vindo a ser reduzida, degradada, e extremamente ameaçada em todo o globo. Por muitas razões, é extraordinariamente difícil combater e controlar este problema. Um bom ponto de partida para perceber o impacto provocado pelo Homem na biodiversidade é o mapa da pegada humana desenvolvido pelo Instituto da Terra.

Mapa do Índice da Pegada Humana em 2008
(Fonte: http://sedac.ciesin.columbia.edu/downloads/maps/wildareas-v2/wildareas-v2-human-footprint-geographic/hfp-world.jpg)

Este mapa foi desenvolvido a partir de um número de indicadores como a densidade populacional, alterações do uso do solo, cobertura de infraestruturas, linhas ferroviárias, estradas e outras alterações humanas, que foram posteriormente agregados e pesados.

O mapa mostra que a actividade humana está difundida. O impacto humano é significante em todas as partes do Mundo, com excepção dos ambientes mais extremos como as regiões desérticas, algumas florestas tropicais e as regiões polares.

O ecólogo Peter Vitousek e os seus colegas produziram um estudo semelhante em 1997 em que avaliaram o grau de dominação ou alteração dos ecossistemas por parte dos humanos. A sua estrutura conceptual é mostrada no gráfico abaixo, onde se destaca os seguintes elementos: população humana, actividades humanas, transformação da Terra, biogeoquímica global, adições e perdas bióticas, alterações climáticas e perda da biodiversidade.

Modelo conceptual dos efeitos directos e indirectos na sistema Terra (Fonte: http://webspace.pugetsound.edu/facultypages/kburnett/readings/vitousek.pdf)

Vitousek e seus colegas esquematizaram as diferentes formas dos humanos provocarem impacto no planeta e tentaram avaliar o impacto humano nos ecossistemas usando métricas fascinantes. A sua conclusão relevou a extensão dos impactos humanos em todas as dimensões do ecossistemas da Terra.

Domínio humano ou alteração de diversos ecossistemas da Terra
(Fonte: http://webspace.pugetsound.edu/facultypages/kburnett/readings/vitousek.pdf)

Como mostra a figura acima, os humanos têm-se apropriado de quantidade enormes de terra para seu uso. A humanidade tem alterado de forma fundamental o ciclo do carbono, sendo que o nível de dióxido de carbono já atingiu as 400 partes por milhão (ppm). A humanidade têm-se apropriado de imensas quantidades de água, em especial, para a produção de alimentos. A humanidade alterou significativamente o ciclo do azoto, ao transformar o azoto atmosférico em azoto reactivo (como nitratos, nitritos e amónia) que podem ser usados pelas plantas. A humanidade vêm introduzindo muitas espécies invasoras nos ecossistemas, de forma intencional ou acidental, mas em qualquer dos casos isso tem provocado grandes danos nos ecossistemas e nas suas cadeias alimentares. A humanidade tem conduzido muitas espécies para a extinção. E, por último, a humanidade tem esgotado a abundância de peixe em todas as partes do Mundo através da pesca excessiva e de outras alterações causadas pelos humanos nos ecossistemas marinhos, como a poluição, alteração da química dos oceanos e destruição física de estruturas como os recifes de corais e os fundos marinhos.

Fonte:
The Age of Sustainable Development (Jeffrey D. Sachs)

Serviços dos ecossistemas

Os serviços dos ecossistemas são os benefícios que as pessoas obtêm dos ecossistemas. Esta definição derivou de outras duas definições:

• Os serviços dos ecossistemas são as condições e os processos pelos quais os ecossistemas naturais e as espécies que deles fazem parte, sustentam a vida humana e satisfazem as suas necessidades.
• Os bens e serviços dos ecossistemas representam os benefícios que resultam para as populações humanas, directa ou indirectamente, das funções dos ecossistemas.

Serviços dos ecossistemas
(Fonte: http://roa.midatlanticocean.org/wp-content/uploads/2015/12/ecosystem_services.png)

Assim, os serviços dos ecossistemas podem ser divididos em quatro categorias:

1. Serviços de fornecimento

São os produtos que são obtidos dos ecossistemas.

• Alimentos e fibras: onde estão incluídos uma grande variedade de produtos alimentares derivados de plantas, animais e micróbios e também materiais como madeira, juta, canhâmo, seda, entre outros.
• Combustível: madeira, estrume e outros materiais biológicos que servem como fontes de energia.
• Recursos genéticos: genes e a informação genética usada para a produção de animais e plantas e biotecnologia.
• Bioquímicos, medicamentos naturais e farmacêuticos: muitos medicamentos, pesticidas e aditivos alimentares derivam dos ecossistemas.
• Recursos ornamentais: produtos animais, como peles e carapaças, e flores são usadas como ornamentos.
• Água potável

2. Serviços de regulação

São os benefícios obtidos dos processos de regulação dos ecossistemas.

• Manutenção da qualidade do ar: os ecossistemas contribuem para a remoção de químicos da atmosfera, influenciando muitos aspectos da qualidade do ar.
• Regulação do clima: os ecossistemas influenciam o clima a nível local e global. A uma escala local, as alterações na cobertura do solo podem afectar a temperatura e precipitação. A uma escala global, os ecossistemas desempenham um papel importante ao sequestrar ou emitir os gases com efeito de estufa.
• Regulação da água: o momento e a magnitude das escorrências, cheias e recargas de aquíferos podem ser bastante influenciadas por alterações no uso do solo, em particular, as alterações que mudam o potencial de armazenamento de água do sistema.
• Controlo da erosão: o coberto vegetal desempenha um papel importante na retenção do solo e na prevenção de derrocadas.
• Purificação da água e tratamento de resíduos: os ecossistemas podem ser uma fonte de impurezas para a água doce mas também podem ajudar a filtrar e decompor os resíduos orgânicos.
• Controlo de doenças humanas: alterações nos ecossistemas podem directamente modificar a abundância de patogénicos humanos e alterar a abundância de vectores de doenças.
• Controlo biológico: alterações nos ecossistemas afectam a prevalência de pestes e doenças em culturas e gado.
• Polinização: Alterações nos ecossistemas afectam a distribuição, abundância e eficácia dos polinizadores.
• Protecção contra tempestades: a presença de ecossistemas costeiros como mangais e recifes de coral pode reduzir drasticamente os estragos causados por ondas ou furacões.

3. Serviços culturais

Estes são os benefícios não materiais que as pessoas obtêm dos ecossistemas através do enriquecimento espiritual, desenvolvimento cognitivo, reflexão, recriação e experiências estéticas.

• Diversidade cultural: a diversidade de ecossistemas é um factor que influencia a diversidade de culturas.
• Valores espirituais e religiosos: muitas religiões dão valores espirituais e religiosos aos ecossistemas ou às suas componentes.
• Sistemas de conhecimento (tradicional e formal): os ecossistemas influenciam os tipos de conhecimento desenvolvidos por diferentes culturas.
• Valores educacionais: os ecossistemas e as suas componentes e processos fornecem a base para a educação formal e informal em muitas sociedades.
• Inspiração: os ecossistemas proporcionam uma fonte rica de inspiração para arte, folclore, símbolos nacionais, arquitectura e publicidade.
• Valores estéticos: muitas pessoas encontram valores estéticos ou de beleza em vários aspectos dos ecossistemas.
• Relações sociais: os ecossistemas influenciam os tipos de relações sociais que são estabelecidos em culturas específicas.
• Sentido de pertença: muitas pessoas valorizam este sentido que está associado com características reconhecidas do seu ambiente.
• Valores de herança cultural: muitas sociedades atribuem grande valor à preservação de paisagens importantes ou espécies culturalmente significantes.
• Recreação e eco-turismo: as pessoas muitas vezes escolhem onde passar o seu tempo de lazer baseado em parte nas características das paisagens naturais e cultivadas de uma área específica.

4. Serviços de suporte

Estes serviços servem de base à produção de todos os outros serviços de ecossistemas. São exemplos destes serviços, a formação e retenção do solo, os ciclos dos nutrientes, produção primária, o ciclo da água e fornecimento de habitat.

Fontes:

• http://www.millenniumassessment.org/documents/document.300.aspx.pdf
• http://www.teebweb.org/resources/ecosystem-services/

Avaliação dos Ecossistemas do Milénio

A Avaliação dos Ecossistemas do Milénio (AEM) foi encomendada pelo Secretário das Nações Unidas Kofi Annan em 2000. Iniciada em 2001, o objectivo da AEM era o de avaliar as consequências das alterações nos ecossistemas para o bem-estar humano e a base científica para a acção necessária para melhorar a conservação e o uso sustentável desses sistemas e a sua contribuição para o bem-estar humano. A AEM envolveu no seu trabalho mais de 1360 especialistas por todo o Mundo.

As principais conclusões da AEM foram as seguintes:

• Durante os últimos 50 anos, os humanos têm alterado os ecossistemas mais rapidamente e extensivamente do que noutro período da história humana, de modo a satisfazer as suas necessidades crescentes em termos de alimento, água potável, madeira, fibras e combustíveis. Isto tem resultado na perda substancial e muitas vezes irreversível de diversidade de vida na Terra.
• As alterações nos ecossistemas têm contribuído para ganhos substanciais para o desenvolvimento económico e o bem-estar humano, mas estes ganhos têm sido atingidos com custos crescentes na forma de degradação de muitos serviços dos ecossistemas, riscos acrescidos de mudanças irreversíveis e a exacerbação de pobreza nalguns grupos de pessoas. Estes problemas, a menos que sejam enfrentados, irão diminuir substancialmente os benefícios que as futuras gerações poderão obter no futuro.
• A degradação dos serviços dos ecossistemas pode aumentar significativamente durante a primeira metade deste século e é uma barreira para atingir os Objectivos de Desenvolvimento do Milénio.
• O desafio de reverter a degradação dos ecossistemas ao mesmo tempo que satisfazem a procura por serviços pode ser atingido em parte segundo alguns cenários considerados pela AEM, mas irá envolver mudanças significativas nas políticas, instituições e práticas que não estão a ser praticadas no momento. Muitas opções existem para conservar ou melhorar específicos  serviços dos ecossistemas de forma a reduzir trade-offs negativos ou proporcionar sinergias positivas com outros serviços dos ecossistemas.

A AEM identificou também os três maiores problemas associados com a gestão mundial dos ecossistemas:

1. Aproximadamente 60% (15 de 24) dos serviços dos ecossistemas analisados pela AEM estão a ser degradados ou usados de forma não sustentável designadamente água potável, pesca, purificação de ar e água e a regulação do clima local e regional, desastres naturais e pestes. Os custos totais da degradação e perda destes serviços dos ecossistemas são difíceis de medir, com a evidência disponível mostra que são substanciais e que estão a crescer. Muitos serviços dos ecossistemas têm-se degradado como consequência de acções levadas a cabo para aumentar o fornecimento de outros serviços como a alimentação. Estes trade-offs normalmente transferem os custos da degradação de um grupo de pessoas para outro ou deferir os custos para as futuras gerações.
2. Existe prova estabelecida porém incompleta que as alterações a serem feitas nos ecossistemas estão a aumentar a probabilidade de alterações não lineares nos ecossistemas (incluindo alterações rápidas, abruptas e potencialmente irreversíveis) que têm consequências importantes para o bem-estar humano.
3. Os efeitos nefastos da degradação dos serviços dos ecossistemas estão a afectar desproporcionalmente as populações mais pobres, estão a contribuir para o crescimento das desigualdades e as disparidades entre os grupos de pessoas e por vezes são o principal factor a causar pobreza e conflito social.

A conclusão final da AEM é que as acções humanas estão a esgotar o capital natural da Terra, colocando de tal forma em causa a capacidade dos ecossistemas do Planeta de suster as gerações futuras, que esta pode deixar de ser considerada garantida. Ao mesmo tempo, a AEM mostra que com acções apropriadas é possível reverter a degradação de muitos serviços dos ecossistemas durante os próximos 50 anos, mas as mudanças necessárias na política e prática são substanciais e não estão a ser implementadas de momento.

Fontes:

• http://www.millenniumassessment.org/en/About.html
• http://www.millenniumassessment.org/documents/document.356.aspx.pdf

O que é a diversidade de espécies e porque é importante?

Uma característica importante de uma comunidade e do ecossistema a que pertence é a diversidade de espécies ou o número e a variedade de espécies que contém. Uma componente importante é a diversidade de espécies é a riqueza das espécies - o número de diferentes espécies presentes. Por exemplo, uma comunidade biologicamente diversa como um recife de coral tem uma grande riqueza de espécies, enquanto que uma floresta de choupos pode ter apenas 10 espécies de plantas, uma baixa riqueza de espécies.

Fonte: http://www.npgrc.tari.gov.tw/npgrc-web/page-picture/diversity/medicinal.jpg

Para uma qualquer comunidade, outra componente da diversidade de espécies é a equitatividade ou homogeneidade de espécies, ou seja, os números comparativos de indivíduos de cada espécie presentes. Quanto mais homogéneos forem os números de indivíduos de cada espécie, mais elevado será esta componente. Por exemplo, uma floresta de choupos tem um grande número de árvores dessa espécie e um número relativamente baixo de indivíduos de outras espécies, e portanto a homogeneidade de espécies será baixa. A maior parte das florestas tropicais têm uma homogeneidade de espécies elevada, porque nela existem números similares de indivíduos de cada uma das muitas espécies.

Ambas as comunidades têm a mesma riqueza de espécies mas a comunidade 1 é mais homogénea do que a comunidade 2. (Fonte: http://www.bio.miami.edu/dana/pix/species_diversity.jpg)

A diversidade de espécies das comunidades varia com a sua localização geográfica. Para a maioria das plantas e animais terrestres, a diversidade de espécies (principalmente a riqueza de espécies) é maior nos trópicos e diminui à medida que nos movemos do equador para os pólos. Os ecossistemas mais ricos em espécies são as florestas tropicais, os grandes lagos tropicais, os recifes de coral e as zonas profundas do oceano.

Para responder à questão de quais efeitos que a riqueza de espécies tem num ecossistema, os ecólogos têm conduzido estudos para responder a duas questões que estão relacionadas: Primeiro, a produtividade das plantas é superior em ecossistemas ricos em espécies? Segundo, a riqueza de espécies favorece a estabilidade ou a sustentabilidade de um ecossistema? Os resultados dos estudos sugerem que a resposta para ambas as respostas é afirmativa, contudo é necessário que haja mais investigação nesta área.

De acordo com a primeira hipótese, quanto mais diverso é o ecossistema, mais produtivo ele é, ou seja, com uma maior variedade de espécies produtoras, um ecossistema irá produzir mais biomassa de plantas, que por sua vez, irá sustentar uma maior variedade de espécies consumidoras. Uma hipótese relacionada afirma que maiores riqueza de espécies e produtividades tornam o ecossistema mais estável ou sustentável. Por outras palavras, quanto maior for a riqueza de espécies e a rede de interacções bióticas num ecossistema, maior é a sua sustentabilidade ou a sua capacidade de resistir a desastres ambientais como secas e pragas de insectos. De acordo com o biólogo Edward O. Wilson, "Existe um elemento de senso comum nesta matéria, quanto mais espécies tiveres, mais próximo estás de ter um seguro para todo o ecossistema".

Fonte:
Living in the environment - G. Tyler Miller, Scott E. Spoolman

Biodiversidade

A biodiversidade ou diversidade biológica refere-se à variedade dos organismos no Terra e às relações complexas entre os seres vivos e entre estes e o ambiente.

Fonte (http://i.huffpost.com/gen/1307865/images/o-CORAL-REEF-facebook.jpg)

O conceito aparece mencionado pela primeira vez em 1980, introduzido pelos naturalistas que se inquietavam com a destruição rápida do meio natural e das espécies e com a necessidade de levar a sociedade a tomar medidas urgentes no sentido de proteger o património natural. Mas, só em 1992 é que foi consagrado na Conferência de Rio.

Nós não sabemos quantas espécies existem na Terra. As estimativas apontam que existam entre 8 e 100 milhões de espécies, mas as melhores estimativas sugerem que existam entre 10 a 14 milhões de espécies. Até agora, os biólogos identificaram cerca de 1.9 milhões de espécies. Cerca de 50% das espécies de animais e plantas vivem nas florestas tropicais e os insectos representam a maioria das espécies conhecidas.

Os cientistas criaram a Enciclopédia da Vida (http://eol.org/), um sítio online dedicado a sumarizar toda a informação básica sobre as espécies existentes, que está a ser constantemente actualizado.

A diversidade de espécies é apenas uma parte da biodiversidade. Para catalogarmos a vida na Terra, podemos de conhecer a diversidade genética que existe dentro de uma espécie, a diversidade de habitats e ecossistemas e a diversidade funcional.

A diversidade genética é a variação nos genes que existem dentro de uma espécie e entre diferentes espécies. A diversidade ecológica é a diversidade de ecossistemas, comunidades naturais e habitats. A diversidade funcional diz respeito à variedade de processos biológicos, funções ou características de um ecossistema e portanto reflecte a sua complexidade biológica. 

A diversidade na Terra é uma parte vital do capital natural que nos ajuda a manter-nos vivos e suporta as nossas economias. Com a ajuda da tecnologia, nós usamos a biodiversidade para nos fornecer alimento, madeira, fibras, energia e medicamentos. A biodiversidade também desempenha um papel fundamental na preservação da qualidade do ar e água, na manutenção da fertilidade do solo, na decomposição e reciclagem de resíduos e no controlo de populações de espécies consideradas pestes para os humanos.

Ao prestar estes serviços ecológicos, que fazem parte do capital natural da Terra, a biodiversidade ajuda a suster a vida no planeta.

Fontes:

• Living in the environment - G. Tyler Miller, Scott E. Spoolman
• http://www.cienciaviva.pt/rede/oceanos/materiais/Explorando%20o%20Mar%20na%20Escola_Biodiversidade_Maria%20Jos%C3%A9%20Costa.pdf
• https://www.nwf.org/Wildlife/Wildlife-Conservation/Biodiversity.aspx

Ciclo do fósforo

O fósforo é um elemento químico que se pode encontrar em inúmeros formas de compostos como o ião fosfato (PO43-), e está presente na água, solo e sedimentos. O fósforo é um nutriente essencial para os animais e plantas pois, desempenha um papel crítico no desenvolvimento das células e é um componente chave das moléculas que armazenam energia como o ATP, o ADN e os lípidos. O fosfato é um dos principais componentes dos ossos e dentes dos vertebrados.

Ao contrário dos ciclos da água, carbono e nitrogénio, o ciclo do fósforo não incluí a atmosfera e é um ciclo relativamente lento.

Ciclo do fósforo
(Fonte: https://ka-perseus-images.s3.amazonaws.com/499cc1cd7fdf8f530bc1a88fe6c396723bedc848.png)

À medida que a água passa pelas rochas expostas, esta leva lentamente consigo compostos inorgânicos que contêm iões de fosfato. A água corrente transposta estes iões de fosfato para o solo onde podem ser absorvidos pelas raízes de plantas e por outros produtores. Os compostos de fosfato também são transferidos através da cadeia alimentar dos produtores aos consumidores e no fim, incluem os detrítivoros e decompositores.

O fosfato pode estar afastado deste ciclo por longos períodos de tempo quando é transportados do solo para ribeiros e rios e levado para o oceano, onde pode ser depositado no sedimento marinho e permanecer por milhões de anos. Um dia, processos geológicos podem expôr esses depósitos e o fosfato pode entrar novamente no ciclo.

Dado que a maioria dos solos tem pouco fosfato, esta escassez geralmente o crescimento das plantas a não ser que o fósforo seja aplicado no solo sob a forma de fertilizante. A falta de fósforo também limita o crescimento de populações de produtores em ribeiros e lagos porque os sais de fosfato são apenas ligeiramente solúveis em água e portanto não libertam iões de fosfato que os produtores necessitam como nutrientes.

As actividades humanas estão a afectar o ciclo de fósforo através da remoção de grandes quantidades de fosfato da terra para produzir fertilizante e através da redução dos níveis de fosfato no solos tropicais causada pela destruição de florestas. A camada superficial do solo que sofre erosão de culturas fertilizadas, relvados e campos de golfe, contém grandes quantidades de iões fosfato que são transportados para ribeiros, lagos e oceanos. Aí podem estimular o crescimento de produtores como algas e outras plantas aquáticas. Por outras palavras, estamos a alterar o ciclo de fósforo ao remover iões de fosfato da superfície terrestre onde eles são escassos e necessários para as plantas, e ao colocá-los, indirectamente, em zonas onde a quantidade em excesso provoca a explosão de populações de produtores.

Explosão de algas demominada de Algal Bloom
(Fonte: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/74/River_algae_Sichuan.jpg)

Fontes:

• Living in the environment - G. Tyler Miller, Scott E. Spoolman
• http://sciencelearn.org.nz/Contexts/Soil-Farming-and-Science/Science-Ideas-and-Concepts/The-phosphorus-cycle

Ciclo do nitrogénio

O maior reservatório de nitrogénio é a atmosfera. O nitrogénio atmosférico (N2) corresponde a 78% do volume da atmosfera. Este gás é um componente crucial das proteínas, muitas vitaminas e ácidos nucleicos como o ADN. No entanto, o N2 não pode ser absorvido e usado directamente como um nutriente por plantas multi-celulares e animais.

Felizmente, dois processos naturais convertem ou fixam, o N2 em compostos que plantas e animais podem usar como nutrientes. Um são as descargas eléctricas, ou relâmpagos, que ocorrem na atmosfera. O outro acontece em sistemas aquáticos, no solo e nas raízes de algumas plantas, onde bactérias especializadas, chamadas de bactérias fixadoras de nitrogénio completam esta conversão como parte do ciclo de nitrogénio.

Ciclo do nitrogénio
(Fonte: http://blog.nutrientsforlife.org/wp-content/uploads/2014/08/Nitrogen-Cycle.jpg)

O ciclo consiste em diversos passos. Na fixação de nitrogénio, bactérias especializadas no solo como também cianobactérias em ambientes aquáticos combinam o nitrogénio atmosférico com hidrogénio para produzir amoníaco (NH3). A bactéria usa parte do amoníaco que produzem como nutriente e excretam o resto para o solo e para a água. Algum deste amoníaco é convertido em iões de amónio (NH4+) que plantas podem usar como nutriente.

O amoníaco que não é usado pelas plantas pode passar pela nitrificação em que bactérias especializadas presentes no solo convertem a maior parte do NH3 e  NH4+ em iões de nitrato (NO3-), que poderão ser absorvidos facilmente pelas raízes das plantas. As plantas podem então usar estas formas de nitrogénio para produzir diversos aminoácidos, proteínas, ácidos nucleicos e vitaminas. Os animais que consomem estas plantas, fazem uso destes compostos que contêm nitrogénio, como são os detritívoros e decompositores.

As plantas e animais devolvem os compostos orgânicos ricos em nitrogénio para o ambiente através de excreções ou partículas de tecidos como folhas, pele e cabelo, e através dos seus corpos quando morrem e são decompostos ou consumidos por detritívoros. Na amonificação, exércitos vastos de bactérias decompositoras convertem esse detritos em compostos inorgânicos simples como a amoníaco (NH3) e sais solúveis em água contendo iões de amónio (NH4+).

Na desnitrificação, bactérias especializadas em solos embebidos em água e em sedimentos no fundo de lagos, oceanos e pantânos convertem amoníaco e iões de amónio em iões de nitrato e depois em nitrogénio atmosférico e óxido nitroso. Estes gases são libertados para a atmosfera e entram novamente no ciclo.

Nós intervimos no ciclo de nitrogénio de cinco formas. Em primeiro lugar, adicionamos grandes quantidades de óxido nítrico (NO) para a atmosfera quando N2 e O2 são combinados na queima de qualquer combustível a altas temperaturas. Na atmosfera, este gás pode ser convertido em dióxido de nitrogénio (NO2) e ácido nítrico, que podem voltar à superfície terrestre sob a forma de chuva ácida.

Em segundo lugar, adicionamos óxido nitroso (N2O) para a atmosfera através da acção de bactérias anaeróbicas presentes em fertilizantes inorgânicos ou estrume animal aplicados no solo. Este gás com efeito de estufa pode provocar dano na atmosfera e no ozono estratosférico, que impede a radiação ultravioleta nociva de chegar à superfície terrestre.

Em terceiro lugar, nós libertamos grandes quantidades de nitrogénio armazenados no solo e plantas sob a forma de compostos gasosos para a atmosfera, através da destruição de florestas, prados e pântanos.

Em quarto lugar, nós alteramos o ciclo de nitrogénio em ecossistemas aquáticos ao adicionar nitratos (NO3-) a massas de água através da escorrência de fertilizantes e estrume animal usados na agricultura e da descarga de sistemas de esgotos municipais. Isto pode causar um crescimento anormal de algas.

E por último, nós removemos nitrogénio das camadas superiores do solo quando fazemos a colheita de culturas ricas em nitrogénio, quando irrigamos as culturas (retirando nitratos do solo) e quando queimamos e destruímos prados e florestas antes de plantarmos culturas.

De acordo com o relatório "Millenium Ecosystem Assessement" de 2005, as actividades humanas mais do que dobraram a quantidade de nitrogénio libertada do solo para o resto da atmosfera - a maioria causada pelo uso crescente de fertilizantes para a agricultura - e projecta-se que esse valor pode duplicar outra vez até 2050.

Quantidade de nitrogénio libertado
(Fonte: http://oi60.tinypic.com/2w4fw61.jpg)

O excesso de nitrogénio é um problema ambiental sério e crescente a nível local, regional e global que tem despertado pouca atenção.

Fonte:

Living in the environment - G. Tyler Miller, Scott E. Spoolman

Ciclo do carbono

O carbono é um elemento essencial na vida da Terra. Ele está presente nos hidratos de carbono, gorduras, proteínas, ADN e outros compostos orgânicos. Nós precisamos de carbono em diversas áreas das nossas vidas mas essa necessidade está intimamente ligada com uns dos problemas mais sérios que enfrentam hoje: as alterações climáticas.

O carbono é o quarto elemento mais abundante no Universo. A maior parte dele está armazenado na litosfera (65.000 mil milhões de toneladas) na litosfera e o restante encontra-se nos oceanos, atmosfera, plantas, solo e combustíveis fósseis.

Os fluxos de carbono entre cada reservatório chama-se ciclo de carbono, que apresenta componentes lentas e rápidas. Uma alteração no ciclo que retira o carbono de um reservatório, coloca mais carbono nos outros reservatórios.

No longo prazo, o ciclo de carbono aparenta manter um equilíbrio que evita que todo o carbono se concentre na atmosfera ou na litosfera. Este equilíbrio ajuda a manter a temperatura relativamente estável, como um termóstato.

Ciclo de carbono
(Fonte: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d5/Carbon_cycle.jpg)

Ciclo de carbono lento

Através de uma série de reacções químicas e actividade tectónica, o carbono demora entre 100 e 200 milhões de anos a deslocar-se entre rochas, solos, oceanos e atmosfera no ciclo de carbono lento. Em média, entre 10 a 100 milhões de toneladas de carbono se movimentam neste ciclo.

O movimento de carbono da atmosfera para a litosfera (rochas) começa com a chuva. O carbono atmosférico combina-se com a água e forma um ácido fraco - ácido carbónico - que chega à superfície terrestre na chuva. O ácido dissolve as rochas e liberta os iões de cálcio, magnésio, potássio e sódio, que depois são levados pelos rios até aos oceanos. No oceano, os iões de cálcio combinam-se com iões de bicarbonato e formam o carbonato de cálcio, que faz parte de organismos como corais e plankton. Quando esses organismos morrem, eles depositam no fundo do mar. Com o decorrer do tempo, camadas de conchas e sedimento formam rocha, armazenando o carbono dessa forma.

O ciclo lento faz com que o carbono retorne à atmosfera através de vulcões. Presentemente, os vulcões emitem entre 130 e 380 milhões de toneladas de dióxido de carbono por ano, comparados com os 30 mil milhões de toneladas emitidas pelo homem através da queima de combustíveis fósseis.

O ciclo lento também tem uma componente ligeiramente rápida: o oceano. Na sua superfície, onde o ar encontra a água, o dióxido de carbono dissolve-se e ao reagir com as moléculas de água, liberta hidrogénio, tornando o oceano mais ácido. O hidrogénio reage com o carbonato, resultante da meteorização, para produzir iões de bicarbonato.

Fonte: http://media3.s-nbcnews.com/j/MSNBC/Components/Photo/_new/091006-tech-volcano-hmed.grid-6x2.jpg

Ciclo de carbono rápido

Este ciclo é na sua maioria o movimento de carbono através das formas de vida na Terra (biosfera). Entre 1000 e 100.000 milhões de toneladas de carbono movimentam-se no ciclo de carbono rápido todos os anos.

As plantas e o fitoplankton são os principais componentes deste ciclo. Estes retiram dióxido de carbono da atmosfera ao absorvê-lo nas suas células. Usando a energia dos Sol, as plantas e o plankton combinam o dióxido de carbono e água para formar açúcar e oxigénio.

O ciclo de carbono rápido está intimamente ligado com a vida das plantas que a época de crescimento pode ser vista na forma como a concentração de dióxido de carbono varia na atmosfera. No inverno no hemisfério norte, poucas plantas crescem e muitas estão em decomposição, as concentrações de dióxido de carbono sobem. Durante o verão, quanto as plantas começam a crescer, as concentrações descem.

Alterações mensais de dióxido de carbono e Produtividade primária líquida em Agosto e Dezembro
(Fonte: http://earthobservatory.nasa.gov/Features/CarbonCycle/)

Alterações do ciclo do carbono

Sem perturbação, os ciclos rápido e lento mantêm uma concentração relativamente estável de dióxido de carbono na atmosfera, solo, plantas e oceanos. Mas quando algo altera a quantidade de carbono num reservatório, terá efeitos nos outros reservatórios.

Hoje as alterações no ciclo de carbono estão a acontecer devido à actividade humana. Nós perturbamos o ciclo ao queimar combustíveis fósseis e ao fazermos alterações no solo. Quando destruímos florestas, libertamos o dióxido de carbono armazenado na biomassa das plantas e reduzimos a capacidade das florestas em absorver o gás. Ao convertermos as florestas em terrenos agrícolas e pastagens, também reduzimos a capacidade de armazenamento de dióxido de carbono. Os humanos emitem cerca de mil milhões de toneladas de carbono para a atmosfera por ano através de alterações no uso de solo.

Sem a interferência humana, o carbono presente nos combustíveis fósseis seria libertado para a atmosfera lentamente através da actividade vulcânica ao longo de milhões de anos. Nós aceleramos o processo, ao libertarmos quantidades enormes de carbono através da queima de carvão, petróleo e gás natural.

Emissões globais de dióxido de carbono
(Fonte: http://www.skepticalscience.com/images/co2_emissions.gif)

Desde o início da revolução industrial, as concentrações de dióxido de carbono na atmosfera aumentou de 280 partes por milhão (ppm) para mais de 400 ppm, a mais alta em 2 milhões de anos.

Fonte:
http://earthobservatory.nasa.gov/Features/CarbonCycle/

Ciclo da água

A água é uma  substância crucial para a vida na Terra. O ciclo da água ou o ciclo hidrológico recolhe, purifica e distribui a quantidade fixa de água do Planeta.

Ciclo da água
(Fonte: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/19/Watercyclesummary.jpg)

O ciclo da água é alimentado pela energia do Sol e envolve três grandes processos: evaporação, precipitação e transpiração. A radiação solar provoca a evaporação da água contida nos oceanos, lagos, rios e solo. A evaporação transforma a água em estado líquido para vapor de água e, posteriormente a gravidade faz com que a água regresse à superfície terrestre como precipitação. Em terra, 90% da água que chega à atmosfera evapora da superfície das plantas, através do processo de evapotranspiração, e do solo.

A água que regressa à superfície terrestre como precipitação segue diferentes caminhos. A maior parte da precipitação que ocorre sobre ecossistemas terrestres escorre superficialmente e reúne-se para formar rios e ribeiros. Parte dessa água à superfície, infiltra-se nas camadas superiores do solo e é usada pela plantas e outra parte evapora-se dos solos para a atmosfera. Alguma precipitação é convertida em gelo e armazenada em glaciares, normalmente após longos períodos de tempo. Alguma precipitação infiltra-se no solo e em rochas permeáveis e é armazenada como água subterrâneas em formações geológicas chamadas de aquíferos. Uma porção pequena da água é utilizada pelos seres vivos.

Ao longo do ciclo hidrológico, muitos processos naturais purificam a água. A evaporação e subsequente precipitação actuam como um processo de destilação natural que remove as impurezas dissolvida na água. A água presente em lagos, ribeiros e aquíferos é naturalmente filtrada e parcialmente purificada por processos biológicos e químicos - maioritariamente pela acção de bactérias decompositoras.

Distribuição da água na Terra
(Fonte: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3b/DistributionEarthWater.jpg)

Apenas 2,5% da quantidade total é água doce e apenas parte dela está disponível para consumo humano como água em estado líquido presente em lagos, rios e depósitos subterrâneos.

Nós alteramos o ciclo da água de três principais formas. Primeiro, extraímos grandes quantidades de água doce de ribeiros, lagos e aquíferos a uma tal taxa que a natureza não consegue acompanhar e repor esses volumes. Em segundo lugar, retiramos a vegetação da terra para agricultura, mineração, construção de estradas e outras actividades, e cobrimos muita da superfície terrestre com edifícios, cimento e asfalto. Isto aumenta o escoamento, reduz a infiltração diminuindo a quantidade de água subterrânea, acelera a erosão da camadas superior de solo e aumenta o risco de inundações. Em terceiro lugar, também aumentamos o risco de inundação quando transformamos zonas húmidas ou pantanosas em áreas para agricultura e desenvolvimento urbano. Estas zonas, se não disturbadas, fornecem o serviço natural de controlo de inundações, actuando como esponjas que absorvem e contêm excessos de água provenientes de precipitação abundantes e rápido derretimento de neve.

Fontes:

Living in the environment - G. Tyler Miller, Scott E. Spoolman

/http://water.usgs.gov/edu/watercycle.html)