Fundamentos de ecologia

Importância

Considerando os humanos como espécie pertencente à biodiversidade, podemos compreender a permacultura como ecologia humana aplicada, no sentido de planejar espaços sustentáveis e promover qualidade de vida para as populações atuais e futuras. O permacultor age numa interação harmoniosa com os ecossistemas, o que promove o aumento da diversidade e a produção de alimentos orgânicos, utilizando modelos naturais. O planeta é entendido como um organismo vivo, com estruturas, relações e funções interligadas e interdependentes.

Objetivos

Perceber que a permacultura, na sua abordagem sistêmica, baseia-se na ecologia como ciência-mãe. Reconhecer a importância do equilíbrio dinâmico da biosfera. Possibilitar a aplicação dos fundamentos de ecologia no planejamento e na criação de paisagens permaculturais e na sua integração com os demais princípios e conceitos da permacultura.

Conteúdo mínimo

  • Conceito de ecologia. Ecologia da biosfera e a visão planetária. A geomorfologia, o clima e os ecossistemas vinculados.
  • Gradientes ambientais e microclimas: fatores físicos, químicos e biológicos.
  • Ecologia florestal: fluxos de energia e matéria, sucessão natural e interações biológicas.
  • Ecologia aplicada à paisagem planejada, na construção e manutenção de agroecossistemas e na recuperação de áreas degradadas através de seu uso sustentável.
  • Reciclagem de matérias-primas e vermicompostagem.

Metodologia

Aula expositiva e dialogada, na qual são construídos os conceitos fundamentais de ecologia, utilizando ferramentas como projetor, quadro branco e vídeos. Prática e dinâmica para demonstrar conceitos discutidos anteriormente ou apresentar novos.

Exposição

60 min

O instrutor conduz uma exposição sobre os fundamentos e principais aspectos da ecologia, da visão planetária da biosfera aos biomas, ecossistemas naturais e agroecossistemas. Deve-se manter diálogo com a turma, apresentando questionamentos e incentivando a participação dos estudantes, pautando-se pelos seguintes temas: visão planetária, gradientes ambientais e microclimas, ecologia florestal, ecologia aplicada, reciclagem e vermicompostagem.

O que é ecologia?

No momento inicial pode-se construir com a turma o conceito de ecologia. É possível pautar a conversa na definição do próprio termo ecologia (do grego oikos = casa, logia = estudo), e a partir daí explorar os objetivos, objetos de estudos e aplicações da ecologia.

A visão planetária

Recomenda-se abordar a tectônica de placas como processo gerador do relevo e a resposta geomorfológica que auxilia na definição de diferentes climas. Como exemplo, pode-se apresentar o caso da cadeia de montanhas da Serra do Mar, que se estende do Sudeste ao Sul do Brasil, e que confere a essa grande região um clima e características similares. Destacar que a umidade que evapora do oceano viaja para o interior do continente até encontrar a serra. Aí o vapor d’água condensa-se e cai em forma de chuva, abastecendo com umidade a região litorânea e permitindo o desenvolvimento do bioma Floresta Atlântica.1 A partir disso, pode-se trabalhar o ciclo da água e seu papel essencial para a ecologia terrestre, traçando, por exemplo, o caminho dos rios desde a nascente até o mar e alguns fenômenos como o transporte de nutrientes, erosão, florestas ciliares etc.

Em quase todos os continentes ocorrem montanhas, e nelas acontece um fenômeno natural fundamental, que é a formação de nuvens. As nuvens são a água evaporada do oceano adjacente, que se condensa ao atingir altitudes mais elevadas. Com esse fenômeno em andamento, é comum a formação de chuvas. As águas então banham as florestas, escorrem com os rios e retornam para o mar. Essa configuração de processos atmosféricos é que influencia o clima da região litorânea de Santa Catarina até o Rio de Janeiro. Lembremos que na Ásia, o fenômeno das monções é semelhante, porém em escala bem maior. O Oceano Índico, em suas regiões tropicais, produz muitas nuvens que se movem sobre as áreas continentais. Naquela região, a cordilheira do Himalaia, com suas montanhas, permite a formação de geleiras em grandes altitudes. Isso adiciona o estado sólido do ciclo da água, que, ao passo que derrete e escorre continente abaixo, passa a alimentar inúmeras bacias hidrográficas, criando condições para a formação de importantes civilizações humanas, com mais de 2 bilhões de pessoas que dependem diretamente desse fenômeno para sua sobrevivência.

Abordar a ecologia sob uma perspectiva global e sistêmica, explicitando as dimensões espacial e temporal dos processos ecológicos. Recomendamos tecer relações entre o clima e a geomorfologia e explicar como estes influenciam a ecologia de um bioma ou ecossistema. O estudo da ecologia e o do clima andam juntos, e ambos têm uma história. O estabelecimento dos tipos climáticos das diferentes regiões da Terra depende de grandes ciclos climáticos. A temperatura controla todos os ciclos biológicos, dentro dos corpos dos seres vivos assim como em escala global formando as regiões climáticas. No caso recente dos últimos 20 mil anos, os ciclos mais importantes são as glaciações, que provocaram variações grandes de temperatura e dos níveis do mar. O bioma Floresta Atlântica, por exemplo, também sofreu com as glaciações, mas adaptou-se, dispersando-se até ocupar os territórios atuais.

Os gradientes ambientais e microclimas

É importante desenvolver entre os participantes o conceito de gradientes ambientais, buscando mostrar como as variações de fatores físicos e químicos, ainda que dentro de um mesmo ecossistema, podem gerar diferentes condições e microclimas que influenciam diretamente nos aspectos biológicos. Uma montanha, por exemplo, pode apresentar diferentes condições ambientais à medida que o relevo muda (fertilidade do solo, umidade, insolação); as condições também se alteram quanto mais nos distanciamos de um rio. A face sul de um morro (no hemisfério sul), por exemplo, geralmente apresenta um microclima mais frio e úmido que a face norte, devido à menor incidência de luz solar, e pode ser parcialmente adequada para o cultivo de certas espécies vegetais. A abertura de uma clareira na floresta cria novas condições ambientais. Essa compreensão é especialmente útil para o planejamento de paisagens e propriedades, possibilitando o aproveitamento e uso inteligente das potencialidades de um terreno.

Na natureza há muita variação das paisagens, das espécies, dos processos físico-químicos e dos fenômenos climáticos. É justamente essa variabilidade que muitas vezes torna a ecologia complexa e desinteressante, mas no caso da permacultura ela deve ser explorada ao máximo. O compromisso do instrutor é mostrar que as variações ambientais são respostas de um equilíbrio dinâmico da paisagem. As paisagens e seus relevos condicionam os seres vivos, suas reações e distribuições, que são controladas pela adaptação de cada espécie ao ecossistema.

Por isso é importante vincular aspectos geográficos na temática. Em primeiro lugar, deve ser feita uma análise sobre a variação latitudinal, ou seja, parte-se dos trópicos em direção aos polos. Na costa sudeste e sul do Brasil, há a influência de uma corrente marinha tropical que dá origem a alguns ecossistemas tropicais, como manguezais que aparecem até latitudes da ordem de 29°S. Já na costa do Oceano Pacífico, a América do Sul apresenta manguezais apenas até a latitude de 5°S, pois, naquela costa as correntes marinhas são frias. A água do mar contém e transporta calor que influencia as regiões litorâneas. É importante reconhecer que as questões oceânicas são decisivas para a ecologia e biodiversidade da Terra.

Outra variação importante é em relação à altitude. Subir uma montanha é perceber um gradiente ambiental comum da natureza, que compreende variações na temperatura e na umidade, que por sua vez, controlam as características dos solos e condicionam o tipo de comunidade biológica que se estabelece localmente. A temperatura é tão importante que, em caso de montanhas muito altas, a partir de certa altitude não há mais vegetação. Não havendo os produtores primários, não há fauna de herbívoros e assim por diante. Locais planos com rios ou nascentes apresentam grande variação ambiental no quesito teor de umidade no solo, que é uma variável que controla o desenvolvimento das plantas. Por essa razão, existem plantas aquáticas e outras terrestres e, para nossa sorte, algumas gostam de locais intermediários, ou seja, solos úmidos, evidenciando a contribuição do efeito de borda e fortalecendo o princípio de planejamento “Valorize as bordas e os elementos marginais”.

A quantidade de luz solar que atinge a superfície do planeta também varia e, locais florestais são reconhecidos como mais úmidos, pois seres vivos e matéria orgânica morta conseguem reter muita água. Animais de grande porte distribuem-se em áreas onde se observam variações de grande escala, em quilômetros. Invertebrados de solo sofrem mais influência de variações de umidade e incidência de luz solar, em escala de metros. Já microrganismos podem apresentar elevada densidade populacional em uma fruta em decomposição na serrapilheira.

Ecologia florestal

Na permacultura, é fundamental conhecer e compreender como os ecossistemas naturais funcionam, de modo que possamos “imitar” e replicar os processos naturais nas paisagens planejadas, otimizando-os se possível. As florestas, principalmente as tropicais, estão entre os ecossistemas mais complexos e diversos do planeta, constituindo-se assim como um dos modelos mais interessantes para o entendimento da ecologia. Recomendamos utilizar a floresta como tema gerador para desenvolver os seguintes conhecimentos: fluxos energéticos (fotossíntese, produção primária, teia alimentar e decomposição); ciclos de matéria (oxigênio, gás carbônico, carbono, nitrogênio, produção de biomassa e compostagem etc.); sucessão natural; interações biológicas.

As paisagens florestais se renovam pelo ciclo de vida dos organismos que compõem o ecossistema. Árvores velhas e grandes são organismos que representam uma etapa fundamental para a ecologia da floresta, pois, quando morrem, deitam-se sobre o solo para serem decompostas, permitindo que a luz solar penetre nas camadas mais baixas da floresta. A entrada adicional de luz afeta a luminosidade e a temperatura, o que poderá levar à germinação de plantas que, em outra condição, não poderiam germinar e crescer. Esse é um processo natural nas florestas tropicais e subtropicais denominado “dinâmica de clareiras”.

As atuais paisagens naturais florestais estão muito alteradas, devido ao impacto das ações humanas que levam à perda de áreas florestais. Muitas paisagens atuais apresentam pastos adjacentes aos fragmentos florestais. A regeneração de florestas ocorre por um processo natural, chamado sucessão ecológica. Nessa sucessão, solos expostos pela desflorestação (por causas naturais ou antrópicas) são colonizados de forma pioneira pelas plantas das proximidades cujas sementes podem ser levadas pelo vento, por animais ou estar presentes no banco de sementes do solo. Após estabelecimento da primeira geração de sementes, as espécies seguintes colonizam e ocupam mais espaço, de modo que aumenta a interação das plantas com o solo, com acúmulo de matéria orgânica. A presença física das plantas pioneiras também atrai animais. Com o passar do tempo e com o desenvolvimento das plantas e aumento da biodiversidade, a sequência do processo leva a comunidade biológica a atingir um estado de organização e funcionamento de equilíbrio dinâmico. Reconhecer a sucessão ecológica e seus diferentes estágios sucessionais é importante para conhecermos as plantas e a formação dos solos. O significado maior é que a maioria das comunidades biológicas atuais está em algum estágio diferente da sucessão ecológica. Isso porque os seres vivos, em seus ciclos de vida, nascem, crescem, reproduzem-se, envelhecem e morrem. A interação entre os seres vivos durante os seus ciclos vitais, nas suas comunidades biológicas, é a ecologia.

Reciclagem e vermicompostagem

A vermicompostagem está junto da ecologia porque a reciclagem da matéria orgânica é um dos princípios mais importantes da ecologia da biosfera. Imagina-se que em um mundo de produção de matéria orgânica viva através da fotossíntese, que morre e se acumula, é razoável pensar que deveriam evoluir organismos devoradores de restos orgânicos. Os materiais vivos e mortos nos ecossistemas são orgânicos e para se tornarem novamente nutrientes minerais, devem ser remineralizados. Os fungos e bactérias de todas as cadeias alimentares são os responsáveis por essa remineralização. Na ecologia, os nutrientes minerais, como os nitratos e os fosfatos, entre outros, estão sempre na via líquida, ou seja, devem estar dissolvidos em água nos solos para serem absorvidos pelas raízes das plantas. Esse processo da reciclagem de nutrientes controla a saúde das florestas, ou seja, elas dependem dos nutrientes que são remineralizados dentro dos solos onde vivem.

O processo de reciclagem natural pode ser também aplicado às demandas urbanas, na questão da destinação dos resíduos sólidos orgânicos. Dentro da ecologia dos solos, as minhocas são importantes recicladoras de matéria orgânica. Na sua dieta de restos vegetais depositados nos solos das florestas, elas podem ingerir também fungos e bactérias que, reunidos e processados nos seus longos intestinos, produzem o húmus, que contém também nutrientes minerais disponíveis para as plantas. O húmus é como o esterco de outros animais. Centopeias e lesmas também defecam nos solos e contribuem com a reciclagem. Considerando a reciclagem e o papel das minhocas nos solos, temos a atividade da vermicompostagem. Assim, a vermicompostagem pode nos oferecer várias formas de reciclar os resíduos sólidos orgânicos produzidos nas cidades.

Dinâmica

Ciclo reprodutivo das árvores

30 min

Esta dinâmica tem como objetivo aplicar os conhecimentos de ecologia em um contexto florestal, especificamente no contexto de ciclo de vida das árvores. A turma é dividida em três equipes, de modo que cada uma seja responsável por uma das etapas do ciclo de vida das árvores: 1) árvore somente com folhas; 2) árvore durante a floração; e 3) árvore durante a frutificação. Os grupos deverão reunir-se e discutir sobre sua respectiva fase: o que ocorre naquela etapa do ciclo; quais interações biológicas acontecem (ex.: polinização, predação, dispersão, micorrizas); o que acontece no solo, qual a relação com as estações do ano e outros fatores físico-químicos etc. Após a conversa em grupos, as equipes deverão apresentar os resultados à turma.

Tamanho do bando

30 min

Uma das discussões mais recorrentes em nossos cursos versa sobre a capacidade de suporte de ecossistemas. Ela surge a partir da observação da problemática contemporânea em relação à expansão urbana e a formação de estensas aglomerações em todo o mundo, promovendo o afastamento de seus habitantes em relação à natureza e da produção de alimentos.

Em alguns aspectos, essas aglomerações são fruto de nossa visão e gestão centralizada mantida pela disputa de poderes, que muitas vezes acaba virando mais uma armadilha do que uma solução, consumindo recursos naturais cada vez mais longínquos, conferindo-lhes um alto grau de insustentabilidade.

Nessa problemática e, devido ao fato de a espécie humana se estruturar em bandos, como tantas outras espécies, essa dinâmica propõe refletir se haveria um tamanho de bando (aglomeração) ideal para se ter uma vida com qualidade.

Após essa introdução, pergunte aos participantes: “O que busca uma espécia ao conviver em bando?” As respostas mais imediatas são: proteção, segurança – seguida de reprodução – alimentação esocialização. Geralmente fica por aí. Dentro dessas respostas, faça uma nova pergunta aos participantes: “Para você, qual o tamanho ideal de um bando de humanos para buscar esses quesitos?”.

Não deixe que respondam. Pegue pequenos pedaços de papel e solicite aos participantes que escrevam um número ideal de integrantes desse bando. Dê uns três minutos para que anotem e depois recolha os papéis.

Após, use uma planilha de cálculo ou vá somando os números de cada papel e, por fim, faça uma média aritmética para obter um valor. Uma vez obtida essa média, discuta com o grupo o resultado. A discussão é importante para mostrar que a quantificação matemática, mesmo que simplista, nos dá uma ideia sobre sustentabilidade de bando. No decorrer da discussão, trabalhe bem as ideias de reflexão sobre o tema, explorando pontos-chave que possibilitem a sensibilização do grupo para a compreensão de processos ecológicos, como a capacidade de suporte, para os nossos modelos de convívivio, sejam eles aglomerados ou não.

Dica: Aplique essa dinâmica logo após a aula de Fundamentos de Ecologia, pois fará mais sentido para o grupo.

Prática

Vermicompostagem

45 min

Pode ser realizada em campo ou em sala de aula. Buscam-se, em um ambiente de compostagem, natural ou artificial, materiais e pequenos insetos decompositores. Em uma bandeja, colocam-se os materiais, os quais são mexidos para revelar os decompositores em meio aos materiais orgânicos em decomposição. Aqui é importante comentar sobre as funções que cada animal desempenha, bem como suas características, comportamento e forma de reprodução, e, também, falar sobre as necessidades de cada um, pois cada um é um elemento único no ambiente planejado. Assim, é necessário ofertar uma boa condição de vivência a cada espécie buscando o êxito no processo de compostagem.

Após essas explanações, é importante convidar os participantes a tocar os “bichinhos”, para também experimentar as sensações de sentir sua locomoção, temperatura etc. Essa prática tem conexão direta com a aula de Ecologia cultivadaErro: Origem da referência não encontrada, onde, mais adiante, aborda-se a estruturação da serrapilheira.

Estudantes tocando os “bichinhos” para entendê-los. Foto: Arthur Nanni

Questões para continuar a interação com a turma

  • Quais são os tipos de lixo que nossa sociedade produz (líquidos, sólidos e gasosos)?
  • Quais são as tecnologias de reciclagem que vocês conhecem? Conhecem detalhes técnicos? Tempo? Volume?
  • Quais os tipos de produtos que podem ser utilizados após a reciclagem?

Atividade no EaD

Solicite ao participante que busque descobrir e reconhecer espécies vegetais silvestres de sua região de estudo. Para isso, solicite que ele relacione pelo menos duas espécies vegetais que ocorrem no estágio pioneiro, duas no intermediário e duas de clímax da sucessão ecológica, indicando o nome popular de cada espécie relacionada.

Incentive os alunos a produzirem um pequeno texto explicativo sobre o que é sucessão ecológica, considerando seu ecossistema local.

Conteúdo complementar

Vídeos

Leitura

Aula

Acesse o conteúdo da aula Fundamentos de ecologia.

Referências sugeridas

GÖTSCH, E. O renascer da agricultura. Tradução Patrícia Vaz. 2. ed. Rio de Janeiro: AS-PTA, 1996. 24 p.

ODUM, Eugene P. Ecologia. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1988.

RICKLEFS, R. E. A economia da natureza. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2010.

MARS, Ross; DUCKER, Martin. O design básico em Permacultura. Porto Alegre: Via Sapiens, 2008. 167 p.

1 O termo “floresta” foi aqui adotado em virtude de a palavra tradicionalmente conhecida “mata” sugerir, na opinião dos autores, algo que diminui o real valor do bioma.

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