9.1: Diversidade do ecos

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Melissa Ha and Rachel Schleiger
Yuba College & Butte College via ASCCC Open Educational Resources Initiative

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Medir a biodiversidade em grande escala envolve medir a diversidade do ecossistema, o número de diferentes ecossistemas na Terra ou em uma área geográfica, bem como suas abundâncias relativas (figura$\PageIndex{a}$). A perda de um ecossistema significa a perda das interações entre as espécies e a perda da produtividade biológica que um ecossistema é capaz de criar. Um exemplo de um ecossistema amplamente extinto na América do Norte é o ecossistema da pradaria (figura$\PageIndex{a}$). As pradarias já cobriam a região central da América do Norte, da floresta boreal no norte do Canadá até o México. Eles agora estão praticamente desaparecidos, substituídos por campos de cultivo, pastagens e expansão suburbana. Muitas das espécies sobrevivem, mas o ecossistema extremamente produtivo responsável pela criação de nossos solos agrícolas mais produtivos agora desapareceu. Como consequência, seus solos agora estão sendo esgotados, a menos que sejam mantidos artificialmente com grandes despesas.

Dois peixes-borboleta de sela dupla do Pacífico em um cenário de corais em Flynn Reef, local de mergulho em quadras de tênis.

Uma pradaria ondulante com nada além de grama marrom alta até onde os olhos podem ver — Figura$\PageIndex{a}$: A variedade de ecossistemas na Terra - do recife de coral (topo) à pradaria (fundo) - permite a existência de uma grande diversidade de espécies. Imagem superior de Wise Hok Wai Lum (CC-BY-SA). Imagem inferior modificada de Jim Minnerath, USFWS.

A produtividade do solo descrita acima é um exemplo de serviço ecossistêmico. Esses são os produtos e processos associados aos sistemas biológicos e são direta ou indiretamente de imenso valor para o bem-estar das pessoas. Alguns serviços ecossistêmicos são processos como a regulação do clima, inundações e doenças. A ciclagem de nutrientes, a polinização e a regulação de pragas agrícolas são serviços ecossistêmicos importantes para a produção de alimentos (consulte a caixa Produção de Alimentos e Serviços Ecossistêmicos abaixo). O ciclo da água fornece água doce e a fotossíntese adiciona oxigênio ao nosso ar. Outros serviços ecossistêmicos são provisões humanas, incluindo alimentos, combustível e fibras (como algodão para roupas ou madeira). Os medicamentos são outra provisão importante (veja Importância da Diversidade de Espécies). Além disso, ecossistemas saudáveis permitem atividades recreativas, como caminhadas, caiaque e acampamento, e oportunidades educacionais, como viagens de campo. A natureza também é a base de uma parte significativa dos valores estéticos e espirituais mantidos por muitas culturas.

Em 1997, Robert Costanza e seus colegas estimaram o valor anual dos serviços ecossistêmicos em $33 trilhões de dólares ($53 trilhões em dólares de 2019), e muitos consideram isso uma subestimação. Para comparação, o produto interno bruto dos Estados Unidos em 2020 foi de US $21 trilhões. Valorizar os serviços ecossistêmicos pode ser difícil, especialmente para aqueles serviços que são processos e não provisões. Uma estratégia é calcular o custo de reposição. Por exemplo, quanto custaria controlar uma população de pragas se ela não fosse regulada por processos naturais? A figura$\PageIndex{b}$ ilustra o valor de alguns serviços ecossistêmicos.

Floresta, peixes e mergulhadores ilustram o valor de três serviços ecossistêmicos. — Figura$\PageIndex{b}$: O valor de três serviços ecossistêmicos. A pergunta: “Quanto custam os serviços ecossistêmicos?” é parcialmente respondido pelo relatório TEEB (The Economics of Ecosystems and Biodiversity) de 2010. A mitigação de gases de efeito estufa (que limita as mudanças climáticas) fornecida pelas florestas é avaliada em $3,7 trilhões. A pesca insustentável comprometeu a disponibilidade de peixes, custando $50 bilhões. Os serviços de recifes de coral, como turismo, são avaliados em $30 milhões. Os valores estão em dólares de 2010. Atualmente, nenhum desses valores é contabilizado na economia mundial. Dados do Relatório de Síntese da Economia dos Ecossistemas e da Biodiversidade. Imagem de Future Challenges (CC-BY-SA).

Produção de alimentos e serviços ecossistêmicos

A produção de alimentos depende de vários serviços ecossistêmicos interativos. A maioria dos solos contém uma grande diversidade de organismos que mantêm os ciclos de nutrientes, decompondo a matéria orgânica em compostos nutritivos que as plantações precisam para crescer. Esses organismos também mantêm a textura do solo que afeta a dinâmica da água e do oxigênio no solo, necessária para o crescimento das plantas. Substituir o trabalho desses organismos na formação de solo arável (cultivável) não é praticamente possível. Eles ocorrem em ecossistemas, como ecossistemas do solo, como resultado das diversas atividades metabólicas dos organismos que vivem lá, mas trazem benefícios à produção humana de alimentos, disponibilidade de água potável e ar respirável.

Outros serviços ecossistêmicos importantes relacionados à produção de alimentos são a polinização de plantas e o controle de pragas nas plantações. Estima-se que a polinização por abelhas nos Estados Unidos gere $1,6 bilhão por ano; outros polinizadores contribuem com até $6,7 bilhões. Mais de 150 safras nos Estados Unidos precisam de polinização para serem produzidas. Muitas populações de abelhas melíferas são administradas por apicultores que alugam os serviços de suas colmeias aos agricultores. As populações de abelhas na América do Norte têm sofrido grandes perdas causadas por uma síndrome conhecida como transtorno do colapso das colônias, um fenômeno com causas complexas e interativas.

Outros polinizadores incluem uma variedade diversificada de outras espécies de abelhas e vários insetos e pássaros. A perda dessas espécies tornaria impossível o cultivo de culturas que requerem polinização, aumentando a dependência de outras culturas. Um estudo de 2002 realizado por Claire Kremen e colegas descobriu que os polinizadores nativos na Califórnia Central (aqueles que historicamente ocorreram lá; figuras$\PageIndex{c}$ e d) forneceram polinização total às plantações de melancia. Isso só era verdade em fazendas orgânicas localizadas perto do habitat natural desses polinizadores, destacando a importância das práticas agrícolas sustentáveis e da conservação do habitat na preservação dos serviços ecossistêmicos. Essencialmente, em um ecossistema saudável, os polinizadores nativos eliminaram a necessidade de aluguel de colmeias de abelhas. Observe que, embora as abelhas sejam valiosas em um ambiente agrícola, elas não são nativas da América do Norte e podem perturbar os ecossistemas ao competir com as abelhas nativas.

Uma abelha felpuda preta e amarela se alimenta de pequenas flores magenta dispostas em uma esfera — Figura$\PageIndex{c}$: A abelha da Califórnia (*Bombus californicus*) é um dos vários insetos nativos que proporcionaram a polinização da melancia no estudo de Kremen e colegas. Imagem de Rhododendrites (CC-BY-SA).

Uma abelha azul do pomar com um corpo robusto e metálico fica sobre uma folha morta. — Figura$\PageIndex{d}$: As abelhas pedreiras são polinizadoras eficientes e muitas são nativas da América do Norte. Imagem de Robert Engelhardt (CC-BY-SA).

Finalmente, os humanos competem por sua alimentação com pragas agrícolas, a maioria das quais são insetos. Os pesticidas controlam esses concorrentes, mas eles são caros e perdem sua eficácia com o tempo, à medida que as populações de pragas se adaptam. Eles também causam danos colaterais ao matar espécies que não são pragas, bem como insetos benéficos, como abelhas, e arriscando a saúde de trabalhadores agrícolas e consumidores. Além disso, esses pesticidas podem migrar dos campos onde são aplicados e causar danos a outros ecossistemas, como riachos, lagos e até mesmo o oceano (consulte Agricultura Industrial e Toxicologia Ambiental). Os ecologistas acreditam que a maior parte do trabalho de remoção de pragas é, na verdade, feito por predadores e parasitas dessas pragas, mas o impacto não foi bem estudado. Uma revisão descobriu que em 74% dos estudos que procuraram um efeito da complexidade da paisagem (florestas e campos de pousio próximos aos campos de cultivo) nos inimigos naturais das pragas, quanto maior a complexidade, maior o efeito dos organismos que suprimem as pragas. Outro estudo experimental descobriu que a introdução de vários inimigos dos pulgões da ervilha (uma importante praga da alfafa) aumentou significativamente a produção de alfafa. Este estudo mostra que uma diversidade de pragas é mais eficaz no controle do que uma única praga. A perda da diversidade de pragas inimigas inevitavelmente tornará mais difícil e caro cultivar alimentos. A crescente população humana mundial enfrenta desafios significativos nos custos crescentes e outras dificuldades associadas à produção de alimentos.

Referências

Costanza, R., d'Arge, R., de Groot, R. et al. O valor dos serviços ecossistêmicos e do capital natural do mundo. Nature 387, 253—260 (1997). DOI

Kremen, C., Williams, N. M. e Thorp, R. W. Polinização de culturas de abelhas nativas em risco de intensificação agrícola. PNAS 99, 6812-16816 (2002). DOI

Atribuições

Modificado por Melissa Ha a partir das seguintes fontes:

Importância da biodiversidade a partir da biologia ambiental por Matthew R. Fisher (licenciado sob CC-BY)
Biodiversidade, perda de espécies e função do ecossistema a partir da sustentabilidade: uma base abrangente de Tom Theis e Jonathan Tomkin, editores (licenciados sob CC-BY). Baixe gratuitamente no CNX.