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Plantas pioneiras são essenciais nos estágios iniciais da sucessão ecológica, especialmente em áreas degradadas. Sua rápida colonização protege o solo, contribui para o equilíbrio hídrico e favorece a regeneração de ecossistemas. Esta questão do ENEM 2020 explora como essas espécies atuam na estabilização da umidade do solo, um tema importante tanto para a prova quanto para a compreensão da dinâmica ambiental.

Plantas pioneiras são as que iniciam o processo natural de cicatrização de uma área desprovida de vegetação. Em geral, têm pequeno porte e crescem muito rápido, desenvolvem-se a pleno sol e são pouco exigentes quanto às condições do solo. Produzem grande quantidade de sementes e possuem ciclo de vida curto.

BLUM, C. T. Lista preliminar de espécies vegetais pioneiras nativas do Paraná – versão 2008. Disponível em: http://www.chaua.org.br. Acesso em: 10 fev. 2015.

Essas plantas são importantes em um projeto de restauração ambiental, pois promovem, no solo,

A) aumento da incidência de luz solar.

B) diminuição da absorção de água.

C) estabilização da umidade.

D) elevação de temperatura.

E) liberação de oxigênio.

Sucessão ecológica é o processo de modificação da estrutura de uma comunidade ao longo do tempo. Uma comunidade biológica ou biocenose é um conjunto de populações e representa o componente biótico de um ecossistema. Caso a comunidade biológica esteja se modificando ao longo do tempo, pode-se afirmar que uma sucessão ecológica está se desenvolvendo.

O que determina a ocorrência de uma sucessão ecológica é modificação do ambiente físico pela comunidade, bem como as interações de competição e coexistência de populações que fazem parte dessa comunidade. Distúrbios, tais como desmatamento, incêndios e erupções vulcânicas podem levar ao desenvolvimento de uma sucessão ecológica em um ambiente onde uma comunidade madura e estável tenha se estabelecido.

É possível identificar etapas em uma sucessão ecológica. A comunidade que inicia o processo denomina-se comunidade pioneira ou ecese. As populações que constituem essa comunidade lentamente modificam o ambiente possibilitando a chegada de novas espécies que, antes, não encontravam condições adequadas para a sua sobrevivência.

O final de uma sucessão ecológica ocorre quando a comunidade adquire uma estrutura populacional estável. Essa comunidade estável, autorregulada e resiliente denomina-se comunidade clímax.

As várias etapas da sucessão ecológica, ou seja, as diversas estruturas exibidas pela comunidade desde a pioneira até a clímax, constituem os estágios serais.

Dependendo das características do ambiente onde se desenvolve, a sucessão ecológica pode ser classificada como primária ou secundária. Sucessão primária é a que ocorre em local onde, antes, não havia seres vivos. Um exemplo típico de sucessão primária é a que se inicia quando uma região de rocha nua é colonizada por líquens e musgos.

O desenvolvimento de uma sucessão primária é lento e gradual, podendo se estender por séculos.

Por sua vez, uma sucessão secundária ocorre em áreas onde, antes, existia vida. Esse tipo de sucessão se inicia após a ocorrência de alguma modificação ambiental (distúrbio) significativa, tais como desmatamentos, incêndios, poluição, dentre outros. A sucessão que ocorre em um campo de cultivo abandonado é do tipo secundário.

A sucessão secundária, comparada com a primária, ocorre em uma escala de tempo menor.

Ao longo de uma sucessão ecológica, ou seja, desde o estabelecimento de uma comunidade pioneira até a formação de uma comunidade clímax, é possível observar certas tendências de mudança, tais como no número de espécies, complexidade dos nichos, produtividade primária líquida, dentre outros.  A tabela a seguir apresenta algumas dessas tendências.

Número de espécies (= diversidade): No início da sucessão (comunidade pioneira) há poucas espécies. Ao longo do processo, novas espécies se estabelecem na área e a diversidade aumenta, chegando ao máximo possível na comunidade clímax.

Cadeias e teias alimentares: Nas comunidades pioneiras, devido ao pequeno número de espécies, as cadeias alimentares são muito simples e com reduzido número de níveis tróficos. Consequentemente, a teia alimentar formada por essas cadeias é igualmente simples. Na comunidade clímax, como resultado da maior diversidade, as relações alimentares se tornam mais complexas, produzindo cadeias alimentares com maior número de níveis tróficos. Como resultado, as teias formadas por essas cadeias também serão mais complexas.

Biomassa: A biomassa é a matéria que constitui o corpo dos organismos. Em regra, no início de uma sucessão (especialmente no caso das sucessões primárias), são poucas as populações que formam a comunidade pioneira e os organismos que constituem tais populações se caracterizam por exibir porte reduzido, tais como líquens, musgos e insetos. Somente depois de várias modificações, o ambiente se torna favorável à presença de mais espécies, bem como de seres de maior porte, como árvores, arbustos e animais vertebrados. Sendo assim, a quantidade biomassa, que na comunidade pioneira é reduzida, torna-se bastante aumentada na comunidade clímax.

Nichos ecológicos: Esse parâmetro está relacionado com o número de espécies, ou seja, com a diversidade. Na comunidade pioneira, devido ao pequeno número de espécies, as interações entre elas são poucas, resultando em nichos ecológicos mais simples. Por sua vez, a grande riqueza de espécies verificada nas comunidades clímax, permite maior número de interações, possibilitando, também, a existência de nichos ecológicos mais complexos.

Tamanho médio dos organismos: Nos estágios iniciais de uma sucessão ecológica primária, os organismos que constituem a comunidade pioneira, tais como líquens, musgos e insetos se caracterizam por exibir porte reduzido. Já no estágio de clímax, devido à maior disponibilidade de alimentos, bem como à existência de teias alimentares complexas, é possível a presença de vegetais e animais de porte maior.

Crescimento populacional: Comumente as populações pioneiras exibem crescimento em taxas elevadas. Nessa etapa, as espécies têm ciclo de vida curto e colonizam rapidamente a área. Além disso a taxa de mortalidade é elevada. Esses organismos são estrategistas R.

 Na etapa de clímax, o crescimento das populações é lento. As espécies são adaptadas às pressões resultantes da competição mais intensa que caracteriza a comunidade clímax. São estrategistas K.

Produtividade primária líquida: Produtividade é a quantidade de biomassa produzida por unidade de área (ou volume) ao longo do tempo, em um ecossistema. Se considerarmos exclusivamente a taxa de produção de biomassa pelos produtores, teremos a chamada Produtividade Primária Bruta (PPB), que equivale a toda atividade fotossintética desses organismos. Entretanto, de toda energia fixada nas moléculas orgânicas por meio da fotossíntese, a maior parte será utilizada pelos próprios produtores para a manutenção de sua atividade metabólica, ou seja, para se manterem vivos.

Quando, da produtividade primária bruta, é descontado todo o consumo destinado à produção de energia (para manter a própria vida do organismo), tem-se a Produtividade Primária Líquida (PPL). Em termos mais simples, a produtividade primária líquida corresponde à produtividade primária bruta (PPB) menos o que foi consumido para produção de energia por meio da respiração celular aeróbia (R), ou seja, PPL = PPB – R.

Durante uma sucessão ecológica, as taxas de fotossíntese (que são um indicativo da PPB) e a de respiração celular (R) aumentam e, na comunidade clímax, seus valores se aproximam. Uma vez que na comunidade clímax PPB é praticamente igual a R, o valor da produtividade líquida nessa fase é praticamente nulo.

Relação fotossíntese/respiração (= F/R): Como visto, a fotossíntese é um indicativo da produtividade primária bruta. Sendo assim, é possível reescrever a fórmula de produtividade líquida substituindo produtividade primária bruta (PPB) por fotossíntese (F): PPL = F – R.

Em uma comunidade pioneira, a produtividade líquida é elevada, pois a taxa fotossintética (F) é maior do que a de respiração (R). Entretanto, sabe-se que na comunidade clímax a produtividade líquida é próxima de zero, visto que as taxas de fotossíntese e respiração são praticamente iguais.

Então, em uma comunidade pioneira, caso se divida o valor de F pelo de R (ou seja, F/R) o valor obtido é maior do que 1. Isso ocorre porque, nessa etapa da sucessão, a taxa de fotossíntese é maior do que a de respiração.

Fazendo o mesmo cálculo para uma comunidade clímax, o valor obtido será muito próximo de 1, já que nesse estágio as taxas de fotossíntese e respiração são praticamente iguais.

A fotossíntese é um processo que ocorre com liberação de oxigênio, enquanto a respiração consome esse gás. Numa comunidade clímax, onde as taxas de fotossíntese e respiração são praticamente iguais (isto é, F/R praticamente igual a 1), pode-se afirmar que a quantidade de O₂ liberada (pela fotossíntese) é praticamente igual à quantidade consumida desse mesmo gás (pela respiração celular). Então, praticamente não há sobra de oxigênio. Isso significa que a comunidade clímax consome uma quantidade de oxigênio equivalente ao que ela mesma liberou na atmosfera. Conhecer tal fato é importante para se evite erros que, eventualmente, são propagados pela mídia. A afirmação de que a Floresta Amazônica é o “pulmão do mundo” por liberar na atmosfera a maior parte do oxigênio presente no planeta é um exemplo desse tipo de informação incorreta.

A Floresta Amazônica é uma comunidade clímax e, por isso, exibe taxas de fotossíntese semelhantes a suas taxas de respiração. Consequentemente, consome volumes de oxigênio praticamente iguais ao que ela mesma libera para atmosfera como resultado de sua atividade fotossintética. Em outras palavras, o saldo de oxigênio liberado para atmosfera pela Floresta Amazônica é próximo de zero. Esse ecossistema é extremamente importante e sua preservação deve constituir sempre uma prioridade. Entretanto, não pode ser considerado o “pulmão do mundo”.

Os organismos que ocupam o posto de renovadores do oxigênio atmosférico são as algas do fitoplâncton marinho, cujas taxas de fotossíntese (= liberação de O₂) são muito maiores do que suas taxas de respiração celular (= consumo de O₂).

O conhecimento das características e da dinâmica de processos de sucessão ecológica são fundamentais para a preservação e recuperação de ecossistemas. Um exemplo é a recuperação de áreas desmatadas, nas quais é necessário evitar que o solo fique exposto por período prolongado, de modo evitar processos de erosão e desertificação. Sendo assim, promover o desenvolvimento de uma comunidade pioneira com espécies que consigam viver em ambientes impactados é um passo essencial. Tais espécies pioneiras exibem crescimento rápido e, por isso, em pouco tempo colonizam a área, contribuindo para evitar a degradação, para manter a umidade e para proteger os microrganismos que garantem a fertilidade do solo.

Quando ocorre a retirada da vegetação de uma área, o solo dessa região fica exposto e pode sofrer uma série de alterações, tais como erosão e desertificação, que irão resultar em sua degradação e perda definitiva de fertilidade.

Um dos fatores que contribuem para evitar a exposição prolongada do solo e sua consequente degradação é a colonização da área por plantas pioneiras. Esses vegetais irão constituir a comunidade pioneira de um processo de sucessão ecológica secundária que poderá, dentro de certos limites, recuperar o local degradado.

A cobertura fornecida pelo rápido crescimento das plantas pioneiras protege a superfície do solo contra o impacto direto das gotas de chuva, contribuindo para evitar sua desagregação, além de promover aumento na disponibilidade de matéria orgânica.

A presença desses vegetais é responsável, também, por reduzir a velocidade do escoamento superficial da água de chuva, diminuindo seu poder erosivo. Além disso, as plantas pioneiras colaboram para diminuir a temperatura superficial do solo e a evaporação, possibilitando a estabilização da umidade.

A questão proposta solicita uma das alterações ambientais promovidas pelas plantas pioneiras e que as tornam importantes para projetos de restauração ambiental. Como visto, por recobrirem rapidamente um solo exposto, reduzem a evaporação e, dessa forma, contribuem para estabilizar a umidade (alternativa C).