Gabarito da Fase 2. - CDCC

XIII OLIMPÍADA REGIONAL DE CIÊNCIAS - 2011“Florestas”Gabarito Segunda Fase1. Sabe-se que uma área de quatro hectares de floresta na região tropical pode conter cerca de375 espécies de plantas, enquanto uma área florestal do mesmo tamanho em região temperadapode apresentar entre 10 e 15 espécies.Quais os fatores que contribuem para que ocorra este notável padrão de diversidade dasflorestas tropicais?Exemplo de RespostaEste notável padrão de diversidade das florestas tropicais pode ser explicado pela baixaamplitude térmica, devido à umidade presente nestas florestas. Outro fator que contribui paraesta grande diversidade é o maior nível de insolação que essas florestas recebem emcomparação com as florestas temperadas (Garcia, F.A.).2. O gráfico ao lado representa o fluxo de um rio(quantidade de água em movimento), em trêsregiões distintas, após certo tempo de chuva.Comparando-se o fluxo nas três regiões, qual arelação entre a quantidade de água no rio e ainterceptação da água pela cobertura vegetal? Porque ocorrem estas diferenças?A quantidade de água no rio após o início da chuvaé dependente do quanto de água é interceptadapela vegetação. As florestas naturais possuemcomparativamente maior cobertura vegetal, camadade serrapilheira e sistema radicular maisestruturado, o que retarda a chegada da água aorio e permite que ocorra maior infiltração de águano solo. No sistema agrícola, as práticas de manejousualmente utilizadas, o porte da cobertura vegetal e a estrutura da serrapilheira diminuem osobstáculos que dificultam a chegada da água ao solo e sua infiltração, chegando mais rápido aorio. As florestas regeneradas podem ser consideradas um sistema intermediário entre os doisanteriores, pois apesar de ser mais estruturada e diversa que sistemas agrícolas ainda nãopossuem toda a estrutura de uma floresta natural.A atividade artesanal com o uso de sementes e outros produtos florestais tem se intensificadonos últimos anos. Colares, pulseiras, brincos, anéis, entre outros adereços e enfeites foramdenominado de Biojóias. O texto a seguir apresenta um exemplo desta atividade.Empresa amazonense Amazon Rose lançou uma coleção de peças produzidas a partir deresultados de pesquisa científica e tecnológica no Amazonas.Manaus - Biojoias ganham cada vez mais espaço nos mercados local e nacional. Ciente disso, aempresa amazonense Amazon Rose lançou uma coleção de peças produzidas a partir deresultados de pesquisa científica e tecnológica no Amazonas.A engenheira florestal Rose Dias, proprietária da Amazon Rose, explicou que para a conclusão eprodução das biojoias (anéis, pulseiras e colares) foram realizadas pesquisas para verificar atoxidade (parte química das madeiras), anatomia da madeira (identificação de espéciesadequadas às biojoias) e qualidade da matéria-prima. “Foi feito todo um estudo de base paraverificar a densidade, a toxidade da madeira com a finalidade de fornecer parâmetros para odesenvolvimento das peças”, disse.

Com o financiamento do Pappe Subvenção, foi possível desenvolver a tecnologia para aplicaçãode prata e ouro nas biojoias, bem como trabalhar com sementes de tucumã, açaí, jarina epaxiúba, todas provenientes de palmeiras amazônicas, por serem mais resistentes.“Utilizamos madeiras certificadas de espécies, como Pau-rainha, Angelim-vermelho e Angelimrajado,Maçaranduba, Louro-faia e outras. Elas são aplicadas em marchetaria (técnica demarcenaria) e desenvolvidas peças únicas e exclusivas”, disse Dias, destacando o diferencialdeste projeto de inovação.Dias destacou que a proposta do projeto foi mostrar que o Amazonas tem potencial e tem queser visto sob essa ótica da inovação tecnológica. “Com ciência e pesquisa, vamos valorizar anossa biodiversidade, pois trabalhar com essa matéria-prima regional é uma iniciativa que podeimpulsionar o desenvolvimento sustentável do Amazonas, gerando alternativas de renda àscomunidades ribeirinhas”, afirmou Dias.Adaptado de Agência Fapeamhttp://www.jornal.d24am.com/amazonia/ciencia/biojoias-da-amazonia-ganham-espaco-nasjoalherias-do-brasil/44103. De acordo com o artigo, analise os aspectos positivos deste empreendimento e liste açõesnecessárias para garantir a sustentabilidade do processo.Aspectos positivos – geração de renda para comunidades locais, possibilidade de agregar valoraos produtos florestais, divulgação e conhecimento da biodiversidade brasileira.Para garantir a sustentabilidade do processo deve ser feita a coleta com manejo adequado, paraevitar o uso excessivo das sementes e alterações que interfiram nas interações da floresta.Também é necessário a garantia de conscientização ambiental das comunidades envolvidas e aviabilidade econômica.As plantas são capazes de captar a energia da luz solar e armazená-la na forma de energiaquímica por meio da fotossíntese. Nesseprocesso, a planta absorve água e CO 2 eproduz açucares e O 2 , que é liberado naatmosfera. Ao mesmo tempo, a planta mantémas suas funções vitais obtendo a energianecessária por meio de um conjunto dereações denominado de respiração e queequivale à queima da glicose, consumindooxigênio e produzindo CO 2 .As curvas no gráfico ao lado representam aliberação de O 2 e CO 2 em uma floresta duranteo período de um dia. Com base nessasinformações, responda:4. Qual das linhas (contínua ou tracejada)representa a liberação de O 2 ? Por quê?Exemplo de RespostaA linha contínua representa a liberação de O 2, pois é nesse período (durante o dia, com maiorintensidade ao meio dia) que há maior insolação e, portanto, é quando as plantas realizam afotossíntese. A respiração ocorre sempre e nela há liberação de CO 2 ; portanto, a linha tracejadarepresenta o CO 2 (Nascimento, G. O.)5. A quantidade de oxigênio produzido pelas plantas dessa floresta é maior ou menor que aquantidade consumida por todos os organismos desse ambiente? Essa floresta está emequilíbrio, em processo de degradação ou de regeneração? Por quê?A quantidade de oxigênio produzida durante 24h é menor, pois no curto período de produçãolíquida de O 2 , os valores não são suficientes para compensar a produção total de CO 2 diária.Esta condição representa que a floresta como um todo perde carbono para a atmosfera, situaçãotípica de floresta em processo de degradação.

6. Dentre os vários argumentos apresentados contra a destruição da floresta amazônica, é muitodifundido o de que a mata funciona como "pulmão verde do mundo", responsável por largaparcela da produção líquida de oxigênio da Terra. Você concorda com este argumento? Porquê?Não, porque a Floresta Amazônica é considerada um bioma no estágio de clímax, estável no quese refere à produção e ao consumo de alimento. Em outras palavras, a fotossíntese global e arespiração total estão em equilíbrio; o gás carbônico produzido na respiração é consumido nafotossíntese, enquanto que o oxigênio que a fotossíntese libera é consumido pela respiração detodos os organismos da Floresta.O Código Florestal (CF) brasileiro definiu em 1965 que toda a vegetação de área de nascente,ao longo dos cursos de água e de represas deveriam ser preservadas sob a denominação deÁreas de Preservação Permanente (APP´s) e que, estas áreas teriam variação de tamanhoproporcional ao ambiente aquático a ser protegido. Por exemplo, as APP´s de cursos de água deaté 10 metros de largura devem ser de 30 metros de cada lado das margens. Para o caso denascentes e olhos de água, a APP preservará 50 metros de raio. Portanto, em termos de Brasil,segundo o Código Florestal, nenhum curso de água deveria possuir menos que 30 metros demargens preservadas.Em algumas localidades, entendendo-se que as APP´s realmente cumprem a função deproteção do recurso hídrico superficial, estabelece-se mais área de preservação além dosmínimos e obrigatórios 30 metros. Em São Carlos foi definido por Lei Municipal que as APP´s daÁrea de Proteção dos Mananciais do Rio Monjolinho (APREM do Monjolinho) devem ser de 50metros, portanto garante mais proteção que a estabelecida pelo CF.Na contra mão deste entendimento, outras localidades e até Estados do Brasil (ex. de SantaCatarina) tentam diminuir esta faixa mínima de proteção (APP´s) para até 5 metros de larguranos casos de cursos de água com menos de 10 metros de largura.7. Analise as consequências da diminuição de APP´S para a biodiversidade e para a qualidadedos recursos hídricos.Exemplo de Resposta“Se diminuirmos as APP´s, pode causar a diminuição da biodiversidade, no ambiente aquático (jáque a água ficará suja – poluída e haverá pouca absorção de luz) e terrestre já que haverádesmatamento, e a diminuição de abrigos e alimentos para os animais. A água ficará suja, poispouca água será absorvida para o lençol freático, assim toda a água superficial vai para o riolevando sujeiras (terra, folhas, etc.) assim diminuindo a qualidade dos recursos hídricos”.(Higashi, H.)O Planeta Terra foi formado a aproximadamente 4,6 bilhões de anos e, ao longo de todo estetempo, foi sendo alterado em fisionomias e em formas de vida existentes onde, cada épocarepresentou um equilíbrio suficiente para que as interações físicas, químicas e biológicasexistissem propiciando diferentes formas de vida. Por exemplo, no período do Jurássico, há 150milhões de anos, as condições ambientais possibilitaram que os répteis predominassem emtodos os ambientes (dinossauros no terrestre, pterossauros no aéreo e plesiossauros noaquático).8. Considerando as atuais condições ambientais, apresente uma rede de interação (teia da vida)para um ambiente de floresta tropical.Os ambientes tropicais possuem alta diversidade biológica o que aumenta o número deinterações ecológicas no sistema. Nesta zona terrestre a incidência solar e o nível normal dechuvas derivam em ambientes de alta umidade e disponibilidade de água com aceleradoprocesso de intemperismo das rochas e de degradação de matéria orgânica fazendo com que ossolos suportem alta densidade de vegetação com conseqüente fauna associada.A figura a seguir mostra um exemplo desta complexa interação entre os elementos físicos ebiológicos que se inicia pela incidência da luz solar na superfície terrestre.

A tabela a seguir apresenta os cálculos para a identificação da emissão anual de gases de EfeitoEstufa (CO 2 equivalente) e o respectivo número de árvores a serem plantadas para neutralizarestas emissões.Número de árvoresnecessárias paraneutralizar emissãode CO 2Veículo movido a etanolVeículo movido a gasolinaTransporte coletivoEnergia elétricaDescarte de resíduossólidosAté 200 km/mês 1De 200 a 400 km/mês 2De 400 a 600 km/mês 3Até 200 km/mês 2De 200 a 400 km/mês 3De 400 a 600 km/mês 4Até 200 km/mês 0De 200 a 400 km/mês 0De 400 a 600 km/mês 1De 600 a 800 km/mês 2Até 200 KWh/mês 1De 200 a 700KWh/mêsDe 700 a 1100KWh/mêsAté 0,5 kg/dia 1De 0,5 a 1,0 kg/dia 2De 1,0 a 1,5 kg/dia 3De 1,5 a 2,0 kg/dia 4De 2,0 a 2,5 kg/dia 523

9. Pensando no cotidiano de sua família, faça uma estimativa das emissões de carbono equantas árvores por ano seriam necessárias para neutralizá-las.Exemplo de resposta – Comissão organizadoraVeículo movido a etanol Até 200 km/mês 1Veículo movido a gasolina Até 200 km/mês 2Transporte coletivo Até 200 km/mês 0Energia elétrica Até 200 KWh/mês 1Descarte de resíduos sólidos De 0,5 a 1,0 kg/dia 2Número de árvores necessáriaspara neutralizar emissão de CO 2Número de árvores necessárias para neutralizar as emissões de carbono dessa família por anoé: (1+2+0+1+2) = 6 árvores.10. Indique:a. onde sua família poderia plantar estas árvores (tipo de ambiente)?b. quais os procedimentos necessários para o plantio?c. quais os procedimentos necessários para a manutenção durante os 24 mesesnecessários para o estabelecimento das mudas?Exemplo de RespostaA- Em sítios, chácaras e fazendas, áreas verdes próprias para o plantio de árvores, praças,escolas e algumas até mesmo no próprio quintal ou em frente a minha casa (ou de amigos,vizinhos e parentes).B- Proteção contra formigas, adubo, terra e água até ela crescer e não depender mais do serhumano para sobreviver.C- Adubar periodicamente e regar frequentemente. (Lozano, C.)11. Descreva pelo menos 4 funções da floresta para o ambiente.Algumas das funções das florestasManutenção da Biodiversidade; Regulação de clima; Conservação de solos; Regulação de ciclohidrológico; Barreira de ventos e ruídos; Fonte de matéria prima; Seqüestro de carbono.Exemplo de RespostaA regularização do clima, no caso da Amazônia a umidade no interior do continente, aconservação da biodiversidade no caso das florestas tropicais e a conservação dos cursosd´água e a conservação do solo (Mesquita, V. B.).12. Explique porque o solo livre de interferência humana (como o solo de uma floresta)permanece em constante produção enquanto o solo cultivado (sob interferência humana) acabase esgotando quando não recebe adição de fertilizantes, tornando-se improdutivo.Exemplo de resposta“O solo sem a interferência humana permanece em constante produção porque há constantereposição dos nutrientes para o solo, ou seja, quando alguma folha ou qualquer outra matériaorgânica morre ou cai, os decompositores realizam um processo devolvendo os nutrientes aosolo. No solo cultivado, os nutrientes não são devolvidos ao solo porque quando a produção écolhida, os nutrientes também vão embora e não são devolvidos. “Daí a necessidade da adiçãode fertilizantes, pois não há reposição natural”. (Garcia, F. A.)

Atividades experimentaisAtividade 1 – Seleção NaturalNuma região, originalmente ocupada por Mata Atlântica, havia, no passado, três espécies depássaros de um mesmo gênero. Nos dias atuais, essa região se reduz a uma reserva de florestaprimária, onde ainda ocorrem as três espécies, e a fragmentos de floresta degradada, onde só seencontram duas das três espécies.Neste experimento simulamos a situação descrita acima. Os instrumentos representam os bicosdas diferentes espécies e as sementes os alimentos disponíveis. Preencha a tabela seguindo oroteiro abaixo e utilize estes dados para responder às perguntas.Procedimentoa. Utilizando o instrumento que lhe foi determinado procure retirar o maior número possívelde sementes da bandeja A em 1 minuto, colocando as sementes retiradas no copinho.Isto representa o que esta espécie de pássaro consegue recolher de sementes para sealimentar.b. Pese as sementes retiradas anotando os dados na tabela, utilize os dados dos colegaspara completar a tabela.c. Repita o procedimento para a bandeja B.Instrumentos(bicos)Bandeja A(g)Bandeja B(g)Pinça 2,7 0,7Tesoura 2,3 1,3Alicate 2,9 1,0A correção das questões 13, 14 e 15 considerou os dados obtidos por cada grupo dealunos.13. Calcule a relação entre a massa das sementes coletadas na bandeja A e a massa dassementes coletadas na bandeja B, para cada um dos instrumentos.Exemplo de reposta -Bandeja A Bandeja B Relação(A/B)Pinça 2,7 0,7 3,84Tesoura 2,3 1,3 1,76Alicate 2,9 1,0 2,9014. Qual bandeja representa a floresta original e qual representa o ambiente degradado? Comovocê chegou a esta conclusão?A bandeja A representa a floresta original e a bandeja B representa a floresta degradada.Existem pelo menos dois motivos para se pensar assim. O primeiro é que a variedade desementes na bandeja A era maior do que na bandeja B, indicando uma maior diversidadecaracterística das florestas originais. A degradação é sempre acompanhada por uma perda dadiversidade. O segundo motivo é que sabemos que todos os pássaros conseguiam alimentosuficiente na floresta original e, em sua maioria, os instrumentos conseguem recolher maiormassa de sementes na bandeja A do que na bandeja B.

15. Faça uma lista ordenada começando pelo pássaro com maior chance de sobreviver noambiente degradado, terminando com o de menor chance de sobreviver. O que você consideroupara fazer esta lista?Exemplo de respostaComo os pássaros não têm necessariamente o mesmo tamanho, nem a necessidade da mesmaquantidade de alimento, devemos considerar a relação entre as massas coletadas nos doiscasos. Terão mais chance de sobreviver os pássaros que conseguirem uma quantidade dealimento igual ou mais próxima do que conseguia na floresta original (bandeja A), ou seja, arelação é próxima de 1, assim, quanto mais distante de 1 a relação, (original/degradada) menorserá a chance de sobrevivência. Usando a última coluna da tabela, basta colocar em ordemcrescente.Maior chance de sobreviver:1° Tesoura2° Alicate3° Pinça(Obs: A ordem pode variar de acordo com os dados obtidos pelo grupo)Atividade 2 – Análise de SerrapilheiraAs amostras das bandejas A e B foram retiradas de dois ambientes florestais dos citados narelação a seguir:• mata galeria ou ciliar• cerrado• monocultura de pinus• monocultura de eucalipto16. Considerando as características que você conhece dos ambientes citados e os dadoscoletados, identifique a quais ambientes pertencem as serrapilheiras das bandejas A e B.Justifique a sua resposta.RespostaBandeja A – monocultura de Pinus. Sem diversidade de folhas (apenas a espécie em si), baixadiversidade de animais associados. Cascas e pinhas típicas do pinheiro.Bandeja B – vegetação do Cerrado. Grande diversidade de folhas, sementes e restos vegetais eanimais. Cascas e ramos grossos e retorcidos típicos da vegetação do Cerrado.