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Centro de Energia Nuclear na Agricultura
 
Centro de Energia Nuclear na Agricultura
 
Disciplina: CEN0408 - Ecologia Isotópica
Isotopic Ecology

Créditos Aula: 4
Créditos Trabalho: 0
Carga Horária Total: 60 h
Tipo: Semestral
Ativação: 01/01/2005 Desativação:

Objetivos
Capacitar os alunos a entender e aplicar a metodologia dos isótopos estáveis em estudos ecológicos, ambientais e de agroecossistemas

 
 
 
Docente(s) Responsável(eis)
2084356 - Luiz Antonio Martinelli
53966 - Marcelo Zacharias Moreira
54115 - Plinio Barbosa de Camargo
 
Programa Resumido
Utilização de isótopos estáveis, como traçadores naturais do carbono, nitrogênio e da água nos seus respectivos ciclos biogeoquímicos, e suas interações com os estudos ecológicos, ambientais e de agroecossistemas.

As variações climáticas associadas às emissões de carbono e nitrogênio para atmosfera através da queima de combustíveis fósseis, queima de vegetação e uso de fertilizantes nitrogenados em grande escala, tem potencialmente contribuído para alterar o ciclo biogeoqímico natural destes elementos. As respostas dos ecossistemas terrestres e aquáticos a essas mudanças tem sido tema de intenso debate. Portanto, o programa resumido desta disciplina objetiva:

(1) Difundir o conhecimento da metodologia isotópica e suas aplicações de forma simplificada;
(2) Abordar isotopicamente e ecologicamente o ciclo do carbono, nitrogênio e da água em diversos compartimentos dos ecossistemas terrestres e aquáticos;
(3) Abordar isotopicamente como as possíveis adaptações e modificações dos ec
 
Use of stable isotopes as natural tracers of carbon, nitrogen and water in their biogeochemical cycles and their interactions in ecological, environmental and agricultural ecosystem studies. Climatic variations associated with carbon and nitrogen emissions to the atmosphere through the burning of fossil fuels, burning of vegetation and fertilizer nitrogen use on a large scale, have potentially contributed to change the biogeochemical cycle of these natural elements; The responses of terrestrial and aquatic ecosystems to these changes have been the subject of intense debate; Therefore, the objectives of this course are:
(1) Disseminate the knowledge of isotopic methods and their applications;
(2) Address the cycles of carbon, nitrogen and water in different compartments of terrestrial and aquatic ecosystems under an isotopic and ecological perspective;
(3) Based on isotopic studies, address how possible adaptations and modifications of ecosystems are responding to the new scenario brought about by the so-called "global changes”.
 
 
Programa
Conteúdo:

Tema 1 - A metodologia isotópica, fracionamento isotópico e nomenclatura.
Tema 2 - O ciclo global do carbono (C) (visão isotópica).
1. Os maiores reservatórios de carbono
2. Fluxo de carbono entre os reservatórios
3. O carbono perdido - the missing carbon
4. Tendências temporais no ciclo do carbono
5. Os isótopos estáveis e o ciclo do carbono
Tema 3 - O ciclo global do nitrogênio (N) (visão isotópica).
1. Os maiores reservatórios de nitrogênio
2. Fluxo de nitrogênio entre os reservatórios
3. Tendências temporais no ciclo do nitrogênio
4. Perturbações devido à atividade humana
Tema 4 - Ciclo da água (visão isotópica).
Tema 5 - Variação isotópica do carbono, nitrogênio, oxigênio e deutério na atmosfera e suas aplicações em estudos ecológicos, ambientais e de agroecossistemas.
Tema 6 - Variação isotópica do carbono, nitrogênio, oxigênio e deutério nas plantas e suas aplicações em estudos ecológicos, ambientais e de agroecossistemas.
Tema 7 - Variação isotópica do carbono, nitrogênio, oxigênio e deutério nos ambientes aquáticos e suas aplicações em estudos ecológicos, ambientais e de agroecossistemas.
Tema 8 - Variação isotópica do carbono, nitrogênio em solos e suas aplicações em estudos ecológicos, ambientais e de agroecossistemas.
Tema 9 - Variação isotópica do carbono, nitrogênio em cadeias tróficas e suas aplicações em estudos ecológicos, ambientais e de agroecossistemas.
Tema 10 - Aplicações práticas de isótopos estáveis em estudos de: nutrição animal, paleoecologia, qualidade de alimentos e bebidas.










 
 
 
Avaliação
     
Método
Provas condensadas a cada aula, elaboração de relatório e apresentação de projeto de pesquisa em seminário.
Critério
Média ponderada entre as provas, conjuntamente com nota pelo relatório e seminário.
Norma de Recuperação
Aulas de recuperação dos principais tópicos abordados e avaliação final na forma de prova e/ou elaboração de trabalho.
 
Bibliografia
     
1.Apostilas elaboradas em português e oferecidas pelos professores sobre os temas expostos no conteúdo.
2.Livro texto em inglês: J.R. Ehleringer, A. E. Hall, G.D. Farquhar. Stable Isotopes and Plant Carbon-Water Relations. Academic Press, San Diego, 1993, 555 pp.
3.Trabalhos científicos (ou parte deles) selecionados pelos professores e distribuídos à cada aula (exemplos):
Schlesinger, W.H. Biogeochemistry. An Analysis of Global Change. Academic Press, 1991, 443p. - Capítulo 11 - The Global Carbon Cycle, pg 308-321.
Schlesinger, W.H. Biogeochemistry. An Analysis of Global Change. Academic Press, 1991, 443p. - Capítulo 12 - The Global Nitrogen Cycle, pg 322-335.
Butcher, S.S; Charlson R.L.; Orians G.H. & Wolfe G.V.. Global Biogeochemical Cycles. Academic Press, 1992, 379 pp.
Walker, B. & W. Steffen. Global Change and Terrestrial Ecosystems. International Geosphere-Biosphere Programme Book Series 2. Cambridge University Press, 1996, 619p. - Capítulos 2, 7 e 18.
Walker, B. & W. Steffen. Global Change and Terrestrial Ecosystems. International Geosphere-Biosphere Programme Book Series 2. Cambridge University Press, 1996, 619p. - Capítulo 22 - Carbon and nitrogen interactions in the terrestrial biosphere: anthropogenic effects, pg 431-450.
Schimel, D.S. Terrestrial ecosystems and the carbon cycle. Global Change Biology 1: 77-91, 1995.
Houghton, R.A. Land-use change and the carbon cycle. Global Change Bioloy 1: 275-287, 1995.
Townsend, A.R., B.H. Brawsell, E.A. Holland, J.E. Penner. Spatial and Temporal Patterns in Terrestrial Carbon Storage Due to Deposition of Fossil Fuel Nitrogen. Ecological Applications 6: 806-814, 1996.
Fung I. et al. Carbon 13 exchanges between the atmosphere and biosphere. Global Biogeochemical Cycles 11: 507-533, 1997.
Joos F. and Bruno M.. Long-term variability of the terrestrial and oceanic carbon sinks and the budgets of the carbon isotopes 13C and 14C. Global Biogeochemical Cycles 12: 277-295, 1998.
Miranda A.C., Miranda H.S., Lloyd J., Grace J., Francey R.J., McIntyre J.A., Meier P., Riggan P., Lockwood R., Brass J.. Fluxes of carbon, water and energy over Brazilian cerrado: an analysis using eddy covariance and stable isotopes. Plant, Cell and Environment 20: 315-328, 1997
Martinelli LA et al. Stable carbon isotope ratio of tree leaves, boles, and fine litter in a tropical forest in Rondônia, Brazil. Oecologia 114: 170-179, 1998
Sparks J.P. and J.R. Ehleringer. Leaf carbon isotope discrimination and nitrogen content for riparian trees along elevational transects. Oecologia 109: 362-267, 1997.
Martinelli et al. Carbon-13 variation with depth in soils of Brazil and climate change during the Quaternary. Oecologia 106: 376-381, 1996
Gerry J.P. Bone Isotope Ratios and Their Bearing on Elite Privilege among the Classic Maya. Geoarchaeology 12: 41-69, 1997.

 

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