O ecossistema em um aquário selado ilustra os princípios básicos de operação de um ecossistema. Quando a luz está brilhando, há a produção de oxigênio e matéria orgânica que são usadas por comsumidores os quais em troca regeneram os nutrientes das matérias-primas N (incluindo dióxido de carbono) que é reciclado de volta ao uso da planta.

O modelo OPENAQ representado no diagrama mostra em mais detalhes o comportamento do oxigênio. A maioria dos aquários selados possuem um espaço com ar acima da água. O oxigênio se difunde e retorna da fase de gás e de oxigênio dissolvido na água. Quando o oxigênio está supersaturado ele difunde ou borbulha na forma de gás. Quando o consumo respiratório ocorre com o oxigênio dissolvido durante a noite, de alguma maneira ele é reabastecido pela difusão a partir do espaço aéreo.

Os gráficos de simulação computacional incluem a taxa de produção P, a taxa de respiração R e a produção líquida Pnet que é a diferença entre os dois. A produção líquida é positiva durante o dia e negativa a noite. Como resultado o oxigênio aumenta e diminui. Este é um bom modelo para usar quando medimos oxigênio dissolvido durante o dia.

Exemplos de Microcosms Selados

Aquários fechados podem ser encontrados em salas de escolas do mundo todo aos milhões. Alguns crescem na presença de luz; alguns têm animais; alguns possuem ecossistemas de água salgada. Alguns foram observados trabalhando por décadas mesmo que permanentemente selados. Porque esses pequenos ecossistemas contidos possuem muitas características de grandes ecossistemas eles são algumas vezes chamados microcosms.

Experimentos "E se"

1. Qual seria o efeito da adição de uma grande quantidade de matéria orgânica. Estabeleça o valor inicial de Q = 10,000.
   Qual será o efeito disso no balanço relativo da produção e da respiração?
   


2. O que aconteceria se a luz fosse ligado continuamente?
   Por que a prudução de matéria orgânica e oxigênio aumentaria temporariamente?
   


3. Qual seria o efeito da adição de uma grande quantidade de nutrientes inorgânicos N? Estabeleça TN = 50. O excesso de um tipo de metabolismo continua?
   


4. A taxa de difusão trocada entre ar e água depende do coeficiente de difusão K7. Esta difusão depende de quão rápida a água está sendo agitada. Qual é o efeito de reduzir o coeficiente de difusão a um décimo do seu valor atual? Isto deve ocorrer se colocarmos uma tampa de plástico tampando o aquário, impedindo a entrada de oxigênio do meio exterior.

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COMPUTER MINIMODELS AND SIMULATION EXERCISES FOR SCIENCE AND SOCIAL STUDIES

Howard T. Odum* and Elisabeth C. Odum+
* Dept. of Environmental Engineering Sciences, UF
+ Santa Fe Community College, Gainesville

Center for Environmental Policy, 424 Black Hall
University of Florida, Gainesville, FL, 32611
Copyright 1994

Autorização concedida gentilmente pelos autores para publicação na Internet
Laboratório de Engenharia Ecológica e Informática Aplicada - LEIA - Unicamp
Enrique Ortega
Mileine Furlanetti de Lima Zanghetin
Liana Barbudo Carrasco
Campinas, SP, 17 de agosto de 2007