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Matérias

Ciências Ambientais do AP

Dicas

Ciências Ambientais da AP abrange ecologia, sistemas terrestres, populações, uso da terra e da água, energia, poluição e mudança global. É genuinamente interdisciplinar — biologia, química, geologia e economia em um único curso — e a prova recompensa conectá-los, não apenas listá-los.

Os números importam aqui. Você calculará à mão: variação percentual, energia de uma fonte, tempo de duplicação, meia-vida, dose por pessoa. Tradicionalmente, não era permitido o uso de calculadora, então pratique a aritmética em si, não apenas a configuração do problema.

Cite um caso real e quantifique-o. "O desmatamento é ruim" não pontua; um lugar nomeado, um mecanismo e um número conquistam as marcas.

As anotações cobrem todas as nove unidades e trabalham os cálculos que a APES realmente propõe — energia, população, poluição — em detalhes completos. As FRQs (questões de resposta livre) publicadas estão na biblioteca. Esta prova recompensa nomear um exemplo específico, então as anotações destacam os estudos de caso que valem a pena memorizar.

  • 1

    O Mundo Vivo: Ecossistemas

    Assistir aula
    1.1

    Introdução aos Ecossistemas

    Programa

    Compreensão Essencial (ERT-1): Ecossistemas são o resultado de interações bióticas e abióticas.

    Objetivo de Aprendizagem ERT-1.A: Explicar como a disponibilidade de recursos influencia as interações entre espécies.

    • ERT-1.A.1 Em uma relação predador-presa, o predador é um organismo que se alimenta de outro organismo (a presa).
    • ERT-1.A.2 Simbiose é uma interação próxima e de longo prazo entre duas espécies em um ecossistema. Tipos de simbiose incluem mutualismo, comensalismo e parasitismo.
    • ERT-1.A.3 A competição pode ocorrer dentro ou entre espécies em um ecossistema onde há recursos limitados. A partição de recursos — o uso dos recursos de maneiras, lugares ou tempos diferentes — pode reduzir o impacto negativo da competição na sobrevivência.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Um ecossistema 生态系统 é todos os seres vivos (bióticos) e não vivos (abióticos) em uma área, interagindo entre si. Os organismos dependem uns dos outros e do seu ambiente físico, e interações como predação 捕食, competição 竞争 e simbiose 共生 (mutualismo, comensalismo, parasitismo) moldam a comunidade.

    Explorar

    Explore como uma população cresce

    Altere a taxa de crescimento $r$ e a capacidade de carga $K$. O crescimento é rápido quando uma população é pequena, depois estabiliza à medida que os recursos escasseiam e o ecossistema se preenche.

    1.2

    Biomas Terrestres

    Programa

    Compreensão Essencial (ERT-1): Ecossistemas são o resultado de interações bióticas e abióticas.

    Objetivo de Aprendizagem ERT-1.B: Descrever a distribuição global e os principais aspectos ambientais dos biomas terrestres.

    • ERT-1.B.1 Um bioma contém comunidades características de plantas e animais que resultam de, e estão adaptadas a, seu clima.
    • ERT-1.B.2 Principais biomas terrestres incluem taiga, florestas tropicais úmidas, florestas temperadas sazonais, florestas tropicais úmidas, mata de arbustos, planície temperada, savana, deserto e tundra.
    • ERT-1.B.3 A distribuição global de recursos naturais não minerais terrestres, como água e madeira para construção, varia devido a alguma combinação de clima, geografia, latitude e altitude, disponibilidade de nutrientes e solo.
    • ERT-1.B.4 A distribuição mundial de biomas é dinâmica; a distribuição mudou no passado e pode mudar novamente como resultado de mudanças climáticas globais.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Um bioma 生物群系 é uma grande região definida por seu clima e vida característica. Biomas terrestres (desertos, pastagens, floresta tropical úmida, floresta temperada, taiga, tundra) são determinados principalmente pela temperatura e precipitação 降水. Cada um possui plantas e animais adaptados a essas condições.

    As duas imagens abaixo estão nas extremidades opostas da escala de precipitação, razão pela qual sua vida parece tão diferente:

    Uma floresta tropical úmida nebulosa com dossel verde denso e em camadas em colinas íngremes
    Uma floresta tropical úmida 热带雨林: quente e úmida o ano todo, proporcionando vegetação densa em camadas e a maior biodiversidade de qualquer bioma terrestre
    Um deserto seco de dunas de areia expostas com quase nenhuma vegetação
    Um deserto 沙漠: precipitação muito baixa, então apenas uma vida esparsa adaptada à seca sobrevive
    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    ecosystem/ˈiːkəʊsɪstəm/ 生态系统 shēng tài xì tǒng
    predation/prɪˈdeɪʃn/ 捕食 bǔ shí
    competition/ˌkɒmpəˈtɪʃn/ 竞争 jìng zhēng
    symbiosis/ˌsɪmbaɪˈəʊsɪs/ 共生 gòng shēng
    biome/ˈbaɪəʊm/ 生物群系 shēng wù qún xì
    temperature and precipitation/ˈtemprɪtʃə ænd prɪˌsɪpɪˈteɪʃn/ 降水 jiàng shuǐ
    tropical rainforest/ˈtrɒpɪkl ˈreɪnfɒrɪst/ 热带雨林 rè dài yǔ lín
    desert/ˈdezət/ 沙漠 shā mò
    salinity/seɪˈlɪnɪti/ 盐度 yán dù
    Estuaries/ˈestjuːəriz/ 河口 hé kǒu
    1.3

    Biomas Aquáticos

    Programa

    Compreensão Essencial (ERT-1): Ecossistemas são o resultado de interações bióticas e abióticas.

    Objetivo de Aprendizagem ERT-1.C: Descrever a distribuição global e os principais aspectos ambientais dos biomas aquáticos.

    • ERT-1.C.1 Biomas de água doce incluem rios, riachos, lagoas e lagos. Esses biomas de água doce são um recurso vital para água potável.
    • ERT-1.C.2 Biomas marinhos incluem oceanos, recifes de coral, pântanos e estuários. As algas em biomas marinhos fornecem uma grande parte do oxigênio da Terra e também absorvem dióxido de carbono da atmosfera.
    • ERT-1.C.3 A distribuição global de recursos naturais não minerais marinhos, como diferentes tipos de peixes, varia devido a alguma combinação de salinidade, profundidade, turbidez, disponibilidade de nutrientes e temperatura.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Biomas aquáticos cobrem mais da Terra do que a terra. Sistemas de água doce (riachos, lagos, zonas úmidas) e marinhos (oceano aberto, recifes de coral, estuários) diferem em salinidade 盐度, luz solar e nutrientes. Estuários 河口 (onde rios encontram o mar) e recifes de coral são especialmente produtivos e biodiversos.

    Uma visão subaquática de um recife de coral logo abaixo da superfície do mar, coberto de corais
    Um recife de coral 珊瑚礁: águas quentes, iluminadas pelo sol e rasas o tornam um dos biomas mais produtivos e biodiversos de todos
    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    coral reef/ˈkɒrəl riːf/ 珊瑚礁 shān hú jiāo
    1.4

    O Ciclo do Carbono

    Programa

    Compreensão Essencial (ERT-1): Ecossistemas são o resultado de interações bióticas e abióticas.

    Objetivo de Aprendizagem ERT-1.D: Explicar as etapas e interações dos reservatórios no ciclo do carbono.

    • ERT-1.D.1 O ciclo do carbono é o movimento de átomos e moléculas contendo o elemento carbono entre fontes e sumidouros.
    • ERT-1.D.2 Alguns dos reservatórios em que os compostos de carbono ocorrem no ciclo do carbono retêm esses compostos por longos períodos, enquanto outros os retêm por períodos relativamente curtos.
    • ERT-1.D.3 O carbono circula entre a fotossíntese e a respiração celular nos seres vivos.
    • ERT-1.D.4 A decomposição de plantas e animais levou ao armazenamento de carbono ao longo de milhões de anos. A queima de combustíveis fósseis move rapidamente esse carbono armazenado para o carbono atmosférico, na forma de dióxido de carbono.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    O ciclo do carbono

    O ciclo do carbono 碳循环 move o carbono entre a atmosfera, organismos, oceanos e rochas. A fotossíntese remove $\text{CO}_2$; a respiração, decomposição e queima de combustíveis fósseis 化石燃料 o retornam. A queima de combustíveis fósseis adiciona carbono muito mais rápido do que os processos naturais o removem.

    O ciclo do carbono move o carbono entre a atmosfera, seres vivos e combustíveis fósseis
    O ciclo do carbono move o carbono entre a atmosfera, seres vivos e combustíveis fósseis
    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    carbon cycle/ˈkɑːbən ˈsaɪkl/ 碳循环 tàn xún huán
    fossil fuels/ˈfɒsl ˈfjuːəlz/ 化石燃料 huà shí rán liào
    1.5

    O Ciclo do Nitrogênio

    Programa

    Compreensão Essencial (ERT-1): Ecossistemas são o resultado de interações bióticas e abióticas.

    Objetivo de Aprendizagem ERT-1.E: Explicar as etapas e interações dos reservatórios no ciclo do nitrogênio.

    • ERT-1.E.1 O ciclo do nitrogênio é o movimento de átomos e moléculas contendo o elemento nitrogênio entre fontes e sumidouros.
    • ERT-1.E.2 A maioria dos reservatórios em que os compostos de nitrogênio ocorrem no ciclo do nitrogênio retém esses compostos por períodos relativamente curtos.
    • ERT-1.E.3 A fixação do nitrogênio é o processo pelo qual o nitrogênio atmosférico é convertido em uma forma de nitrogênio (principalmente amônia) disponível para absorção pelas plantas e que pode ser sintetizada em tecido vegetal.
    • ERT-1.E.4 A atmosfera é o principal reservatório de nitrogênio.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    O ciclo do nitrogênio

    O ciclo do nitrogênio 氮循环 torna o nitrogênio utilizável para a vida. A fixação de nitrogênio 固氮 (por bactérias) converte $\text{N}_2$ atmosférico em amônia; nitrificação e assimilação passam-no pelos organismos; desnitrificação retorna $\text{N}_2$ ao ar. Fertilizantes adicionam nitrogênio reativo, que pode poluir a água.

    O ciclo do nitrogênio: N é fixado em nitratos do solo, passado através da cadeia alimentar e retornado ao ar pela desnitrificação
    O ciclo do nitrogênio: N$_2$ é fixado em nitratos do solo, passado através da cadeia alimentar e retornado ao ar pela desnitrificação
    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    nitrogen cycle/ˈnaɪtrədʒn ˈsaɪkl/ 氮循环 dàn xún huán
    Nitrogen fixation/ˈnaɪtrədʒn fɪkˈseɪʃn/ 固氮 gù dàn
    1.6

    O Ciclo do Fósforo

    Programa

    Compreensão Essencial (ERT-1): Ecossistemas são o resultado de interações bióticas e abióticas.

    Objetivo de Aprendizagem ERT-1.F: Explicar as etapas e interações dos reservatórios no ciclo do fósforo.

    • ERT-1.F.1 O ciclo do fósforo é o movimento de átomos e moléculas contendo o elemento fósforo entre fontes e sumidouros.
    • ERT-1.F.2 Os principais reservatórios de fósforo no ciclo do fósforo são rochas e sedimentos que contêm minerais ricos em fósforo.
    • ERT-1.F.3 Não há componente atmosférico no ciclo do fósforo, e as limitações que isso impõe ao retorno do fósforo do oceano para a terra tornam o fósforo naturalmente escasso em ecossistemas aquáticos e muitos ecossistemas terrestres. Em ecossistemas não perturbados, o fósforo é o fator limitante em sistemas biológicos.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    O ciclo do fósforo 磷循环 não possui etapa atmosférica (gasosa) – o fósforo se move através de rochas, solo, água e organismos. É lento e frequentemente o nutriente limitante 限制性营养 para o crescimento, portanto, o fósforo adicionado (fertilizantes, detergentes) pode desencadear florações algais.

    O ciclo do fósforo: rocha intemperiza-se em fosfato do solo e sedimenta lentamente de volta, sem fase gasosa
    O ciclo do fósforo: rocha intemperiza-se em fosfato do solo e sedimenta lentamente de volta, sem fase gasosa
    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    phosphorus cycle/ˈfɒsfɔːrəs ˈsaɪkl/ 磷循环 lín xún huán
    limiting nutrient/ˈlɪmɪtɪŋ ˈnjuːtrɪənt/ 限制性营养 xiàn zhì xìng yíng yǎng
    1.7

    O Ciclo Hidrológico (Ciclo da Água)

    Programa

    Compreensão Essencial (ERT-1): Ecossistemas são o resultado de interações bióticas e abióticas.

    Objetivo de Aprendizagem ERT-1.G: Explicar as etapas e interações dos reservatórios no ciclo hidrológico.

    • ERT-1.G.1 O ciclo hidrológico, impulsionado pelo sol, é o movimento da água em suas várias fases sólida, líquida e gasosa entre fontes e sumidouros.
    • ERT-1.G.2 Os oceanos são o principal reservatório de água na superfície da Terra, com calotas polares e águas subterrâneas atuando como reservatórios muito menores.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    O ciclo hidrológico (ciclo da água)

    O ciclo da água 水循环 move a água por meio da evaporação 蒸发, transpiração 蒸腾 (de plantas), condensação, precipitação e escoamento superficial. Distribui água doce e molda o clima; o uso humano e as mudanças no uso da terra podem alterar seu fluxo.

    O ciclo da água: evaporação e transpiração elevam a água para o ar; precipitação e escoamento superficial a retornam
    O ciclo da água: evaporação e transpiração elevam a água para o ar; precipitação e escoamento superficial a retornam
    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    water cycle/ˈwɔːtə ˈsaɪkl/ 水循环 shuǐ xún huán
    evaporation/ɪˌvæpəˈreɪʃn/ 蒸发 zhēng fā
    transpiration/trænspəˈreɪʃn/ 蒸腾 zhēng téng
    Primary productivity/ˈpraɪməri ˌprɒdəkˈtɪvɪti/ 初级生产力 chū jí shēng chǎn lì
    trophic levels/ˈtrəʊfɪk ˈlevlz/ 营养级 yíng yǎng jí
    producers/prəˈdjuːsəz/ 生产者 shēng chǎn zhě
    primary, secondary, and tertiary consumers/ˈpraɪməri ˈsekəndəri ænd ˈtɜːʃjəri kənˈsuːməz/ 消费者 xiāo fèi zhě
    decomposers/ˌdiːkəmˈpəʊzəz/ 分解者 fēn jiě zhě
    food chain/fuːd tʃeɪn/ 食物链 shí wù liàn
    1.8

    Produtividade Primária

    Programa

    Compreensão Essencial (ENG-1): A energia pode ser convertida de uma forma para outra.

    Objetivo de Aprendizagem ENG-1.A: Explicar como a energia solar é adquirida e transferida pelos organismos vivos.

    • ENG-1.A.1 A produtividade primária é a taxa na qual a energia solar (luz solar) é convertida em compostos orgânicos via fotossíntese por unidade de tempo.
    • ENG-1.A.2 A produtividade primária bruta é a taxa total de fotossíntese em uma área dada.
    • ENG-1.A.3 A produtividade primária líquida é a taxa de armazenamento de energia pelos fotossintetizantes em uma área dada, após subtrair a energia perdida na respiração.
    • ENG-1.A.4 A produtividade é medida em unidades de energia por unidade de área por unidade de tempo (ex: $\text{kcal/m}^2\text{/yr}$).
    • ENG-1.A.5 A maior parte da luz vermelha é absorvida nos primeiros 1m de água, e a luz azul apenas penetra mais profundamente do que 100m na água mais clara. Isso afeta a fotossíntese em ecossistemas aquáticos, cujos fotossintetizantes desenvolveram mecanismos para lidar com a falta de luz visível.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Produtividade primária 初级生产力 é a taxa na qual os produtores capturam energia (geralmente por fotossíntese). A produtividade primária bruta (PPB) é o total capturado; a produtividade primária líquida (PPL) é o que resta após a própria respiração dos produtores – a energia disponível para o restante do ecossistema. Sistemas quentes, úmidos e ensolarados (florestas tropicais, recifes) são os mais produtivos.

    Exemplo resolvido. Se os produtores em uma pradaria capturam $20{,}000\ \text{kcal/m}^2/\text{yr}$ de energia (GPP) e queimam $8{,}000\ \text{kcal/m}^2/\text{yr}$ em sua própria respiração, então $\text{NPP}=\text{GPP}-R=20{,}000-8{,}000=12{,}000\ \text{kcal/m}^2/\text{yr}$. Apenas essa PPL – não o GPP total – está disponível para os consumidores acima.

    Explorar

    Explore a PPG, a respiração e a PNPL

    A energia capturada pelos produtores (PPG) divide-se no que eles queimam para sua própria respiração $R$ e no que resta como nova biomassa — $\text{NPP} = \text{GPP} - R$, sendo que útil + desperdiçado sempre iguala a entrada.

    1.9

    Níveis Tróficos

    Programa

    Compreensão Essencial (ENG-1): A energia pode ser convertida de uma forma para outra.

    Objetivo de Aprendizagem ENG-1.B: Explicar como a energia flui e a matéria circula através dos níveis tróficos.

    • ENG-1.B.1 Todos os ecossistemas dependem de um fluxo contínuo de energia de alta qualidade para manter sua estrutura e função de transferência de matéria entre o ambiente e os organismos via ciclos biogeoquímicos.
    • ENG-1.B.2 Os ciclos biogeoquímicos são essenciais para a vida e cada ciclo demonstra a conservação da matéria.
    • ENG-1.B.3 Em comunidades terrestres e marinhas próximas à superfície, a energia flui do sol para os produtores nos níveis tróficos mais baixos e depois sobe para níveis tróficos superiores.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Fluxo de energia e a regra dos 10%

    Os organismos ocupam níveis tróficos 营养级: produtores 生产者 (fabricam seu próprio alimento), seguidos de consumidores primários, secundários e terciários, com decompositores 分解者 reciclando nutrientes em cada nível. Cada nível depende da energia capturada abaixo dele.

    1.10

    Fluxo de Energia e a Regra dos 10%

    Programa

    Compreensão Essencial (ENG-1): A energia pode ser convertida de uma forma para outra.

    Objetivo de Aprendizagem ENG-1.C: Determinar como a energia diminui à medida que flui através dos ecossistemas.

    • ENG-1.C.1 A regra dos 10% aproxima que, na transferência de energia de um nível trófico para o próximo, apenas cerca de 10% da energia é transmitida.
    • ENG-1.C.2 A perda de energia que ocorre quando a energia se move de níveis tróficos mais baixos para mais altos pode ser explicada através das leis da termodinâmica.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    A energia flui em uma única direção através de um ecossistema e é perdida como calor em cada transferência. A regra dos 10%: apenas cerca de 10% da energia de um nível trófico passa para o próximo; os outros 90% alimentam processos vitais e escapam como calor. É por isso que as cadeias alimentares são curtas e os predadores de topo são poucos.

    Exemplo resolvido. Continuando de $12{,}000\ \text{kcal/m}^2/\text{yr}$ de PPL no nível produtor, os consumidores primários recebem cerca de $10\%=1{,}200\ \text{kcal}$, consumidores secundários $\approx120\ \text{kcal}$, e consumidores terciários apenas $\approx12\ \text{kcal}$. Após três transferências, a energia diminuiu mil vezes – a razão aritmética pela qual um quarto ou quinto nível trófico raramente tem suficiente para apoiá-lo.

    Um pirâmide de energia: apenas cerca de 10% da energia passa para o próximo nível trófico
    Uma pirâmide de energia: apenas cerca de 10% da energia passa para o próximo nível trófico
    Explorar

    Explore a regra dos 10%

    Defina a energia capturada pelos produtores e a eficiência ecológica, depois observe como apenas cerca de um décimo passa para cada nível superior — é por isso que o predador de topo fica com tão pouco e as cadeias alimentares permanecem curtas.

    1.11

    Cadeias Alimentares e Redes Alimentares

    Programa

    Compreensão Essencial (ENG-1): A energia pode ser convertida de uma forma para outra.

    Objetivo de Aprendizagem ENG-1.D: Descrever cadeias alimentares e teias alimentares, e seus membros constituintes por nível trófico.

    • ENG-1.D.1 Uma teia alimentar é um modelo de um padrão entrelaçado de cadeias alimentares que representa o fluxo de energia e nutrientes em duas ou mais cadeias alimentares.
    • ENG-1.D.2 Laços de retroalimentação positiva e negativa podem desempenhar um papel nas teias alimentares. Quando uma espécie é removida ou adicionada a uma teia alimentar específica, o restante da teia pode ser afetado.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Uma cadeia alimentar 食物链 é uma linha única de quem come quem; uma rede alimentar 食物网 conecta muitas cadeias em uma imagem realista das relações de alimentação. Como as espécies estão interconectadas, remover uma delas (especialmente uma espécie-chave 关键种) pode desestabilizar toda a rede.

    Uma rede alimentar conecta muitas cadeias alimentares; as setas indicam o sentido do fluxo de energia
    Uma rede alimentar conecta muitas cadeias alimentares; as setas indicam o sentido do fluxo de energia
    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    food web/fuːd web/ 食物网 shí wù wǎng
    keystone species/ˈkiːstəʊn ˈspiːsiːz/ 关键种 guān jiàn zhǒng
    1.11

    Dicas de prova

    • Lembre-se de que energia flui e é perdida (a regra dos 10%) enquanto a matéria cicla (carbono, nitrogênio, fósforo, água).
    • Aplique a regra dos 10% ao longo de uma cadeia alimentar e saiba que PPL = PPB − respiração (apenas a PPL está disponível para os consumidores).
    • Aprenda os estoques de cada ciclo biogeoquímico e como os humanos o perturbam (queimar combustíveis fósseis adiciona CO₂; fertilizantes adicionam nitrogênio/fósforo).
    • Os produtores são mais abundantes porque pouca energia chega ao topo.
    • Use unidades corretas e mostre seus cálculos nas questões de matemática de resposta aberta (sem calculadora – mantenha os números arredondados).
  • 2

    O Mundo Vivo: Biodiversidade

    Assistir aula
    2.1

    Introdução à Biodiversidade

    Programa

    Compreensão Essencial (ERT-2): Ecossistemas possuem estrutura e diversidade que mudam ao longo do tempo.

    Objetivo de Aprendizagem ERT-2.A: Explicar os níveis de biodiversidade e sua importância para os ecossistemas.

    • ERT-2.A.1 A biodiversidade em um ecossistema inclui diversidade genética, de espécies e de habitat.
    • ERT-2.A.2 Quanto mais geneticamente diversa for uma população, melhor ela poderá responder aos estressores ambientais. Além disso, um gargalo populacional pode levar à perda de diversidade genética.
    • ERT-2.A.3 Ecossistemas que possuem um maior número de espécies têm maior probabilidade de se recuperar de perturbações.
    • ERT-2.A.4 A perda de habitat leva à perda de espécies especializadas, seguida pela perda de espécies generalistas. Também leva a números reduzidos de espécies que exigem grandes áreas territoriais.
    • ERT-2.A.5 Riqueza de espécies refere-se ao número de espécies diferentes encontradas em um ecossistema.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Biodiversidade 生物多样性 é a variedade de vida, medida em três níveis:

    • Diversidade genética – variedade de genes dentro de uma espécie. Mais variedade genética significa que uma população pode responder melhor a estressores ambientais 环境压力; um gargalo populacional 种群瓶颈 (uma queda acentuada no número) elimina essa variedade e deixa os sobreviventes vulneráveis.
    • Diversidade de espécies – o número de espécies (riqueza de espécies 物种丰富度) e a uniformidade com que os indivíduos se distribuem entre elas.
    • Diversidade de habitats – a variedade de habitats em uma região.

    Ecossistemas com maior riqueza de espécies são mais resilientes 有韧性的: recuperam-se de perturbações com mais facilidade, pois espécies variadas podem preencher funções quando as condições mudam. A perda de habitat elimina espécies em uma ordem previsível – espécies especializadas 特化 species (necessidades estreitas) desaparecem primeiro, seguidas pelas espécies mais resistentes generalistas 广适性 species, e espécies que precisam de grandes territórios declinam conforme sua área de distribuição diminui.

    A biodiversidade tem três níveis: genético, de espécies e de habitat
    A biodiversidade tem três níveis: genético, de espécies e de habitat
    Um recife de coral: alta biodiversidade concentra espécies e serviços ecossistêmicos em uma pequena área
    Um recife de coral: alta biodiversidade concentra espécies e serviços ecossistêmicos em uma pequena área
    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    Biodiversity/ˌbaɪəʊdaɪˈvɜːsɪti/ 生物多样性 shēng wù duō yàng xìng
    environmental stressors/enˌvaɪrənˈmentl ˈstresəz/ 环境压力 huán jìng yā lì
    population bottleneck/ˌpɒpjʊˈleɪʃn ˈbɒtəlnek/ 种群瓶颈 zhǒng qún píng jǐng
    species richness/ˈspiːsiːz ˈrɪtʃnəs/ 物种丰富度 wù zhǒng fēng fù dù
    resilient/rɪˈsɪlɪənt/ 有韧性的 yǒu rèn xìng de
    generalist/ˈdʒenərəlɪst/ 广适性 guǎng shì xìng
    Ecosystem services/ˈiːkəʊsɪstəm ˈsɜːvɪsɪz/ 生态系统服务 shēng tài xì tǒng fú wù
    Anthropogenic/ˌænθrəpəˈdʒenɪk/ 人为的 rén wéi de
    2.2

    Serviços Ecossistêmicos

    Programa

    Compreensão Essencial (ERT-2): Ecossistemas possuem estrutura e diversidade que mudam ao longo do tempo.

    Objetivo de Aprendizagem ERT-2.B: Descrever os serviços ecossistêmicos.

    • ERT-2.B.1 Existem quatro categorias de serviços ecossistêmicos: de provisão, regulação, culturais e de suporte.

    Objetivo de Aprendizagem ERT-2.C: Descrever os resultados das perturbações humanas aos serviços ecossistêmicos.

    • ERT-2.C.1 Atividades antropogênicas podem perturbar os serviços ecossistêmicos, potencialmente resultando em consequências econômicas e ecológicas.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Serviços ecossistêmicos 生态系统服务 são os benefícios gratuitos que a natureza oferece às pessoas, em quatro categorias:

    • Provisionamento – produtos: alimentos, água doce, madeira, fibras.
    • Regulação – processos que mantêm as condições estáveis: regulação do clima, filtração de água, polinização, controle de enchentes.
    • Cultural – valor imaterial: recreação, beleza, valor espiritual e educacional.
    • Suporte – os serviços que tornam os outros possíveis: ciclagem de nutrientes, formação de solo, fotossíntese.

    Atividades antropogênicas 人为的 (causadas pelo homem) podem interromper esses serviços, com custos econômicos e ecológicos reais – por exemplo, a perda de polinizadores força agricultores a pagar por polinização que abelhas faziam gratuitamente antes.

    2.3

    Biogeografia Insular

    Programa

    Compreensão Essencial (ERT-2): Ecossistemas possuem estrutura e diversidade que mudam ao longo do tempo.

    Objetivo de Aprendizagem ERT-2.D: Descrever a biogeografia de ilhas.

    • ERT-2.D.1 A biogeografia de ilhas é o estudo das relações ecológicas e da distribuição de organismos em ilhas, bem como das estruturas dessas comunidades.
    • ERT-2.D.2 Ilhas foram colonizadas no passado por novas espécies provenientes de outras regiões.

    Objetivo de Aprendizagem ERT-2.E: Descrever o papel da biogeografia de ilhas na evolução.

    • ERT-2.E.1 Muitas espécies de ilhas evoluíram para serem especialistas em vez de generalistas devido aos recursos limitados, como alimento e território, na maioria das ilhas. A sobrevivência a longo prazo dos especialistas pode ser posta em risco se e quando espécies invasoras, geralmente generalistas, forem introduzidas e superarem os especialistas.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Biogeografia insular

    Biogeografia insular 岛屿生物地理学 estuda quantas espécies uma ilha (ou qualquer fragmento de habitat isolado) abriga. O número se estabiliza em um equilíbrio entre duas taxas:

    • Imigração de novas espécies – maior em ilhas mais próximas do continente.
    • Extinção de espécies residentes – menor em ilhas maiores.

    Assim, ilhas grandes e próximas abrigam mais espécies; ilhas pequenas e remotas, menos. O isolamento também impulsiona a evolução: espécies insulares frequentemente tornam-se especialistas porque os recursos são limitados, e muitas são endêmicas 特有 – encontradas em nenhum outro lugar. Isso as torna frágeis. Quando uma espécie invasora 入侵物种 (geralmente um generalista resistente) chega, ela pode superar as especialistas, que não têm para onde ir.

    Ilhas maiores e mais próximas abrigam mais espécies, equilibrando imigração contra extinção
    Ilhas maiores e mais próximas abrigam mais espécies, equilibrando a imigração contra a extinção
    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    specialist/ˈspeʃəlɪst/ 特化 tè huà
    Island biogeography/ˈaɪlənd ˌbaɪəʊdʒɪˈɒɡrəfi/ 岛屿生物地理学 dǎo yǔ shēng wù dì lǐ xué
    endemic/enˈdemɪk/ 特有 tè yǒu
    invasive species/ɪnˈveɪsɪv ˈspiːsiːz/ 入侵物种 rù qīn wù zhǒng
    range of tolerance/reɪndʒ ɒv ˈtɒlərəns/ 耐受范围 nài shòu fàn wéi
    optimal range/ˈɒptɪml reɪndʒ/ 最适范围 zuì shì fàn wéi
    zones of stress/zəʊnz ɒv stres/ 胁迫区 xié pò qū
    Ecological tolerance/ˌekəˈlɒdʒɪkl ˈtɒlərəns/ 生态耐受性 shēng tài nài shòu xìng
    Periodic/ˌpɪərɪˈɒdɪk/ 周期性 zhōu qī xìng
    Episodic/ˌepɪˈsɒdɪk/ 偶发性 ǒu fā xìng
    Random/ˈrændəm/ 随机 suí jī
    migration/maɪˈɡreɪʃn/ 迁徙 qiān xǐ
    adaptation/ˌædæpˈteɪʃn/ 适应 shì yìng
    natural selection/ˈnætʃərəl sɪˈlekʃn/ 自然选择 zì rán xuǎn zé
    2.4

    Tolerância Ecológica

    Programa

    Compreensão Essencial (ERT-2): Ecossistemas possuem estrutura e diversidade que mudam ao longo do tempo.

    Objetivo de Aprendizagem ERT-2.F: Descrever a tolerância ecológica.

    • ERT-2.F.1 A tolerância ecológica refere-se à gama de condições, como temperatura, salinidade, velocidade de fluxo e luminosidade, que um organismo pode suportar antes que resulte lesão ou morte.
    • ERT-2.F.2 A tolerância ecológica pode se aplicar a indivíduos e a espécies.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Toda espécie possui uma faixa de tolerância 耐受范围 – o intervalo de condições (temperatura, salinidade, pH, luz solar) que consegue suportar. No centro há uma faixa ótima 最适范围 onde os indivíduos prosperam; nas bordas estão as zonas de estresse 胁迫区 onde sobrevivem, mas têm dificuldade para crescer ou se reproduzir; além dos limites, morrem. A tolerância ecológica 生态耐受性 aplica-se tanto a um indivíduo quanto a toda uma espécie, determinando onde um organismo pode viver e como lida com as mudanças.

    Dentro de sua faixa ótima, uma espécie prospera; em direção aos limites, sofre estresse e não consegue sobreviver
    Dentro de sua faixa ótima, uma espécie prospera; em direção aos limites, sofre estresse e não consegue sobreviver
    2.5

    Interrupções Naturais nos Ecossistemas

    Programa

    Compreensão Essencial (ERT-2): Ecossistemas possuem estrutura e diversidade que mudam ao longo do tempo.

    Objetivo de Aprendizagem ERT-2.G: Explicar como perturbações naturais, de curto e longo prazo, impactam um ecossistema.

    • ERT-2.G.1 As perturbações naturais aos ecossistemas têm consequências ambientais que podem ser, para um determinado evento, tão grandes quanto, ou maiores do que, muitas perturbações causadas pelo homem.
    • ERT-2.G.2 Os processos do sistema terrestre operam em uma variedade de escalas em termos de tempo. Os processos podem ser periódicos, episódicos ou aleatórios.
    • ERT-2.G.3 O clima da Terra mudou ao longo do tempo geológico por diversas razões.
    • ERT-2.G.4 O nível do mar variou significativamente como resultado de mudanças na quantidade de gelo glacial na Terra ao longo do tempo geológico.
    • ERT-2.G.5 Mudanças ou agitações ambientais graves frequentemente resultam em vastas alterações de habitat.
    • ERT-2.G.6 A fauna silvestre realiza migrações de curto e longo prazo por uma variedade de razões, incluindo perturbações naturais.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Eventos naturais perturbam ecossistemas em todas as escalas temporais, e um único evento natural pode rivalizar ou superar um feito humano. Os processos da Terra ocorrem em três padrões temporais:

    • Periódico 周期性 – ciclos regulares (estações do ano, marés).
    • Episódico 偶发性 – eventos ocasionais e irregulares (incêndios, inundações, erupções vulcânicas).
    • Aleatório 随机 – sem padrão (impacto de um meteoro).

    Ao longo do tempo geológico, o clima da Terra mudou por diversas razões, e o nível do mar subiu e desceu conforme a quantidade de gelo glacial – cada mudança remodelando grandes extensões de habitat. A fauna responde por meio de migração 迁徙, movendo-se distâncias curtas ou longas para seguir as condições.

    Um muro de chamas e fumaça correndo pelos copos de uma floresta de coníferas
    Um incêndio de copa varrendo uma floresta. O fogo é uma perturbação episódica natural, e muitas espécies são adaptadas a ele
    2.6

    Adaptações

    Programa

    Compreensão Essencial (ERT-2): Ecossistemas possuem estrutura e diversidade que mudam ao longo do tempo.

    Objetivo de Aprendizagem ERT-2.H: Descrever como os organismos se adaptam ao seu ambiente.

    • ERT-2.H.1 Os organismos se adaptam ao seu ambiente ao longo do tempo, tanto em escalas de curto quanto de longo prazo, por meio de mudanças incrementais ao nível genético.
    • ERT-2.H.2 Mudanças ambientais, seja súbitas ou graduais, podem ameaçar a sobrevivência de uma espécie, exigindo que os indivíduos alterem comportamentos, se movam ou pereçam.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Uma adaptação 适应 é um traço herdado que melhora a sobrevivência e a reprodução em um ambiente. As adaptações surgem através da seleção natural 自然选择 – mudança genética incremental acumulada ao longo de gerações, não dentro de uma única vida. Quando o ambiente muda, os indivíduos devem alterar seu comportamento, mover-se ou morrer; se a mudança for mais rápida do que a população consegue se adaptar, ela declina. Uma perturbação periódica como o fogo faz parte de um ciclo saudável, e muitas espécies são adaptadas a ele (algumas pinhas só abrem com o calor do fogo).

    2.7

    Sucessão Ecológica

    Programa

    Compreensão Essencial (ERT-2): Ecossistemas possuem estrutura e diversidade que mudam ao longo do tempo.

    Objetivo de Aprendizagem ERT-2.I: Descrever a sucessão ecológica.

    • ERT-2.I.1 Existem dois tipos principais de sucessão ecológica: sucessão primária e secundária.
    • ERT-2.I.2 Uma espécie-chave em um ecossistema é uma espécie cujas atividades desempenham um papel particularmente significativo na determinação da estrutura da comunidade.
    • ERT-2.I.3 Uma espécie indicadora é uma planta ou animal que, por sua presença, abundância, escassez ou composição química, demonstra que algum aspecto distintivo do caráter ou qualidade de um ecossistema está presente.

    Objetivo de Aprendizagem ERT-2.J: Descrever o efeito da sucessão ecológica nos ecossistemas.

    • ERT-2.J.1 Membros pioneiros de espécies de sucesso inicial geralmente invadem habitats desocupados e, ao longo do tempo, se adaptam às suas condições particulares, o que pode resultar na origem de novas espécies.
    • ERT-2.J.2 A sucessão em um ecossistema perturbado afetará a biomassa total, a riqueza de espécies e a produtividade líquida ao longo do tempo.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Sucessão Ecológica

    Sucessão ecológica 生态演替 é a mudança gradual e ordenada em uma comunidade ao longo do tempo:

    • Sucessão primária 初级演ito começa em rocha nua sem solo – após o recuo de um glaciar ou o resfriamento de lava. Espécies pioneiras 先锋物种, como líquens 地衣, chegam primeiro e lentamente formam solo. É lenta.
    Uma superfície rochosa coberta por manchas crostáceas amarelas, laranjas e verde-claro de líquens
    Líquens crescendo diretamente sobre rocha nua. Como espécies pioneiras, eles lentamente quebram a rocha e formam o primeiro solo fino
    • Sucessão secundária 次级演ito segue uma perturbação que deixa o solo intacto – após um incêndio ou abandono agrícola – sendo muito mais rápida.

    A sucessão tende a alcançar uma comunidade clímax 顶极群落 relativamente estável. Dois papéis especiais moldam uma comunidade desproporcionalmente à sua abundância: uma espécie-chave 关键种, cujas atividades mantêm a estrutura da comunidade unida (removê-la faz a comunidade colapsar – lontras marinhas controlando ouriços), e uma espécie indicadora 指示物种, cuja presença ou saúde sinaliza a condição de todo o ecossistema (líquens desaparecem onde o ar está poluído).

    Sucessão primária constrói-se a partir de rocha nua; sucessão secundária regenera-se a partir do solo sobrevivente
    Sucessão primária constrói-se a partir de rocha nua; sucessão secundária regenera-se a partir do solo sobrevivente

    Exemplo resolvido. Um lago abriga 3 espécies de peixes com 5, 3 e 2 indivíduos ($N=10$). Índice de Diversidade de Simpson $=1-\sum\left(\tfrac{n}{N}\right)^2 = 1-\left[(0.5)^2+(0.3)^2+(0.2)^2\right] = 1-0.38 = 0.62$. Um valor próximo a 1 indica alta diversidade; próximo a 0 indica que uma espécie domina. Adicionar uma quarta espécie de tamanho igual aumentaria o índice.

    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    Ecological succession/ˌekəˈlɒdʒɪkl səkˈseʃn/ 生态演替 shēng tài yǎn tì
    Primary succession/ˈpraɪməri səkˈseʃn/ 初级演替 chū jí yǎn tì
    Pioneer species/paɪəˈnɪə ˈspiːsiːz/ 先锋物种 xiān fēng wù zhǒng
    lichens/ˈlaɪkənz/ 地衣 dì yī
    Secondary succession/ˈsekəndəri səkˈseʃn/ 次级演替 cì jí yǎn tì
    climax community/ˈklaɪmæks kəˈmjuːnɪti/ 顶极群落 dǐng jí qún luò
    keystone species/ˈkiːstəʊn ˈspiːsiːz/ 关键种 guān jiàn zhǒng
    indicator species/ˈɪndɪkeɪtə ˈspiːsiːz/ 指示物种 zhǐ shì wù zhǒng
    2.7

    Dicas de prova

    • Descreva a biodiversidade em três níveis: genético, de espécies e de habitat, e vincule maior diversidade a maior resiliência.
    • Espécies especialistas (necessidades estreitas) são mais vulneráveis do que generalistas quando um habitat muda.
    • Diferencie sucessão primária (rocha nua, sem solo, lenta) de secundária (solo intacto, mais rápida).
    • Explique uma espécie-chave (efeito desproporcional) e uma espécie indicadora (sinaliza a saúde do ecossistema).
    • Cite os quatro serviços ecossistêmicos (provisionamento, regulação, cultural, suporte) com exemplos.
  • 3

    Populações

    Assistir aula
    3.1

    Espécies Generalistas e Especialistas

    Programa

    Compreensão Essencial (ERT-3): Populações mudam ao longo do tempo em reação a uma variedade de fatores.

    Objetivo de Aprendizagem ERT-3.A: Identificar diferenças entre espécies generalistas e especialistas.

    • ERT-3.A.1 Espécies tendem a ter vantagem em habitats que permanecem constantes, enquanto espécies generalistas tendem a ter vantagem em habitats que estão mudando.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Um generalista 广适性物种 pode viver em muitos habitats e comer muitos alimentos (guaxinim, barata) – flexível, lidando bem com mudanças. Um especialista 狭适性物种 precisa de condições ou alimentos específicos (panda, canguru) – eficiente em um habitat estável, mas muito vulnerável se esse habitat mudar.

    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    generalist/ˈdʒenərəlɪst/ 广适性物种 guǎng shì xìng wù zhǒng
    specialist/ˈspeʃəlɪst/ 狭适性物种 xiá shì xìng wù zhǒng
    3.2

    Espécies Selecionadas K e r

    Programa

    Compreensão Essencial (ERT-3): Populações mudam ao longo do tempo em reação a uma variedade de fatores.

    Objetivo de Aprendizagem ERT-3.B: Identificar diferenças entre espécies K e r selecionadas.

    • ERT-3.B.1 Espécies K-selecionadas tendem a ser grandes, ter poucos descendentes por evento reprodutivo, viver em ambientes estáveis, gastar significativa energia para cada descendente, amadurecer após muitos anos de juventude prolongada e cuidado parental, ter longas esperanças/expectativas de vida, e se reproduzir mais de uma vez em sua vida. A competição por recursos nos habitats das espécies K-selecionadas geralmente é relativamente alta.
    • ERT-3.B.2 Espécies r-selecionadas tendem a ser pequenas, ter muitos descendentes, gastar ou investir mínima energia para cada descendente, amadurecer cedo, ter curtas esperanças de vida, e podem se reproduzir apenas uma vez em sua vida. A competição por recursos nos habitats das espécies r-selecionadas tipicamente é relativamente baixa.
    • ERT-3.B.3 Potencial biótico refere-se à taxa máxima de reprodução de uma população em condições ideais.
    • ERT-3.B.4 Muitas espécies têm estratégias reprodutivas que não são exclusivamente r-selecionadas ou K-selecionadas, ou elas mudam em diferentes condições em diferentes momentos.
    • ERT-3.B.5 Espécies K-selecionadas são tipicamente mais afetadas negativamente por espécies invasoras do que as espécies r-selecionadas, que são minimamente afetadas por espécies invasoras. A maioria das espécies invasoras são espécies r-selecionadas.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Duas estratégias reprodutivas:

    • Espécies $r$-selected produzem muitos descendentes com pouco cuidado, amadurecem rápido e têm vida curta (insetos, ervas daninhas). Colonizam rapidamente e sofrem boom-and-bust.
    • Espécies $K$-selected produzem poucos descendentes com muito cuidado, amadurecem devagar e vivem muito (elefantes, humanos). Elas se saem bem perto da capacidade de suporte em ambientes estáveis, mas recuperam-se lentamente de perdas.
    Um elefante adulto caminhando com seu único filhote pequeno pelo planície gramada
    Um elefante com seu único filhote: uma espécie K-selected tem poucos jovens, mas investe pesadamente em cada um, recuperando-se lentamente se os números caírem
    Um coelho jovem: espécies r-selected produzem muitos descendentes rapidamente com pouco investimento parental
    Um coelho jovem: espécies r-selected produzem muitos descendentes rapidamente com pouco investimento parental
    3.3

    Curvas de Sobrevivência

    Programa

    Compreensão Essencial (ERT-3): Populações mudam ao longo do tempo em reação a uma variedade de fatores.

    Objetivo de Aprendizagem ERT-3.C: Explicar curvas de sobrevivência.

    • ERT-3.C.1 Uma curva de sobrevivência é uma linha que exibe as taxas relativas de sobrevivência de uma coorte — um grupo de indivíduos da mesma idade — em uma população, desde o nascimento até a idade máxima alcançada por qualquer membro da coorte. Existem curvas Tipo I, Tipo II e Tipo III.
    • ERT-3.C.2 As curvas de sobrevivência diferem entre espécies K-selecionadas e r-selecionadas, com espécies K-selecionadas tipicamente seguindo uma curva Tipo I ou Tipo II e espécies r-selegadas seguindo uma curva Tipo III.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Uma curva de sobrevivência 存活曲线 plota quantos indivíduos sobrevivem em cada idade (em escala logarítmica). Tipo I (humanos): a maioria sobrevive até a velhice e depois morre – curva convexa. Tipo II (muitas aves): taxa de mortalidade constante em todas as idades – linha reta. Tipo III (espécies $r$-selected: peixes, insetos): a maioria morre jovem, poucos sobrevivem – curva côncava.

    Curvas de sobrevivência Tipo I, II e III em escala logarítmica
    Curvas de sobrevivência Tipo I, II e III em escala logarítmica
    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    survivorship curve/səˈvaɪvəʃɪp kɜːv/ 存活曲线 cún huó qū xiàn
    3.4

    Capacidade de Suporte

    Programa

    Compreensão Essencial (ERT-3): Populações mudam ao longo do tempo em reação a uma variedade de fatores.

    Objetivo de Aprendizagem ERT-3.D: Descrever capacidade portadora.

    • ERT-3.D.1 Quando uma população excede sua capacidade portadora (capacidade portadora pode ser denotada como K), ocorre ultrapassagem. Existem impactos ambientais da ultrapassagem populacional, incluindo esgotamento de recursos.

    Objetivo de Aprendizagem ERT-3.E: Descrever o impacto da capacidade portadora sobre ecossistemas.

    • ERT-3.E.1 Um efeito ecológico principal da ultrapassagem populacional é o declínio da população (muitas vezes grave a catastrófico) porque a falta de recursos disponíveis leva à fome, doença e/ou conflito.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Ciclos de populações de predadores e presas
    Crescimento exponencial vs logístico

    A capacidade de suporte 环境容纳量 ($K$) é a população máxima que um ambiente pode sustentar a longo prazo. Uma população pode ultrapassar $K$ quando recursos são temporariamente abundantes, e depois entrar em colapso (dieback) quando os recursos acabam. Populações tendem a flutuar em torno de $K$.

    O crescimento populacional estabiliza-se na capacidade de suporte do ambiente
    O crescimento populacional estabiliza na capacidade de suporte do ambiente
    Um rebanho de veados: quando uma população se aproxima da capacidade de suporte, os recursos limitam o crescimento adicional
    Um rebanho de veados: quando uma população se aproxima da capacidade de suporte, os recursos limitam o crescimento adicional
    Explorar

    Crescimento até a capacidade de carga

    Uma população cresce em direção à capacidade de carga $K$ que seus recursos podem suportar, depois estabiliza. Aumente a taxa de crescimento e observe a ultrapassagem e o ajuste.

    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    carrying capacity/ˈkæriɪŋ kəˈpæsɪti/ 环境容纳量 huán jìng róng nà liàng
    exponentially/ˌekspəˈnenʃəli/ 指数增长 zhǐ shù zēng zhǎng
    logistic/ləˈdʒɪstɪk/ 逻辑斯蒂增长 luó jí sī dì zēng zhǎng
    Limiting factors/ˈlɪmɪtɪŋ ˈfæktəz/ 限制因素 xiàn zhì yīn sù
    age-structure diagram/eɪdʒ ˈstrʌktʃə ˈdaɪəɡræm/ 年龄结构图 nián líng jié gòu tú
    total fertility rate/ˈtəʊtl fɜːˈtɪlɪti reɪt/ 总生育率 zǒng shēng yù lǜ
    ecological footprint/ˌekəˈlɒdʒɪkl ˈfʊtprɪnt/ 生态足迹 shēng tài zú jì
    3.5

    Crescimento Populacional e Disponibilidade de Recursos

    Programa

    Compreensão Essencial (ERT-3): Populações mudam ao longo do tempo em reação a uma variedade de fatores.

    Objetivo de Aprendizagem ERT-3.F: Explicar como a disponibilidade de recursos afeta o crescimento populacional.

    • ERT-3.F.1 O crescimento populacional é limitado por fatores ambientais, especialmente pelos recursos e espaço disponíveis.
    • ERT-3.F.2 A disponibilidade de recursos e a base total de recursos são limitadas e finitas em todas as escalas de tempo.
    • ERT-3.F.3 Quando os recursos necessários para o crescimento de uma população são abundantes, o crescimento populacional geralmente acelera.
    • ERT-3.F.4 Quando a base de recursos de uma população diminui, o aumento no potencial para distribuição desigual de recursos resultará finalmente em aumento da mortalidade, diminuição da fecundidade ou ambos, resultando em declínio do crescimento populacional até, ou abaixo, da capacidade portadora.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Com recursos abundantes, uma população cresce exponencialmente 指数增长 (curva ⟨$J$⟩). À medida que os recursos ficam limitados, o crescimento desacelera para logístico 逻辑斯蒂增长 (curva ⟨$S$⟩), nivelando-se em ⟨$K$⟩. Fatores limitantes 限制因素 (alimento, água, espaço, doença) definem o teto.

    3.6

    Diagramas de Estrutura Etária

    Programa

    Compreensão Duradoura (EIN-1): Populações humanas mudam em reação a uma variedade de fatores, incluindo fatores sociais e culturais.

    Objetivo de Aprendizagem EIN-1.A: Explicar diagramas de estrutura etária.

    • EIN-1.A.1 As taxas de crescimento populacional podem ser interpretadas a partir de diagramas de estrutura etária pela forma da estrutura.
    • EIN-1.A.2 Uma população em rápido crescimento terá, por regra, uma proporção maior de pessoas mais jovens comparado a populações estáveis ou em declínio.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Um diagrama de estrutura etária 年龄结构图 mostra a proporção de uma população em cada grupo de idade. Base larga (muitos jovens) prevê crescimento rápido; barras uniformes preveem uma população estável; base estreita prevê declínio. Eles projetam a futura população de um país.

    Pirâmides etárias de um país em desenvolvimento e de um país desenvolvido
    Pirâmides etárias de um país em desenvolvimento e de um país desenvolvido
    3.7

    Taxa Total de Fertilidade

    Programa

    Compreensão Duradoura (EIN-1): Populações humanas mudam em reação a uma variedade de fatores, incluindo fatores sociais e culturais.

    Objetivo de Aprendizagem EIN-1.B: Explicar fatores que afetam a taxa total de fertilidade em populações humanas.

    • EIN-1.B.1 A taxa total de fertilidade (TFR) é afetada pela idade em que as mulheres têm seu primeiro filho, oportunidades educacionais para mulheres, acesso ao planejamento familiar e atos e políticas governamentais.
    • EIN-1.B.2 Se a taxa de fertilidade estiver nos níveis de reposição, uma população é considerada relativamente estável.
    • EIN-1.B.3 Fatores associados às taxas de mortalidade infantil incluem se as mães têm acesso a boa saúde e nutrição. Mudanças nesses fatores podem levar a mudanças nas taxas de mortalidade infantil ao longo do tempo.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    A taxa total de fecundidade 总生育率 (TTF) é o número médio de filhos por mulher. Um nível de reposição de aproximadamente 2.1 mantém a população estável; acima desse valor, ela cresce; abaixo, diminui. A TTF diminui com a educação, o acesso ao planejamento familiar e a menor mortalidade infantil.

    3.8

    Dinâmica da População Humana

    Programa

    Compreensão Duradoura (EIN-1): Populações humanas mudam em reação a uma variedade de fatores, incluindo fatores sociais e culturais.

    Objetivo de Aprendizagem EIN-1.C.1: Explicar como populações humanas experimentam crescimento e declínio.

    • EIN-1.C.1 Taxas de natalidade, taxas de mortalidade infantil e taxas gerais de mortalidade, acesso ao planejamento familiar, acesso a boa nutrição, acesso à educação e adiamento do casamento afetam se uma população humana está crescendo ou declinando.
    • EIN-1.C.2 Fatores que limitam a população humana global incluem a capacidade portadora da Terra e os fatores básicos que limitam o crescimento da população humana conforme estabelecidos pela teoria malthusiana.
    • EIN-1.C.3 O crescimento populacional pode ser afetado tanto por fatores independentes da densidade, como grandes tempestades, incêndios, ondas de calor ou secas, quanto por fatores dependentes da densidade, como acesso à água potável e ar limpo, disponibilidade de alimentos, transmissão de doenças ou tamanho do território.
    • EIN-1.C.4 A regra dos 70 afirma que dividir o número 70 pela taxa percentual de crescimento populacional aproxima-se do tempo de duplicação da população.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    O crescimento da população humana depende da taxa de natalidade, taxa de mortalidade e migração. O crescimento rápido sobrecarrega recursos e aumenta a pegada ecológica 生态足迹. Fatores que reduzem as taxas de natalidade incluem educação (especialmente de mulheres), urbanização e desenvolvimento econômico.

    Exemplo resolvido. Um país tem taxa de natalidade de ⟨$30$⟩ por ⟨$1000$⟩ e taxa de mortalidade de ⟨$10$⟩ por ⟨$1000$⟩. A taxa de crescimento natural é ⟨$\dfrac{30-10}{10}=2.0\%$⟩ por ano (dividindo a diferença por mil por ⟨$10$⟩ converte para percentual). Pela regra dos 70, a população dobra em aproximadamente ⟨$\dfrac{70}{2.0}=35$⟩ anos. Se o desenvolvimento reduzisse a taxa de crescimento para ⟨$1.0\%$⟩, o tempo de duplicação estenderia-se para ⟨$\dfrac{70}{1.0}=70$⟩ anos.

    Um cruzamento urbano lotado: a dinâmica da população humana depende das taxas de natalidade, mortalidade e migração
    Um cruzamento urbano lotado: a dinâmica da população humana depende de taxas de natalidade, mortalidade e migração
    3.9

    Transição Demográfica

    Programa

    Compreensão Duradoura (EIN-1): Populações humanas mudam em reação a uma variedade de fatores, incluindo fatores sociais e culturais.

    Objetivo de Aprendizagem EIN-1.D: Definir a transição demográfica.

    • EIN-1.D.1 A transição demográfica refere-se à transição de altas para baixas taxas de natalidade e mortalidade em um país ou região à medida que o desenvolvimento ocorre e esse país passa de um sistema econômico pré-industrial para industrializado. Essa transição tipicamente é demonstrada através de um modelo de quatro estágios de transição demográfica (DTM).
    • EIN-1.D.2 Características de países em desenvolvimento incluem taxas de mortalidade infantil mais altas e mais crianças na força de trabalho do que países desenvolvidos.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    A transição demográfica 人口转型 descreve como o crescimento de um país muda à medida que se desenvolve, em etapas: (1) altas taxas de natalidade e mortalidade (crescimento lento); (2) queda na taxa de mortalidade (crescimento rápido); (3) queda na taxa de natalidade (crescimento desacelerando); (4) ambas baixas (estável). Nações desenvolvidas estão em etapas posteriores; muitas nações em desenvolvimento estão nas etapas de crescimento rápido.

    As quatro etapas da transição demográfica
    As quatro etapas da transição demográfica

    A população cresce mais rápido nas etapas 2 e 3 – o lapso entre uma ainda alta taxa de natalidade e uma já caída taxa de mortalidade. Esse atraso é por que a população de um país continua subindo muito depois que sua taxa de mortalidade cai.

    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    demographic transition/ˌdeməˈɡræfɪk trænˈsɪʃn/ 人口转型 rén kǒu zhuǎn xíng
    3.9

    Dicas de prova

    • Use a regra dos 70: tempo de duplicação ≈ 70 ÷ taxa de crescimento(%); uma taxa de crescimento é (nascidos − mortos) por 1000 ÷ 10.
    • Leia diagramas de estrutura etária: base larga prevê crescimento rápido, barras uniformes uma população estável.
    • Contraste estratégias r-selected (muitos descendentes, pouco cuidado) e K-selected (poucos, muito cuidado).
    • Conheça as etapas da transição demográfica e o que reduz as taxas de natalidade (educação, planejamento familiar, desenvolvimento).
    • Uma taxa de crescimento em queda ainda significa crescimento — a população só diminui quando as mortes superam os nascimentos.
  • 4

    Sistemas Terrestres e Recursos

    Assistir aula
    4.1

    Tectônica de Placas

    Programa

    Compreensão Duradoura (ERT-4): Os sistemas da Terra interagem, resultando em um estado de equilíbrio ao longo do tempo.

    Objetivo de Aprendizagem ERT-4.A: Descrever as alterações geológicas e eventos que ocorrem em bordas de placas convergentes, divergentes e transformantes.

    • ERT-4.A.1 Bordas convergentes podem resultar na criação de montanhas, arcos insulares, terremotos e vulcões.
    • ERT-4.A.2 Bordas divergentes podem resultar em expansão do assoalho oceânico, vales de rift, vulcões e terremotos.
    • ERT-4.A.3 Bordas transformantes podem resultar em terremotos.
    • ERT-4.A.4 Mapas que mostram a distribuição global de bordas de placas podem ser usados para determinar a localização de vulcões, arcos insulares, terremotos, pontos quentes e falhas.
    • ERT-4.A.5 Um terremoto ocorre quando o estresse supera uma falha trancada, liberando energia armazenada.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Os três limites de placas

    A crosta da Terra é dividida em placas 板块 que se movem lentamente sobre o manto – tectônica de placas 板块构造. Em limites divergentes, as placas se afastam (nova crosta); em convergentes, colidem (montanhas, vulcões, terremotos); em transformantes, deslizam uma ao lado da outra (terremotos). Limites criam riscos naturais, mas também solos vulcânicos e recursos minerais.

    Lava incandescente e fluida jorrando de um cráter vulcânico escuro na Islândia
    Um vulcão em erupção em um limite de placa na Islândia. Rocha fundida subindo entre placas divergentes constrói nova crosta
    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    plates/pleɪts/ 板块 bǎn kuài
    plate tectonics/pleɪt tekˈtɒnɪks/ 板块构造 bǎn kuài gòu zào
    4.2

    Formação do Solo e Erosão

    Programa

    Compreensão Duradoura (ERT-4): Os sistemas da Terra interagem, resultando em um estado de equilíbrio ao longo do tempo.

    Objetivo de Aprendizagem ERT-4.B: Descrever as características e formação do solo.

    • ERT-4.B.1 Solos são formados quando material-pai é intemperizado, transportado e depositado.
    • ERT-4.B.2 Solos geralmente são categorizados por horizontes com base em sua composição e material orgânico.
    • ERT-4.B.3 Solos podem ser erodidos por ventos ou água. Proteger solos pode proteger a qualidade da água, pois solos filtram e limpam eficazmente a água que passa por eles.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Solo 土壤 forma-se lentamente à medida que rochas sofrem intemperismo 风化 e matéria orgânica se acumula. Erosão 侵蚀 é a remoção de solo pelo vento e pela água, acelerada pela retirada da vegetação (agricultura, desmatamento, pastoreio excessivo). Como o solo forma-se tão lentamente, a erosão mais rápida que a formação esgota um recurso vital.

    Horizontes de solo formam-se com o tempo enquanto a rocha-mãe sofre intemperismo; a erosão pode remover o horizonte superficial e reverter esse progresso
    Horizontes de solo formam-se com o tempo enquanto a rocha-mãe sofre intemperismo; a erosão pode remover o horizonte superficial e reverter esse progresso
    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    Soil/sɔɪl/ 土壤 tǔ rǎng
    weathers/ˈweðəz/ 风化 fēng huà
    Erosion/ɪˈrəʊʒn/ 侵蚀 qīn shí
    texture/ˈtekstʃə/ 质地 zhì dì
    4.3

    Composição e Propriedades do Solo

    Programa

    Compreensão Duradoura (ERT-4): Os sistemas da Terra interagem, resultando em um estado de equilíbrio ao longo do tempo.

    Objetivo de Aprendizagem ERT-4.C: Descrever semelhanças e diferenças entre propriedades de diferentes tipos de solo.

    • ERT-4.C.1 Capacidade de retenção de água — a quantidade total de água que o solo pode segurar — varia com diferentes tipos de solo. A retenção de água contribui para a produtividade e fertilidade da terra.
    • ERT-4.C.2 O tamanho das partículas e a composição de cada horizonte do solo podem afetar a porosidade, permeabilidade e fertilidade do solo.
    • ERT-4.C.3 Existem uma variedade de métodos para testar as propriedades químicas, físicas e biológicas do solo que podem auxiliar em uma variedade de decisões, como irrigação e requisitos de fertilizante.
    • ERT-4.C.4 Um triângulo de textura do solo é um diagrama que permite a identificação e comparação de tipos de solo com base em sua porcentagem de argila, silte e areia.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    O solo é uma mistura de areia, silte e argila (sua textura 质地), além de matéria orgânica, água e ar, dispostos em horizontes 土层. A textura controla a porosidade 孔隙度 e a permeabilidade 渗透性 – quão bem o solo retém água e nutrientes. Loam (uma mistura equilibrada) é o melhor para plantas.

    Uma vala vertical cortada no solo, mostrando uma faixa escura de horizonte superficial sobre camadas minerais avermelhadas, com uma fita métrica para escala
    Uma vala cavada no solo mostra seus horizontes: horizonte superficial orgânico escuro no topo, seguido por camadas minerais mais claras, sobre rocha quebrada (fita métrica para escala)
    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    horizons/həˈraɪznz/ 土层 tǔ céng
    porosity/pɔːˈrɒsɪti/ 孔隙度 kǒng xì dù
    permeability/ˌpɜːməˈbɪlɪti/ 渗透性 shèn tòu xìng
    atmosphere/ˈætməsfɪə/ 大气层 dà qì céng
    troposphere/ˈtrɒpəsfɪə/ 对流层 duì liú céng
    stratosphere/ˈstrætəsfɪə/ 平流层 píng liú céng
    global wind patterns/ˈɡləʊbl wɪnd ˈpætnz/ 全球风带 quán qiú fēng dài
    convection cells/kənˈvekʃn selz/ 对流环流 duì liú huán liú
    Coriolis effect/ˌkɒrɪˈəʊliz ɪˈfekt/ 科里奥利效应 kē lǐ ào lì xiào yìng
    4.4

    Atmosfera da Terra

    Programa

    Compreensão Duradoura (ERT-4): Os sistemas da Terra interagem, resultando em um estado de equilíbrio ao longo do tempo.

    Objetivo de Aprendizagem ERT-4.D: Descrever a estrutura e composição da atmosfera da Terra.

    • ERT-4.D.1 A atmosfera é composta por gases principais, cada um com sua própria abundância relativa.
    • ERT-4.D.2 As camadas da atmosfera são baseadas em gradientes de temperatura e incluem a troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera e exosfera.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    A atmosfera 大气层 é estratificada: a troposfera 对流层 (clima, onde vivemos), a estratosfera 平流层 (que contém a camada de ozônio) e camadas superiores. É composta principalmente por nitrogênio e oxigênio, com gases traço (incluindo gases de efeito estufa) que regulam a temperatura.

    Ar limpo e seco contém cerca de 78% de nitrogênio, 21% de oxigênio e 1% de outros gases
    Ar limpo e seco contém cerca de 78% de nitrogênio, 21% de oxigênio e 1% de outros gases
    4.5

    Padrões Globais de Vento

    Programa

    Compreensão Duradoura (ERT-4): Os sistemas da Terra interagem, resultando em um estado de equilíbrio ao longo do tempo.

    Objetivo de Aprendizagem ERT-4.E: Explicar como fatores ambientais podem resultar em circulação atmosférica.

    • ERT-4.E.1 Padrões globais de vento resultam principalmente da radiação solar mais intensa chegando ao equador, resultando em diferenças de densidade e no efeito de Coriolis.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Padrões globais de vento

    O aquecimento solar desigual impulsiona padrões globais de vento 全球风带. Ar quente sobe no equador e desce em torno de 30°, criando células de convecção 对流环流 (Hadley, Ferrel, polar) e ventos predominantes (alísios, ventos de oeste). A rotação da Terra desvia os ventos – o efeito Coriolis 科里奥利效应 –, moldando o clima e o tempo atmosférico.

    Três células de circulação por hemisfério determinam os ventos superficiais predominantes
    Três células de circulação por hemisfério determinam os ventos superficiais predominantes
    4.6

    Bacias Hidrográficas

    Programa

    Compreensão Duradoura (ERT-4): Os sistemas da Terra interagem, resultando em um estado de equilíbrio ao longo do tempo.

    Objetivo de Aprendizagem ERT-4.F: Descrever as características de uma bacia hidrográfica.

    • ERT-4.F.1 Características de uma dada bacia hidrográfica incluem sua área, comprimento, inclinação, solo, tipos de vegetação e divisores com bacias hidrográficas adjacentes.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Uma bacia hidrográfica 流域 é toda a terra que drena para um corpo d'água comum. Tudo o que acontece na terra – agricultura, pavimentação, poluição – afeta a água que drena para ela, tornando as bacias hidrográficas unidades-chave para o gerenciamento da qualidade da água.

    Cachoeira em uma bacia fluvial: uma bacia hidrográfica é a terra que drena para um rio ou lago
    Cachoeira em uma bacia fluvial: uma bacia hidrográfica é a terra que drena para um rio ou lago
    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    watershed/ˈwɔːtəʃed/ 流域 liú yù
    rain shadow/reɪn ˈʃædəʊ/ 雨影 yǔ yǐng
    4.7

    Radiação Solar e Estações do Ano

    Programa

    Compreensão Duradoura (ENG-2): A maioria dos processos atmosféricos da Terra é impulsionada pela entrada de energia do sol.

    Objetivo de Aprendizagem ENG-2.A: Explicar como a energia do sol afeta a superfície da Terra.

    • ENG-2.A.1 A radiação solar incidente (insolação) é a principal fonte de energia da Terra e depende da estação e da latitude.
    • ENG-2.A.2 O ângulo dos raios solares determina a intensidade da radiação solar. Devido à forma da Terra, a latitude que está diretamente perpendicular à radiação solar recebe a maior intensidade.
    • ENG-2.A.3 A maior radiação solar por unidade de área é recebida no equador e diminui em direção aos polos.
    • ENG-2.A.4 A radiação solar recebida em um local na superfície da Terra varia sazonalmente, com a maior radiação recebida durante o dia de verão mais longo do local e a menor no dia de inverno mais curto.
    • ENG-2.A.5 A inclinação do eixo de rotação da Terra causa as estações do ano no planeta e o número de horas de luz diurna em uma determinada localização na superfície terrestre.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    As estações surgem do eixo inclinado da Terra (cerca de 23.5°), e não da sua distância em relação ao Sol. O hemisfério inclinado em direção ao Sol recebe mais luz solar direta e dias mais longos (verão). A inclinação também torna os trópicos quentes durante todo o ano e os polos frios.

    A inclinação do eixo da Terra causa as estações do ano
    A inclinação do eixo da Terra causa as estações do ano
    4.8

    Geografia e Clima da Terra

    Programa

    Compreensão Duradoura (ENG-2): A maioria dos processos atmosféricos da Terra é impulsionada pela entrada de energia do sol.

    Objetivo de Aprendizagem ENG-2.B: Descrever como a geografia da Terra afeta o tempo e o clima.

    • ENG-2.B.1 O tempo e o clima são afetados não apenas pela energia solar, mas também por fatores geológicos e geográficos, como montanhas e temperatura dos oceanos.
    • ENG-2.B.2 Uma sombra de chuva é uma região terrestre que se tornou mais seca porque uma área de maior altitude bloqueia a precipitação de chegar à terra.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    A geografia molda o clima: latitude (ângulo da luz solar), altitude (mais fria com a elevação), proximidade aos oceanos (moderação da temperatura) e montanhas criando uma sombra de chuva 雨影 (lado úmido voltado ao vento, lado seco sotavento). Esses fatores decidem qual bioma se forma em cada região.

    Dunas de deserto: latitude, altitude e correntes oceânicas moldam as regiões climáticas da Terra
    Dunas de deserto: latitude, altitude e correntes oceânicas moldam as regiões climáticas da Terra
    4.9

    El Niño e La Niña

    Programa

    Compreensão Duradoura (ENG-2): A maioria dos processos atmosféricos da Terra é impulsionada pela entrada de energia do sol.

    Objetivo de Aprendizagem ENG-2.C: Descrever as mudanças ambientais e efeitos resultantes de eventos de El Niño ou La Niña (Oscilação do Sul do El Niño).

    • ENG-2.C.1 El Niño e La Niña são fenômenos associados às mudanças nas temperaturas da superfície do oceano no Oceano Pacífico. Esses fenômenos podem causar mudanças globais nos padrões de precipitação, vento e circulação oceânica.
    • ENG-2.C.2 El Niño e La Niña são influenciados por fatores geológicos e geográficos e podem afetar diferentes locais de maneiras distintas.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    El Niño e La Niña

    El Niño 厄尔尼诺 e La Niña 拉尼娜 são mudanças periódicas nas temperaturas e ventos do Oceano Pacífico. El Niño (Pacífico leste quente) e La Niña (Pacífico leste frio) alteram chuvas, tempestades e pescarias globalmente – por exemplo, enchentes em algumas regiões e secas em outras.

    Exemplo resolvido. Uma placa tectônica move-se 5 cm por ano. Que distância ela percorre em 1 milhão de anos? $5\ \text{cm/yr}\times 10^{6}\ \text{yr}=5\times10^{6}\ \text{cm}=50\ \text{km}$. Um movimento anual mínimo soma distâncias em escala de bacia oceânica ao longo do tempo geológico — a mesma taxa lenta que abre oceanos e ergue cadeias montañosas.

    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    El Niño/el ˈniːnjəʊ/ 厄尔尼诺 è ěr ní nuò
    La Niña/læ ˈniːnjə/ 拉尼娜 lā ní nà
    4.9

    Dicas de prova

    • As estações do ano decorrem da inclinação da Terra, não da sua distância do Sol.
    • O solo forma-se muito lentamente, portanto erosão mais rápida que a formação o esgota permanentemente; saiba texturas do solo (areia/silte/argila) e horizontes.
    • Explique padrões globais de vento a partir do aquecimento desigual + o efeito Coriolis, e uma sombra de chuva (lado úmido voltado ao vento, lado seco sotavento).
    • Nomeie as camadas da atmosfera (troposfera = tempo atmosférico, estratosfera = ozônio) e a composição do ar (~78% N₂, 21% O₂).
    • El Niño / La Niña são alterações de temperatura no Pacífico que mudam as precipitações globalmente.
  • 5

    Uso da Terra e da Água

    Assistir aula
    5.1

    A Tragédia dos Comuns

    Programa

    Compreensão Duradoura (EIN-2): Quando os humanos usam recursos naturais, eles alteram os sistemas naturais.

    Objetivo de Aprendizagem EIN-2.A: Explicar o conceito da tragédia dos comuns.

    • EIN-2.A.1 A tragédia dos comuns sugere que os indivíduos usarão recursos compartilhados em seu próprio interesse, em vez de seguir o bem comum, esgotando assim esses recursos.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    A tragédia dos comuns

    A tragédia dos comuns 公地悲剧: quando um recurso é compartilhado e aberto a todos (uma pesca, a atmosfera, um pasto), cada usuário extrai tanto quanto puder para ganho privado, e o recurso compartilhado é superexplorado e degradado para todos. As soluções exigem regulação, privatização ou gestão cooperativa.

    5.2

    Desmatamento em Laje (Clearcutting)

    Programa

    Compreensão Duradoura (EIN-2): Quando os humanos usam recursos naturais, eles alteram os sistemas naturais.

    Objetivo de Aprendizagem EIN-2.B: Descrever o efeito do corte raso sobre as florestas.

    • EIN-2.B.1 O corte raso pode ser economicamente vantajoso, mas leva à erosão do solo, aumento da temperatura do solo e dos córregos, e enchentes.
    • EIN-2.B.2 As florestas contêm árvores que absorvem poluentes e armazenam dióxido de carbono. O corte e a queima de árvores liberam dióxido de carbono e contribuem para as mudanças climáticas.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Desmatamento em laje 皆伐 remove todas as árvores de uma área de uma vez. É barato e eficiente, mas causa erosão 侵蚀, perda de habitat e biodiversidade, inundações e aumento das temperaturas do solo. A recuperação é lenta, e riós próximos sofrem com sedimentos.

    Encosta onde uma faixa de floresta foi completamente cortada, deixando solo marrom exposto ao lado de árvores verdes em pé
    Um desmatamento recente: todas as árvores na faixa foram retiradas de uma vez, deixando solo exposto que erode e lava para dentro dos rios
    O desmatamento reduz a biodiversidade e causa erosão, inundações e maior CO2
    O desmatamento reduz a biodiversidade e causa erosão, inundações e maior CO2
    5.3

    A Revolução Verde

    Programa

    Compreensão Duradoura (EIN-2): Quando os humanos usam recursos naturais, eles alteram os sistemas naturais.

    Objetivo de Aprendizagem EIN-2.C: Descrever as mudanças nas práticas agrícolas.

    • EIN-2.C.1 A Revolução Verde initiate uma mudança para novas estratégias e práticas agrícolas para aumentar a produção de alimentos, com resultados positivos e negativos. Algumas dessas estratégias e métodos são mecanização, organismos geneticamente modificados (OGMs), fertilização, irrigação e uso de pesticidas.
    • EIN-2.C.2 A mecanização da agricultura pode aumentar os lucros e a eficiência das fazendas. Também pode aumentar a dependência de combustíveis fósseis.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    A Revolução Verde 绿色革命 aumentou os rendimentos das culturas com sementes de alto rendimento, fertilizantes sintéticos 化肥, pesticidas 农药, irrigação e mecanização. Alimentou bilhões, mas trouxe custos: degradação do solo, poluição hídrica, alto uso de energia e água, e perda de diversidade de culturas (monocultura 单一栽培).

    Fertilizantes NPK fornecem os três elementos mais necessários às plantas
    Fertilizantes NPK fornecem os três elementos mais necessários às plantas
    5.4

    Impactos de Práticas Agrícolas

    Programa

    Compreensão Duradoura (EIN-2): Quando os humanos usam recursos naturais, eles alteram os sistemas naturais.

    Objetivo de Aprendizagem EIN-2.D: Descrever práticas agrícolas que causam danos ambientais.

    • EIN-2.D.1 Práticas agrícolas que podem causar danos ambientais incluem aração, agricultura de coivara (corte e queima) e uso de fertilizantes.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Práticas como aradura, monocultura e uso intenso de fertilizantes/pesticidas causam erosão, salinização do solo 土壤盐碱化, escoamento de nutrientes (causando eutrofização 富营养化) e perda de biodiversidade. Métodos sustentáveis reduzem esses danos.

    Terreno agrícola intensivo: aradura, fertilizantes e monoculturas aumentam o rendimento, mas podem erodir o solo e poluir a água
    Terreno agrícola intensivo: aradura, fertilizantes e monoculturas aumentam o rendimento, mas podem erodir o solo e poluir a água
    5.5

    Métodos de Irrigação

    Programa

    Compreensão Duradoura (EIN-2): Quando os humanos usam recursos naturais, eles alteram os sistemas naturais.

    Objetivo de Aprendizagem EIN-2.E: Descrever diferentes métodos de irrigação.

    • EIN-2.E.1 O maior uso humano de água doce é para irrigação (70%).
    • EIN-2.E.2 Tipos de irrigação incluem irrigação por gotejamento, irrigação por inundação, irrigação por sulcos, irrigação por gotejamento e irrigação por pulverização.

    Objetivo de Aprendizagem EIN-2.F: Descrever os benefícios e desvantagens dos diferentes métodos de irrigação.

    • EIN-2.F.1 Encharcamento ocorre quando muita água fica parada no solo, elevando o lençol freático e inibindo a capacidade das plantas de absorver oxigênio através de suas raízes.
    • EIN-2.F.2 A irrigação por sulcos envolve cortar sulcos entre as fileiras de cultivos e preenchê-los com água. Este sistema é barato, mas cerca de 1/3 da água é perdida por evaporação e escoamento superficial.
    • EIN-2.F.3 A irrigação por inundação envolve alagar um campo agrícola com água. Este sistema tem cerca de 20% da água perdida por evaporação e escoamento superficial. Isso também pode levar ao encharcamento do solo.
    • EIN-2.F.4 A irrigação por pulverização envolve bombear água subterrânea para bicos de pulverização espalhados por um campo agrícola. Este sistema é mais eficiente que a irrigação por inundação e por sulcos, com apenas 1/4 ou menos da água perdida por evaporação ou escoamento superficial. No entanto, sistemas de pulverização são mais caros que a irrigação por inundação e por sulcos, e também exigem energia para funcionar.
    • EIN-2.F.5 A irrigação por gotejamento usa mangueiras perfuradas para liberar pequenas quantidades de água diretamente às raízes das plantas. Este sistema é o mais eficiente, com apenas cerca de 5% da água perdida por evaporação e escoamento superficial. No entanto, este sistema é caro e, por isso, não é frequentemente usado.
    • EIN-2.F.6 Salinização ocorre quando os sais da água subterrânea permanecem no solo após a evaporação da água. Com o tempo, a salinização pode tornar o solo tóxico para as plantas.
    • EIN-2.F.7 Aquíferos podem ser severamente esgotados se forem excessivamente utilizados para irrigação agrícola, como aconteceu com o Aquífero Ogallala no centro dos Estados Unidos.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Irrigação 灌溉 fornece água às culturas, sendo de longe o maior uso humano de água doce - cerca de 70% dela mundialmente, um número que o exame espera que você saiba. Irrigação por gotejamento é a mais eficiente (menos evaporação); métodos de encharcamento e aspersão desperdiçam mais água e podem causar encharcamento e salinização à medida que a evaporação deixa sais para trás. A irrigação excessiva esgota aquíferos 含水层 (reservatórios subterrâneos de água doce) mais rápido do que eles se reabastecem.

    Comparação de métodos de irrigação: gotejamento desperdiça menos água, encharcamento desperdiça mais
    Comparação de métodos de irrigação: gotejamento desperdiça menos água, encharcamento desperdiça mais
    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    tragedy of the commons/ˈtrædʒədi ɒvðə ˈkɒmənz/ 公地悲剧 gōng dì bēi jù
    Clearcutting/ˈklɪəkʌtɪŋ/ 皆伐 jiē fá
    erosion/ɪˈrəʊʒn/ 侵蚀 qīn shí
    Green Revolution/ɡriːn ˌrevəˈluːʃn/ 绿色革命 lǜ sè gé mìng
    synthetic fertilizers/sɪnˈθetɪk ˈfɜːtəlaɪzəz/ 化肥 huà féi
    pesticides/ˈpestɪsaɪdz/ 农药 nóng yào
    monoculture/ˈmɒnəʊkʌltʃə/ 单一栽培 dān yī zāi péi
    soil salinization/sɔɪl ˌseɪlɪnaɪˈzeɪʃn/ 土壤盐碱化 tǔ rǎng yán jiǎn huà
    eutrophication/ˌjuːtrəfɪˈkeɪʃn/ 富营养化 fù yíng yǎng huà
    Irrigation/ˌɪrɪˈɡeɪʃn/ 灌溉 guàn gài
    aquifers/ˈækwɪfəz/ 含水层 hán shuǐ céng
    pesticide resistance/ˈpestɪsaɪd rɪˈzɪstəns/ 抗药性 kàng yào xìng
    methane/ˈmiːθeɪn/ 甲烷 jiǎ wán
    Overgrazing/ˌəʊvəˈɡreɪzɪŋ/ 过度放牧 guò dù fàng mù
    desertification/dɪˌzɜːtɪfɪˈkeɪʃn/ 荒漠化 huāng mò huà
    rotational grazing/rəʊˈteɪʃənl ˈɡreɪzɪŋ/ 轮牧 lún mù
    Overfishing/ˌəʊvəˈfɪʃɪŋ/ 过度捕捞 guò dù bǔ lāo
    5.6

    Métodos de Controle de Pragas

    Programa

    Compreensão Duradoura (EIN-2): Quando os humanos usam recursos naturais, eles alteram os sistemas naturais.

    Objetivo de Aprendizagem EIN-2.G: Descrever os benefícios e desvantagens dos diferentes métodos de controle de pragas.

    • EIN-2.G.1 Uma consequência do uso de métodos comuns de controle de pragas, como pesticidas, herbicidas, fungicidas, ratificidas e inseticidas, é que os organismos podem desenvolver resistência a eles através da seleção artificial. O controle de pragas diminui os danos às culturas por pragas e aumenta os rendimentos das colheitas.
    • EIN-2.G.2 As culturas podem ser geneticamente modificadas para aumentar sua resistência a pragas e doenças. No entanto, o uso de culturas geneticamente modificadas no plantio ou de outras formas pode levar à perda da diversidade genética dessa cultura específica.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Pesticidas matam pragas e aumentam o rendimento, mas causam problemas: prejudicam espécies não-alvo, poluem a água e levam à resistência a pesticidas 抗药性 (sobreviventes se reproduzem, exigindo doses maiores – o "treadmill dos pesticidas").

    Pulverização aérea de pesticidas: controle químico de pragas pode proteger rendimentos, mas também prejudica espécies não-alvo e cria pragas resistentes
    Pulverização aérea de pesticidas: controle químico de pragas pode proteger rendimentos, mas também prejudica espécies não-alvo e cria pragas resistentes
    5.7

    Métodos de Produção de Carne

    Programa

    Compreensão Duradoura (EIN-2): Quando os humanos usam recursos naturais, eles alteram os sistemas naturais.

    Objetivo de Aprendizagem EIN-2.H: Identificar diferentes métodos de produção de carne.

    • EIN-2.H.1 Os métodos de produção de carne incluem operações concentradas de criação animal (CAFOs), também chamadas de feedlots, e pastagens em liberdade.

    Objetivo de Aprendizagem EIN-2.I: Descrever os benefícios e desvantagens dos diferentes métodos de produção de carne.

    • EIN-2.I.1 A produção de carne é menos eficiente que a agricultura; leva aproximadamente 20 vezes mais terra para produzir a mesma quantidade de calorias a partir de carne do que de plantas.
    • EIN-2.I.2 Operações concentradas de criação animal (CAFOs) são usadas como uma forma de preparar rapidamente o gado para abate. Elas tendem a ser lotadas, e os animais são alimentados com grãos ou ração que não são tão adequadas quanto a capim. Além disso, as feedlots geram uma grande quantidade de resíduos orgânicos, que podem contaminar as águas subterrâneas e superficiais. O uso de feedlots é menos caro que outros métodos, o que pode manter os custos para os consumidores baixos.
    • EIN-2.I.3 A pastagem em liberdade permite que os animais pastem em capim durante todo o seu ciclo de vida. A carne de animais de pastagem em liberdade tende a estar livre de antibióticos e outros químicos usados nas feedlots. Os resíduos orgânicos desses animais atuam como fertilizantes. A pastagem em liberdade requer grandes áreas de terra e a carne produzida é mais cara para os consumidores.
    • EIN-2.I.4 A superpastejamento ocorre quando muitos animais se alimentam em uma área específica de terra. A superpastejamento causa a perda de vegetação, o que leva à erosão do solo.
    • EIN-2.I.5 A superpastejamento pode causar desertificação. Desertificação é a degradação de regiões de baixa precipitação rumo a um estado cada vez mais árido até se tornarem desertos.
    • EIN-2.I.6 Menos consumo de carne poderia reduzir $\text{CO}_2$, metano e emissões de $\text{N}_2\text{O}$; conservar água; reduzir o uso de antibióticos e hormônios de crescimento; e melhorar o solo superficial.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Produzir carne, especialmente em unidades concentradas de alimentação animal (CAFOs), usa grandes quantidades de terra, água, ração e energia, e gera resíduos e metano 甲烷 (um gás de efeito estufa). A carne é muito menos eficiente energeticamente que alimentos vegetais devido à regra dos 10% – níveis tróficos superiores desperdiçam mais energia.

    Sobrepastoreio 过度放牧 - permitir que o gado coma vegetação mais rápido do que ela regenera - remove a cobertura protetora do solo. Em terras áridas, isso pode levar à desertificação 荒漠化: a degradação de regiões de baixa precipitação até que se tornem desertos. A resposta sustentável é pastoreio rotativo 轮牧, mover o gado regularmente entre pastagens para que nenhuma área seja pastejada até ficar nua.

    5.8

    Impactos da Superpesca

    Programa

    Compreensão Duradoura (EIN-2): Quando os humanos usam recursos naturais, eles alteram os sistemas naturais.

    Objetivo de Aprendizagem EIN-2.J: Descrever as causas e problemas relacionados à superpesca.

    • EIN-2.J.1 A superpesca levou à extrema escassez de algumas espécies de peixes, o que pode reduzir a biodiversidade em sistemas aquáticos e prejudicar pessoas que dependem da pesca para alimentação e comércio.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Superpesca 过度捕捞 retira peixes mais rápido do que eles se reproduzem, causando colapso populacional (como o bacalhau). Captura acidental (peixe indesejado) e métodos destrutivos (arrasto de fundo) danificam ecossistemas. É uma clássica tragédia dos comuns nos oceanos abertos.

    Explorar

    Leve um estoque pesqueiro além de seu limite

    Uma população cresce em direção à sua capacidade de carga $K$, mas a colheita mais rápida do que sua reprodução faz o estoque colapsar. Aumente a pressão e observe a queda da população.

    5.9

    Impactos da Mineração

    Programa

    Compreensão Duradoura (EIN-2): Quando os humanos usam recursos naturais, eles alteram os sistemas naturais.

    Objetivo de Aprendizagem EIN-2.K: Descrever a extração de recursos naturais através da mineração.

    • EIN-2.K.1 À medida que os minérios mais acessíveis são esgotados, as operações mineiras são forçadas a acessar minérios de menor teor. O acesso a esses minérios exige maior uso de recursos que podem causar aumento de resíduos e poluição.
    • EIN-2.K.2 A mineração a céu aberto é a remoção de grandes porções de solo e rocha, chamadas de sobrecarga, para acessar o minério abaixo. Um exemplo é a mineração em tiras, que remove a vegetação de uma área, tornando-a mais suscetível à erosão.

    Objetivo de Aprendizagem EIN-2.L: Descrever os impactos ecológicos e econômicos da extração de recursos naturais através da mineração.

    • EIN-2.L.1 Os rejeitos da mineração incluem o solo e as rochas movidos para ganhar acesso ao minério e o resíduo, chamado escória e rejeitos, que permanecem quando os minerais foram removidos do minério. A mineração ajuda a fornecer energia e materiais de baixo custo necessários para fabricar produtos. A mineração de carvão pode destruir habitats, contaminar águas subterrâneas e liberar partículas de poeira e metano.
    • EIN-2.L.2 À medida que as reservas de carvão diminuem, devido à falta de reservas facilmente acessíveis, torna-se necessário acessar o carvão através da mineração subterrânea, que é muito cara.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Mining 采矿 extrai minerais e combustíveis, mas perturba a terra, especialmente na mineração superficial (a céu aberto) e no remoção do topo de montanhas. Os impactos incluem destruição de habitat, drenagem ácida de minas 酸性矿山废水 e rejeitos tóxicos que poluem a água.

    Uma vasta mina a céu aberto: uma espiral de patamares em degraus cortados profundamente no solo, com quilómetros de extensão
    Uma mina a céu aberto 露天矿: os patamares são cortados cada vez mais largos e profundos para alcançar o minério, destruindo habitats e expondo rochas que poluem a água

    Quando os depósitos de fácil acesso se esgotam, a mineração move-se para o subsolo na mineração subterrânea 地下开采, que é muito mais cara e perigosa — o mesmo padrão ocorre com o carvão à medida que as reservas acessíveis diminuem.

    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    Mining/ˈmaɪnɪŋ/ 采矿 cǎi kuàng
    acid mine drainage/ˈæsɪd maɪn ˈdreɪnɪdʒ/ 酸性矿山废水 suān xìng kuàng shān fèi shuǐ
    subsurface mining/ˈsʌbsəfɪs ˈmaɪnɪŋ/ 地下开采 dì xià kāi cǎi
    Urbanization/ˌɜːbənaɪˈzeɪʃn/ 城市化 chéng shì huà
    impervious surfaces/ɪmˈpɜːvɪəs ˈsɜːfɪsɪz/ 不透水面 bù tòu shuǐ miàn
    urban heat islands/ˈɜːbən hiːt ˈaɪləndz/ 热岛 rè dǎo
    hydrologic cycle/ˌhaɪdrəˈlɒdʒɪk ˈsaɪkl/ 水循环 shuǐ xún huán
    saltwater intrusion/ˈsɒltwɔːtə ɪnˈtruːʒn/ 海水入侵 hǎi shuǐ rù qīn
    ecological footprint/ˌekəˈlɒdʒɪkl ˈfʊtprɪnt/ 生态足迹 shēng tài zú jì
    open-pit mine/ˈəʊpən pɪt maɪn/ 露天矿 lù tiān kuàng
    5.10

    Impactos da Urbanização

    Programa

    Compreensão Duradoura (EIN-2): Quando os humanos usam recursos naturais, eles alteram os sistemas naturais.

    Objetivo de Aprendizagem EIN-2.M: Descrever os efeitos da urbanização sobre o meio ambiente.

    • EIN-2.M.1 A urbanização pode levar ao esgotamento de recursos e à intrusão de água salgada no ciclo hidrológico.
    • EIN-2.M.2 A urbanização, através da queima de combustíveis fósseis e aterros sanitários, afeta o ciclo do carbono aumentando a quantidade de dióxido de carbono na atmosfera.
    • EIN-2.M.3 Superfícies impermeáveis são estruturas feitas pelo homem — como estradas, edifícios, calçadas e estacionamentos — que não permitem que a água chegue ao solo, levando a enchentes.
    • EIN-2.M.4 Espalhamento urbano é a mudança na distribuição populacional de áreas de alta densidade demográfica para subúrbios de baixa densidade que se expandem para terras rurais, levando a potenciais problemas ambientais.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Urbanização 城市化 substitui a terra natural por superfícies impermeáveis 不透水面 (estradas, edifícios), aumentando o escoamento superficial e inundações, criando ilhas de calor urbano 热岛, e gerando poluição e resíduos. O expansão urbana consome terras agrícolas e habitat. Ela também sobrecarrega o ciclo hidrológico 水循环: uma cidade densa esgota a água local, e a extração intensiva de águas subterrâneas perto de uma costa pode puxar água salgada para o aquífero — intrusão salina 海水入侵 — o que pode comprometer um fornecimento de água doce.

    Uma vista aérea de casas unifamiliares de baixa densidade espalhando-se até o horizonte sobre campos anteriores
    Expansão urbana 城市扩张: a habitação se espalha sobre terras agrícolas anteriores, selando o solo para que a chuva escorra em vez de ser absorvida
    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    urban sprawl/ˈɜːbən sprɔːl/ 城市扩张 chéng shì kuò zhāng
    5.11

    Pegada Ecológica

    Programa

    Compreensão Duradoura (EIN-2): Quando os humanos usam recursos naturais, eles alteram os sistemas naturais.

    Objetivo de Aprendizagem EIN-2.N: Explicar as variáveis medidas em uma pegada ecológica.

    • EIN-2.N.1 As pegadas ecológicas comparam as demandas por recursos e a produção de resíduos necessárias para um indivíduo ou sociedade.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Uma pegada ecológica 生态足迹 mede a terra e a água necessárias por uma pessoa ou população para fornecer recursos e absorver resíduos. Nações ricas e de alto consumo têm pegadas muito maiores. Se a pegada de todos exceder a capacidade da Terra, os recursos estão sendo usados de forma insustentável.

    Exemplo resolvido. A Terra fornece aproximadamente $1.6$ hectares biológicos globais (gha) de biocapacidade por pessoa. Se a pegada média de uma pessoa for $2.7\ \text{gha}$, a humanidade está exigindo cerca de $\tfrac{2.7}{1.6}\approx1.7$ Terras — vivendo além do que o planeta pode renovar. Pior ainda, se todos consumissem como uma nação de alta renda, com $8\ \text{gha}$ por pessoa, seriam necessárias $\tfrac{8}{1.6}=5$ Terras — exatamente por isso a pegada por pessoa é a principal métrica de sustentabilidade.

    5.12

    Introdução à Sustentabilidade

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-1): Os humanos podem mitigar seu impacto sobre os recursos de terra e água através do uso sustentável.

    Objetivo de Aprendizagem STB-1.A: Explicar o conceito de sustentabilidade.

    • STB-1.A.1 Sustentabilidade refere-se aos seres humanos vivendo na Terra e usando seus recursos sem esgotá-los para as gerações futuras. Indicadores ambientais que podem guiar os humanos rumo à sustentabilidade incluem diversidade biológica, produção de alimentos, temperaturas médias da superfície global e concentrações de $\text{CO}_2$, população humana e esgotamento de recursos.
    • STB-1.A.2 Rendimento sustentável é a quantidade de um recurso renovável que pode ser extraída sem reduzir a oferta disponível.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Sustentabilidade 可持续性 significa atender às necessidades presentes sem prejudicar a capacidade das gerações futuras de atenderem às suas. Equilibra saúde ambiental, viabilidade econômica e equidade social, utilizando recursos não mais rápido do que podem ser renovados.

    Turbinas eólicas em terras agrícolas: uso sustentável de recursos atende às necessidades presentes sem bloquear as gerações futuras *Turbinas eólicas em terras agrícolas: uso sustentável de recursos atende às necessidades presentes sem bloquear as gerações futuras

    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    Sustainability/səˌsteɪnəˈbɪlɪti/ 可持续性 kě chí xù xìng
    permeable pavement/ˈpɜːməbl ˈpeɪvmənt/ 透水路面 tòu shuǐ lù miàn
    green roofs/ɡriːn ruːfs/ 绿色屋顶 lǜ sè wū dǐng
    Integrated pest management/ˈɪntɪɡreɪtɪd pest ˈmænɪdʒmənt/ 综合虫害管理 zōng hé chóng hài guǎn lǐ
    crop rotation/krɒp rəʊˈteɪʃn/ 轮作 lún zuò
    contour plowing/ˈkɒntʊə ˈplaʊɪŋ/ 等高耕作 děng gāo gēng zuò
    terracing/ˈterɪsɪŋ/ 梯田 tī tián
    Aquaculture/ˈækwəkʌltʃə/ 水产养殖 shuǐ chǎn yǎng zhí
    selective cutting/sɪˈlektɪv ˈkʌtɪŋ/ 择伐 zé fá
    reforestation/rɪˌfɒrɪˈsteɪʃn/ 重新造林 chóng xīn zào lín
    prescribed burn/prɪˈskraɪbd bɜːn/ 计划烧除 jì huà shāo chú
    5.13

    Métodos para Reduzir o Escoamento Superficial Urbano

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-1): Os humanos podem mitigar seu impacto sobre os recursos de terra e água através do uso sustentável.

    Objetivo de Aprendizagem STB-1.B: Descrever métodos para mitigar problemas relacionados ao escorrimento urbano.

    • STB-1.B.1 Métodos para aumentar a infiltração de água incluem substituir pavimentos tradicionais por pavimentos permeáveis, plantar árvores, aumentar o uso do transporte público e construir para cima, não para fora.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Reduza o escoamento com pavimentação permeável 透水路面, jardins de chuva e telhados verdes 绿色屋顶, lagos de retenção e vegetação preservada. Essas práticas permitem que a água infiltre, filtrando poluentes e recarregando aquíferos em vez de causar enchentes nos córregos.

    5.14

    Manejo Integrado de Pragas

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-1): Os humanos podem mitigar seu impacto sobre os recursos de terra e água através do uso sustentável.

    Objetivo de Aprendizagem STB-1.C: Descrever o controle integrado de pragas.

    • STB-1.C.1 Controle integrado de pragas (CIP) é uma combinação de métodos usados para controlar efetivamente espécies de pragas enquanto minimiza a perturbação ao meio ambiente. Esses métodos incluem métodos biológicos, físicos e químicos limitados, como biocontrole, cultivo intercalado, rotação de culturas e predadores naturais das pragas.

    Objetivo de Aprendizagem STB-1.D: Descrever os benefícios e desvantagens do controle integrado de pragas (CIP).

    • STB-1.D.1 O uso do controle integrado de pragas (CIP) reduz o risco que os pesticidas representam para a vida selvagem, abastecimento de água e saúde humana.
    • STB-1.D.2 O controle integrado de pragas (CIP) minimiza as perturbações ao meio ambiente e as ameaças à saúde humana, mas pode ser complexo e caro.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Manejo integrado de pragas 综合虫害管理 (IPM) combina métodos — controle biológico (predadores naturais), rotação de culturas, pesticidas direcionados limitados e monitoramento — para controlar pragas com menos uso químico, retardando a resistência e protegendo espécies não-alvo.

    5.15

    Agricultura Sustentável

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-1): Os humanos podem mitigar seu impacto sobre os recursos de terra e água através do uso sustentável.

    Objetivo de Aprendizagem STB-1.E: Descrever práticas agrícolas e de produção alimentar sustentáveis.

    • STB-1.E.1 O objetivo da conservação do solo é prevenir a erosão do solo. Diferentes métodos de conservação do solo incluem aração em curvas de nível, quebra-ventos, culturas perenes, terraceamento, agricultura de plantio direto e cultivo em faixas.
    • STB-1.E.2 Estratégias para melhorar a fertilidade do solo incluem rotação de culturas e adição de adubação verde e calcário.
    • STB-1.E.3 Pecuária rotacionada é a rotação regular de rebanhos entre diferentes pastagens para evitar o sobrepastoreio em uma área específica.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    A agricultura sustentável protege solo e água: rotação de culturas 轮作, cobertura vegetal, arado de contorno 等高耕作, terraços 梯田, reduzida aração e agrofloresta. Estas práticas reduzem a erosão, mantêm a fertilidade e diminuem a entrada de químicos.

    Arrozais verdes moldados em degraus curvos nivelados que seguem os contornos de uma encosta íngreme *Terraços de arroz cortam uma encosta íngreme em degraus nivelados, mantendo a água e o solo no lugar em vez de erodirem cuesta abaixo

    5.16

    Aquicultura

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-1): Os humanos podem mitigar seu impacto sobre os recursos de terra e água através do uso sustentável.

    Objetivo de Aprendizagem STB-1.F: Descrever os benefícios e desvantagens da aquicultura.

    • STB-1.F.1 A aquicultura se expandiu porque é altamente eficiente, requer apenas pequenas áreas de água e consome pouco combustível.
    • STB-1.F.2 A aquicultura pode contaminar águas residuais, e peixes que escapam podem competir ou hibridizar com peixes selvagens. A densidade de peixes na aquicultura pode levar a aumentos na incidência de doenças, que podem ser transmitidas a peixes selvagens.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Aquicultura 水产养殖 (criação de peixes) alivia a pressão sobre estoques selvagens e é eficiente, mas pode poluir a água com resíduos e antibióticos, transmitir doenças a peixes selvagens e destruir habitat (como manguezais para fazendas de camarão).

    5.17

    Silvicultura Sustentável

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-1): Os humanos podem mitigar seu impacto sobre os recursos de terra e água através do uso sustentável.

    Objetivo de Aprendizagem STB-1.G: Descrever métodos para mitigar o impacto humano sobre as florestas.

    • STB-1.G.1 Alguns dos métodos para mitigar o desmatamento incluem reflorestamento, uso e compra de madeira colhida por técnicas de silvicultura ecologicamente sustentável, e reutilização da madeira.
    • STB-1.G.2 Métodos para proteger florestas contra patógenos e insetos incluem controle integrado de pragas (CIP) e remoção de árvores afetadas.
    • STB-1.G.3 Queimada prescrita é um método pelo qual as florestas são incendiadas sob condições controladas para reduzir a ocorrência de incêndios naturais.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    A silvicultura sustentável mantém as florestas produtivas: seleção de corte 择伐 em vez de desmatamento total, replantio, preservação de faixas de amortecimento ao longo dos cursos d'água e longos ciclos de rotação. Mantém habitat, previne erosão e permite que as florestas continuem fornecendo serviços ecossistêmicos.

    As florestas também absorvem poluentes e armazenam dióxido de carbono, portanto, cortá-las e queimá-las libera $\text{CO}_2$ e agrava a mudança climática. Formas de mitigar o desmatamento incluem reflorestamento 重新造林 (replante), compra de madeira de silvicultura ecologicamente sustentável e reutilização de madeira. Uma ferramenta separada é o queimada controlada 计划烧除: queimar deliberadamente uma floresta sob condições controladas para limpar combustível, evitando que incêndios futuros cresçam catastróficos.

    5.17

    Dicas de prova

    • Explique a tragedia dos comuns — recursos compartilhados e sem dono são superexplorados — e como regras/propriedade evitam isso.
    • Avalie os trade-offs da revolução verde, irrigação (salinização, esgotamento de aquíferos) e mineração/urbanização.
    • Calcule uma pegada ecológica em "número de Terras" (pegada ÷ biocapacidade por pessoa); ela é medida por pessoa.
    • Liste os danos do desmatamento (erosão, inundações, perda de habitat, aumento de CO₂).
    • Defina sustentabilidade (atender às necessidades sem prejudicar gerações futuras) e dê métodos sustentáveis (IPM, rotação de culturas, quotas).
  • 6

    Recursos Energéticos e Consumo

    Assistir aula
    6.1

    Recursos Renováveis e Não Renováveis

    Programa

    Compreensão Duradoura (ENG-3): Os humanos usam energia de diversas fontes, resultando em consequências positivas e negativas.

    Objetivo de Aprendizagem ENG-3.A: Identificar diferenças entre fontes de energia renováveis e não renováveis.

    • ENG-3.A.1 Fontes de energia não renováveis são aquelas que existem em quantidade fixa e envolvem transformação energética que não pode ser facilmente substituída.
    • ENG-3.A.2 Fontes de energia renovável são aquelas que podem ser repostas naturalmente, na taxa de consumo ou próxima dela, e reutilizadas.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Um recurso renovável 可再生资源 se repõe em escala temporal humana (sol, vento, água, biomassa); um recurso não renovável 不可再生资源 existe em quantidades fixas que levam milhões de anos para se formar (combustíveis fósseis, combustível nuclear). Os não renováveis eventualmente se esgotarão e frequentemente causam mais poluição.

    Turbinas eólicas: fontes renováveis se repõem em escalas temporais humanas; combustíveis fósseis não *Turbinas eólicas: fontes renováveis se repõem em escalas temporais humanas; combustíveis fósseis não

    6.2

    Consumo Global de Energia

    Programa

    Compreensão Duradoura (ENG-3): Os humanos usam energia de diversas fontes, resultando em consequências positivas e negativas.

    Objetivo de Aprendizagem ENG-3.B: Descrever tendências no consumo de energia.

    • ENG-3.B.1 O uso de recursos energéticos não é distribuído uniformemente entre países desenvolvidos e em desenvolvimento.
    • ENG-3.B.2 As fontes de energia mais utilizadas globalmente são os combustíveis fósseis.
    • ENG-3.B.3 À medida que países em desenvolvimento se tornam mais desenvolvidos, sua dependência de combustíveis fósseis para energia aumenta.
    • ENG-3.B.4 À medida que o mundo se torna mais industrializado, a demanda por energia aumenta.
    • ENG-3.B.5 Disponibilidade, preço e regulamentações governamentais influenciam quais fontes de energia as pessoas usam e como elas as utilizam.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    O consumo global de energia está crescendo, especialmente em nações em desenvolvimento. A maior parte da energia ainda vem de combustíveis fósseis 化石燃料. Nações ricas consomem mais por pessoa; o acesso à energia molda o desenvolvimento econômico.

    Explorar

    Rastreie a energia da fonte ao uso

    Um diagrama de Sankey mostra como a energia flui das fontes para o trabalho útil — e quanto se perde. A maior parte da energia primária é desperdiçada como calor antes de realizar qualquer trabalho útil.

    6.3

    Tipos e Usos de Combustíveis

    Programa

    Compreensão Duradoura (ENG-3): Os humanos usam energia de diversas fontes, resultando em consequências positivas e negativas.

    Objetivo de Aprendizagem ENG-3.C: Identificar tipos de combustíveis e seus usos.

    • ENG-3.C.1 A madeira é comumente usada como combustível nas formas de lenha e carvão vegetal. É frequentemente usada em países em desenvolvimento porque é facilmente acessível.
    • ENG-3.C.2 Torba é material orgânico parcialmente decomposto que pode ser queimado como combustível.
    • ENG-3.C.3 Três tipos de carvão usados como combustível são lignito, betuminoso e antracita. Calor, pressão e profundidade de enterramento contribuem para o desenvolvimento de vários tipos de carvão e suas qualidades.
    • ENG-3.C.4 Gás natural, o mais limpo dos combustíveis fósseis, é predominantemente metano.
    • ENG-3.C.5 Petróleo bruto pode ser recuperado de areias betuminosas, que são uma combinação de argila, areia, água e bitume.
    • ENG-3.C.6 Combustíveis fósseis podem ser transformados em tipos específicos de combustível para usos especializados (ex.: em veículos automotores).
    • ENG-3.C.7 Cogeração ocorre quando uma fonte de combustível é usada para gerar tanto calor útil quanto eletricidade.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Diferentes combustíveis adequam-se a diferentes necessidades: carvão e gás natural para eletricidade, petróleo para transporte e biomassa para aquecimento e cozimento em muitas regiões. Cada um tem trade-offs em custo, disponibilidade e poluição.

    6.4

    Distribuição de Recursos Energéticos Naturais

    Programa

    Compreensão Duradoura (ENG-3): Os humanos usam energia de diversas fontes, resultando em consequências positivas e negativas.

    Objetivo de Aprendizagem ENG-3.D: Identificar onde ocorrem recursos energéticos naturais.

    • ENG-3.D.1 A distribuição global de recursos energéticos naturais, como minérios, carvão, petróleo bruto e gás, não é uniforme e depende da história geológica das regiões.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Os recursos energéticos estão distribuídos de forma desigual — o petróleo está concentrado em algumas regiões, o carvão em outras, e as renováveis dependem de sol, vento ou rios locais. Essa distribuição desigual impulsiona comércio, economia e geopolítica.

    6.5

    Combustíveis Fósseis

    Programa

    Compreensão Duradoura (ENG-3): Os humanos usam energia de diversas fontes, resultando em consequências positivas e negativas.

    Objetivo de Aprendizagem ENG-3.E: Descrever o uso e métodos de combustíveis fósseis na geração de energia elétrica.

    • ENG-3.E.1 A combustão de combustíveis fósseis é uma reação química entre o combustível e o oxigênio que produz dióxido de carbono e água e libera energia.
    • ENG-3.E.2 A energia de combustíveis fósseis é produzida queimando esses combustíveis para gerar calor, que então transforma a água em vapor. Esse vapor faz girar uma turbina, que gira um gerador, produzindo eletricidade.
    • ENG-3.E.3 Os humanos usam uma variedade de métodos para extrair combustíveis fósseis da Terra para geração de energia.

    Objetivo de Aprendizagem ENG-3.F: Descrever os efeitos dos combustíveis fósseis no meio ambiente.

    • ENG-3.F.1 A fraturação hidráulica (fracking) pode causar contaminação de águas subterrâneas e liberação de compostos orgânicos voláteis.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Combustíveis fósseis (carvão, petróleo, gás natural) formaram-se a partir de organismos antigos. São densos em energia e confiáveis, mas não renováveis e a principal fonte de $\text{CO}_2$ e poluição do ar. O carvão é o mais sujo; o gás natural queima mais limpo, mas vaza metano 甲烷.

    Uma mina de carvão lignito a céu aberto, com a usina de geração a vapor logo atrás: o combustível é extraído diretamente do solo e queimado no local *Uma mina de lignito 褐煤 (carvão marrom) a céu aberto abastecendo a usina 发电站 atrás dela — o combustível é extraído do solo e queimado no local

    O carvão forma-se em etapas, e seu grau aumenta com o calor, pressão e profundidade de soterramento que suportou. Matéria vegetal parcialmente decomposta torna-se primeiro turfa 泥炭 (que pode ser secada e queimada), depois lignito marrom mole, depois carvão betuminoso 烟煤, e finalmente antracite duro anthracite 无烟煤 — cada etapa é mais seca, rica em carbono e com maior energia, assim o antracite queima mais quente e limpo.

    O petróleo e o gás natural são cada vez mais alcançados por fraturamento hidráulico 水力压裂 (

    O petróleo bruto também pode ser recuperado de areias betuminosas 油砂 – uma mistura de argila, areia, água e betume espesso 沥青. Separar o óleo é intensivo em energia e água e limpa grandes áreas de terra, então seu custo ambiental por barril de petróleo é alto.

    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    renewable resource/rɪˈnjuːəbl rɪˈzɔːs/ 可再生资源 kě zài shēng zī yuán
    nonrenewable resource/ˌnɒnrɪˈnjuːəbl rɪˈzɔːs/ 不可再生资源 bù kě zài shēng zī yuán
    fossil fuels/ˈfɒsl ˈfjuːəlz/ 化石燃料 huà shí rán liào
    methane/ˈmiːθeɪn/ 甲烷 jiǎ wán
    lignite/ˈlɪɡnaɪt/ 褐煤 hè méi
    peat/piːt/ 泥炭 ní tàn
    bituminous/baɪˈtjuːmɪnəs/ 烟煤 yān méi
    anthracite/ˈænθrəsaɪt/ 无烟煤 wú yān méi
    hydraulic fracturing/haɪˈdrɔːlɪk ˈfræktʃərɪŋ/ 水力压裂 shuǐ lì yā liè
    volatile organic compounds/ˈvɒlətaɪl ɔːˈɡænɪk ˈkɒmpaʊndz/ 挥发性有机化合物 huī fā xìng yǒu jī huà hé wù
    6.6

    Energia Nuclear

    Programa

    Compreensão Duradoura (ENG-3): Os humanos usam energia de diversas fontes, resultando em consequências positivas e negativas.

    Objetivo de Aprendizagem ENG-3.G: Descrever o uso da energia nuclear na geração de energia elétrica.

    • ENG-3.G.1 A energia nuclear é gerada através da fissão, onde átomos de Urânio-235, que estão armazenados em barras de combustível, são divididos em partes menores após serem atingidos por um nêutron. A fissão nuclear libera uma grande quantidade de calor, que é usada para gerar vapor, que aciona uma turbina e gera eletricidade.
    • ENG-3.G.2 A radioatividade ocorre quando o núcleo de um isótopo radioativo perde energia emitindo radiação.
    • ENG-3.G.3 O urânio-235 permanece radioativo por um longo tempo, o que leva aos problemas associados ao descarte de resíduos nucleares.
    • ENG-3.G.4 A geração de energia nuclear é uma fonte não renovável. A energia nuclear é considerada uma fonte mais limpa porque não produz poluentes atmosféricos, mas libera poluição térmica e resíduos sólidos perigosos.

    Objetivo de Aprendizagem ENG-3.H: Descrever os efeitos do uso da energia nuclear no meio ambiente.

    • ENG-3.H.1 Three Mile Island, Chernobyl e Fukushima são três casos em que acidentes ou desastres naturais levaram à liberação de radiação. Essas liberações tiveram impactos de curto e longo prazo no meio ambiente.
    • ENG-3.H.2 A meia-vida de um elemento radioativo pode ser usada para calcular várias coisas, incluindo a taxa de decaimento e o nível de radioatividade em momentos específicos.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    A energia nuclear 核en splita urânio (fissão 裂变) para ferver água e acionar turbinas. Produz nenhum $\text{CO}_2$ e muita energia de pouco combustível, mas os riscos incluem resíduos radioativos resíduos 核废料 (de longa duração), o perigo de fusões nucleares e alto custo.

    Exemplo resolvido. Resíduos radioativos decaem por sua meia-vida – o tempo para metade de decaer. Suponha que um isótopo tenha uma meia-vida de $30$ anos e um reator deixe $100\ \text{g}$ dele. Após $30$ anos $50\ \text{g}$ permanece; após $60$ anos $25\ \text{g}$; após $90$ anos (três meias-vidas) $100\times\left(\tfrac12\right)^3=12.5\ \text{g}$. Porque a queda está diminuindo pela metade, não linear, o resíduo permanece perigoso por muitas meias-vidas – a razão central pela qual deve ser armazenado com segurança por séculos.

    Fissão nuclear de um núcleo de urânio-235 libera energia
    Fissão nuclear de um núcleo de urânio-235 libera energia
    Uma estação de energia nuclear junto ao mar: dois grandes prédios retangulares do reator, usando água do mar para resfriamento
    Uma estação de energia nuclear 核电站. Os prédios do reator contêm o combustível; o mar fornece água de resfriamento. Observe que não há fumaça — a fissão não libera $\text{CO}_2$
    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    fission/ˈfɪʃn/ 裂变 liè biàn
    waste/weɪst/ 核废料 hé fèi liào
    6.7

    Energia da Biomassa

    Programa

    Compreensão Duradoura (ENG-3): Os humanos usam energia de diversas fontes, resultando em consequências positivas e negativas.

    Objetivo de Aprendizagem ENG-3.I: Descrever os efeitos do uso da biomassa na geração de energia sobre o meio ambiente.

    • ENG-3.I.1 A queima de biomassa produz calor para energia a um custo relativamente baixo, mas também produz dióxido de carbono, monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio, partículas e compostos orgânicos voláteis. O superexploração de árvores para combustível também causa desmatamento.
    • ENG-3.I.2 O etanol pode ser usado como substituto da gasolina. A queima do etanol não introduz carbono adicional na atmosfera via combustão, mas o retorno de energia sobre o investimento de energia para o etanol é baixo.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Biomassa 生物质 (madeira, culturas, resíduos, biocombustíveis como etanol) é renovável e pode ser neutra em carbono se replantada, mas queimá-la causa poluição do ar, e cultivar culturas de combustível compete com alimentos e habitat.

    Etanol 乙醇, feito de culturas como milho ou cana-de-açúcar, pode substituir gasolina e adiciona nova carbono quando queimado (a planta absorveu esse $\text{CO}_2$ enquanto crescia). Sua desvantagem é um baixo retorno de energia sobre investimento de energia (EROEI) 能量投资回报率: crescer, colher e destilar a cultura usa quase tanta energia quanto o combustível finalmente entrega.

    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    Biomass/ˌbaɪəʊˈmæs/ 生物质 shēng wù zhì
    Ethanol/ˈeθənɒl/ 乙醇 yǐ chún
    energy return on energy investment (EROEI)/ˈenədʒi rɪˈtɜːn ɒn ˈenədʒi ɪnˈvestmənt/ 能量投资回报率 néng liàng tóu zī huí bào lǜ
    6.8

    Energia Solar

    Programa

    Compreensão Duradoura (ENG-3): Os humanos usam energia de diversas fontes, resultando em consequências positivas e negativas.

    Objetivo de Aprendizagem ENG-3.J: Descrever o uso da energia solar na geração de energia.

    • ENG-3.J.1 Células solares fotovoltaicas capturam a energia luminosa do sol e a transformam diretamente em energia elétrica. Seu uso é limitado pela disponibilidade de luz solar.
    • ENG-3.J.2 Sistemas de energia solar ativa usam a energia solar para aquecer um líquido através de equipamentos mecânicos e elétricos para coletar e armazenar a energia captada do sol.
    • ENG-3.J.3 Sistemas de energia solar passiva absorvem o calor diretamente do sol sem o uso de equipamentos mecânicos e elétricos, e a energia não pode ser coletada ou armazenada.

    Objetivo de Aprendizagem ENG-3.K: Descrever os efeitos do uso da energia solar na geração de energia sobre o meio ambiente.

    • ENG-3.K.1 Os sistemas de energia solar têm baixo impacto ambiental e produzem energia limpa, mas podem ser caros. Grandes fazendas de energia solar podem impactar negativamente os ecossistemas do deserto.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Solar 太阳能 converte a luz solar em eletricidade (painéis fotovoltaicos) ou calor. É renovável e limpa durante o uso, mas é intermitente (sem sol à noite), exige espaço e tem impactos na fabricação.

    Um grande campo coberto por fileiras de painéis solares inclinados sob um céu azul
    Uma usina solar. Fileiras de painéis fotovoltaicos 光伏 estão inclinadas em direção ao sol; uma grande produção exige uma extensa área de terra
    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    Solar/ˈsəʊlə/ 太阳能 tài yáng néng
    photovoltaic/ˌfəʊtəʊvəʊlˈteɪɪk/ 光伏 guāng fú
    Hydroelectric/ˌhaɪdrəʊɪˈlektrɪk/ 水电 shuǐ diàn
    reservoir/ˈrezəvwɑː/ 水库 shuǐ kù
    6.9

    Energia Hidrelétrica

    Programa

    Compreensão Duradoura (ENG-3): Os humanos usam energia de diversas fontes, resultando em consequências positivas e negativas.

    Objetivo de Aprendizagem ENG-3.L: Descrever o uso da eletricidade hidrelétrica na geração de energia.

    • ENG-3.L.1 A energia hidrelétrica pode ser gerada de várias maneiras. Barragens construídas em rios recolhem água em reservatórios. A água em movimento pode ser usada para girar uma turbina. Turbinas também podem ser colocadas em rios pequenos, onde a água em movimento gira a turbina.
    • ENG-3.L.2 A energia das marés usa a energia produzida pelas correntes de maré para girar uma turbina.

    Objetivo de Aprendizagem ENG-3.M: Descrever os efeitos do uso da eletricidade hidrelétrica na geração de energia sobre o meio ambiente.

    • ENG-3.M.1 A energia hidrelétrica não gera poluição do ar ou resíduos, mas a construção das usinas pode ser cara, e pode haver perda ou alteração de habitats após a construção de barragens.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Energia hidrelétrica 水电 usa água corrente (represas) para girar turbinas – é renovável e de baixas emissões, mas represas alagam habitats, bloqueiam a migração de peixes, retêm sedimentos e deslocam pessoas.

    Uma alta barragem de concreto em um desfiladeiro: um reservatório cheio atrás da parede curva, e a casa de força na base onde a água é liberada
    Uma barragem hidrelétrica 大坝. O reservatório 水库 é retido atrás da parede; a água cai pela barragem para girar as turbinas na casa de força na sua base
    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    dam/dæm/ 大坝 dà bà
    6.10

    Energia Geotérmica

    Programa

    Compreensão Duradoura (ENG-3): Os humanos usam energia de diversas fontes, resultando em consequências positivas e negativas.

    Objetivo de Aprendizagem ENG-3.N: Descrever o uso da energia geotérmica na geração de energia elétrica.

    • ENG-3.N.1 A energia geotérmica é obtida usando o calor armazenado no interior da Terra para aquecer a água, que é trazida de volta à superfície como vapor. O vapor é usado para acionar um gerador elétrico.

    Objetivo de Aprendizagem ENG-3.O: Descrever os efeitos do uso da energia geotérmica na geração de energia elétrica sobre o meio ambiente.

    • ENG-3.O.1 O custo de acesso à energia geotérmica pode ser proibitivamente alto, pois ela não é facilmente acessível em muitas partes do mundo. Além disso, pode causar a liberação de sulfeto de hidrogênio.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Energia geotérmica 地热能 aproveita o calor interno da Terra para eletricidade e aquecimento. É renovável e confiável, mas só é prática onde rochas quentes estão próximas à superfície (regiões vulcânicas) e pode liberar gases subterrâneos.

    Uma usina geotérmica em uma planície vulcânica despida na Islândia, com vapor branco saindo da planta e dos tubos
    Uma usina geotérmica na Islândia, região vulcânica. Vapor 蒸汽 de rocha quente abaixo é encanado para cima para acionar as turbinas
    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    Geothermal/ˌdʒiːəʊˈθɜːml/ 地热能 dì rè néng
    Steam/stiːm/ 蒸汽 zhēng qì
    hydrogen fuel cell/ˈhaɪdrədʒn ˈfjuːəl sel/ 氢燃料电池 qīng rán liào diàn chí
    6.11

    Célula a Combustível de Hidrogênio

    Programa

    Compreensão Duradoura (ENG-3): Os humanos usam energia de diversas fontes, resultando em consequências positivas e negativas.

    Objetivo de Aprendizagem ENG-3.P: Descrever o uso de células a combustível de hidrogênio na geração de energia elétrica.

    • ENG-3.P.1 Células a combustível de hidrogênio são uma alternativa às fontes de combustível não renováveis. Elas usam hidrogênio como combustível, combinando o hidrogênio e o oxigênio do ar para formar água e liberar energia (eletricidade) no processo. A água é o produto (emissão) de uma célula a combustível.

    Objetivo de Aprendizagem ENG-3.Q: Descrever os efeitos do uso de células a combustível de hidrogênio na geração de energia elétrica sobre o meio ambiente.

    • ENG-3.Q.1 Células a combustível de hidrogênio têm baixo impacto ambiental e não produzem dióxido de carbono quando o hidrogênio é produzido a partir da água. No entanto, a tecnologia é cara e ainda é necessária energia para criar o gás hidrogênio usado na célula a combustível.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Uma célula a combustível de hidrogênio 氢燃料电池 combina hidrogênio e oxigênio para gerar eletricidade, com água como única emissão no uso. Mas a produção de hidrogênio geralmente requer energia (muitas vezes de combustíveis fósseis) e seu armazenamento é difícil.

    Uma pilha a combustível de hidrogênio-oxigênio gera eletricidade, com água como único produto
    Uma pilha a combustível de hidrogênio-oxigênio gera eletricidade, com água como único produto
    6.12

    Energia Eólica

    Programa

    Compreensão Duradoura (ENG-3): Os humanos usam energia de diversas fontes, resultando em consequências positivas e negativas.

    Objetivo de Aprendizagem ENG-3.R: Descrever o uso da energia eólica na geração de energia elétrica.

    • ENG-3.R.1 Turbinas eólicas usam a energia cinética do ar em movimento para girar uma turbina, que gira um gerador, produzindo eletricidade.

    Objetivo de Aprendizagem ENG-3.S: Descrever os efeitos do uso da energia eólica na geração de energia elétrica sobre o meio ambiente.

    • ENG-3.S.1 A energia eólica é uma fonte de energia renovável e limpa. No entanto, pássaros e morcegos podem ser mortos se voarem contra as pás da turbina giratória.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Turbinas eólicas 风能 convertem ar em movimento em eletricidade – são renováveis, limpas e têm baixo custo operacional, mas são intermitentes, exigem muito solo ou mar, e representam risco para aves e morcegos. São ideais onde os ventos são fortes e constantes.

    Três altas turbinas eólicas brancas em campo verde
    Turbinas eólicas 风力涡轮机 em campos agrícolas. Ocupam pouco chão, então a terra entre elas ainda pode ser cultivada
    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    Wind/wɪnd/ 风能 fēng néng
    wind turbines/wɪnd ˈtɜːbaɪnz/ 风力涡轮机 fēng lì wō lún jī
    6.13

    Conservação de Energia

    Programa

    Compreensão Duradoura (ENG-3): Os humanos usam energia de diversas fontes, resultando em consequências positivas e negativas.

    Objetivo de Aprendizagem ENG-3.T: Descrever métodos para conservar energia.

    • ENG-3.T.1 Alguns dos métodos para conservar energia em casa incluem ajustar o termostato para reduzir o uso de aquecimento e ar-condicionado, conservar água, usar eletrodomésticos eficientes energeticamente e paisagismo conservacionista.
    • ENG-3.T.2 Métodos para conservar energia em larga escala incluem melhorar a economia de combustível para veículos, usar BEVs (veículos elétricos a bateria) e veículos híbridos, usar transporte público e implementar características de projeto de construção verde.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Conservação de energia 节能 reduz a demanda através da eficiência (iluminação LED, isolamento, eletrodomésticos eficientes, transporte público) e comportamento. Economizar energia é frequentemente a opção mais barata e limpa – a energia que não é usada não precisa de combustível nem gera poluição.

    Um ganho de eficiência relacionado é a cogeração 热电联产 (calor e energia combinados): uma única queima de combustível é usada para produzir tanto eletricidade quanto calor útil, capturando o calor residual que uma usina comum simplesmente descarta – assim, muito mais da energia do combustível acaba realizando trabalho útil.

    Exemplo resolvido. Substituir uma lâmpada incandescente de $60\ \text{W}$ por um LED de $10\ \text{W}$ que oferece a mesma luminosidade economiza $50\ \text{W}$. Ao operá-la $5$ horas por dia, economiza-se $50\ \text{W}\times5\ \text{h}=250\ \text{Wh}=0.25\ \text{kWh}$ por dia, ou cerca de $0.25\times365\approx91\ \text{kWh}$ por ano. Multiplicando isso por todas as lâmpadas de uma cidade, a conservação rivaliza com uma nova usina de energia – a um custo muito menor.

    Uma usina solar: gerar mais energia renovável e reduzir a demanda são ambas estratégias de conservação de energia *Uma usina solar: gerar mais energia renovável e reduzir a demanda são ambas estratégias de conservação de energia

    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    Energy conservation/ˈenədʒi ˌkɒnsəˈveɪʃn/ 节能 jié néng
    cogeneration/ˌkəʊdʒənəˈreɪʃn/ 热电联产 rè diàn lián chǎn
    power station/ˈpaʊə ˈsteɪʃn/ 发电站 fā diàn zhàn
    nuclear power station/ˈnjuːklɪə ˈpaʊə ˈsteɪʃn/ 核电站 hé diàn zhàn
    6.13

    Dicas de prova

    • Separe fontes renováveis (sol, vento, água) de não renováveis (combustíveis fósseis, nucleares) e avalie os trade-offs de cada fonte.
    • Combustíveis fósseis são densos em energia, mas emitem CO₂; nuclear não emite CO₂, mas deixa resíduos de longa duração.
    • Faça cálculos de meia-vida: após $n$ meias-vidas, uma fração $(\tfrac12)^n$ permanece.
    • Observe que solar e eólica são intermitentes e precisam de armazenamento ou reserva.
    • Conservação (eficiência) é frequentemente a opção mais barata e limpa – a energia não usada não precisa de combustível.
    • Conheça os graus de carvão (turfa → lignito → carbão bituminoso → antracita; mais calor/pressão/enterramento → maior energia) e os combustíveis não convencionais fracking (petróleo/gás xisto; poluição por água subterrânea + VOCs) e tar sands (bitume, intensivo em energia).
    • Etanol não adiciona CO₂ líquido, mas tem EROEI baixo; cogeração (calor e energia combinados) captura calor residual para que um único combustível forneça tanto eletricidade quanto calor.
    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    tar sands/tɑː sændz/ 油砂 yóu shā
    bitumen/ˈbɪtʃuːmən/ 沥青 lì qīng
    Nuclear power/ˈnjuːklɪə ˈpaʊə/ 核能 hé néng
  • 7

    Poluição Atmosférica

    Assistir aula
    7.1

    Introdução à Poluição do Ar

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-2): As atividades humanas têm consequências físicas, químicas e biológicas para a atmosfera.

    Objetivo de Aprendizagem STB-2.A: Identificar as fontes e efeitos dos poluentes do ar.

    • STB-2.A.1 A combustão de carvão libera poluentes atmosféricos, incluindo dióxido de carbono, dióxido de enxofre, metais tóxicos e particulados.
    • STB-2.A.2 A combustão de combustíveis fósseis libera óxidos de nitrogênio na atmosfera. Eles levam à produção de ozônio, formação de smog fotoquímico e se convertem em ácido nítrico na atmosfera, causando chuva ácida. Outros poluentes produzidos pela combustão de combustíveis fósseis incluem monóxido de carbono, hidrocarbonetos e material particulado.
    • STB-2.A.3 A qualidade do ar pode ser afetada pela liberação de dióxido de enxofre durante a queima de combustíveis fósseis, principalmente combustíveis diesel.
    • STB-2.A.4 Por meio da Lei do Ar Limpo, a Agência de Proteção Ambiental (EPA) regulou o uso de chumbo, especialmente em combustíveis, o que diminuiu drasticamente a quantidade de chumbo na atmosfera.
    • STB-2.A.5 Os poluentes do ar podem ser poluentes primários ou secundários.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Poluição do ar 空气污染 são substâncias nocivas na atmosfera. Poluentes primários 一次污染物 são emitidos diretamente (monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio, dióxido de enxofre, particulados); poluentes secundários 二次污染物 formam-se no ar por reações (como ozônio na neblina tóxica). A maioria vem de queima de combustíveis fósseis em veículos, usinas e indústria.

    7.2

    Neblina Tóxica Fotoquímica

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-2): As atividades humanas têm consequências físicas, químicas e biológicas para a atmosfera.

    Objetivo de Aprendizagem STB-2.B: Explicar as causas e efeitos do smog fotoquímico e métodos para reduzí-lo.

    • STB-2.B.1 O smog fotoquímico é formado quando óxidos de nitrogênio e hidrocarbonetos orgânicos voláteis reagem com calor e luz solar para produzir uma variedade de poluentes.
    • STB-2.B.2 Muitos fatores ambientais afetam a formação do smog fotoquímico.
    • STB-2.B.3 O óxido de nitrogênio é produzido cedo no dia. As concentrações de ozônio atingem o pico à tarde e são maiores no verão porque o ozônio é produzido por reações químicas entre oxigênio e luz solar.
    • STB-2.B.4 Compostos Orgânicos Voláteis (VOCs), como formaldeído e gasolina, evaporam ou sublimam à temperatura ambiente. As árvores são uma fonte natural de VOCs.
    • STB-2.B.5 O smog fotoquímico frequentemente se forma em áreas urbanas devido ao grande número de veículos automotores.
    • STB-2.B.6 O smog fotoquímico pode ser reduzido através da redução de óxidos de nitrogênio e VOCs.
    • STB-2.B.7 O smog fotoquímico pode prejudicar a saúde humana de várias maneiras, incluindo causar problemas respiratórios e irritação ocular.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Neblina tóxica fotoquímica 光化学烟雾 forma-se quando a luz solar impulsiona reações entre óxidos de nitrogênio e compostos orgânicos voláteis vindos do escapamento automotivo, produzindo ozônio 臭氧 ao nível do solo. Piora em cidades ensolaradas e com muitos carros, prejudicando os pulmões. (O ozônio ao nível do solo é um poluente, diferentemente da camada protetora de ozônio lá em cima.)

    A linha do horizonte de Los Angeles quase invisível através de uma névoa espessa cinza-marrom, com carros numa autoestrada em primeiro plano *Neblina tóxica fotoquímica sobre Los Angeles: num dia ensolarado, o escapamento de carros reage à luz formando uma névoa marrom que oculta a linha do horizonte

    7.3

    Inversão Térmica

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-2): As atividades humanas têm consequências físicas, químicas e biológicas para a atmosfera.

    Objetivo de Aprendizagem STB-2.C: Descrever a inversão térmica e sua relação com a poluição.

    • STB-2.C.1 Durante uma inversão térmica, o gradiente de temperatura normal na atmosfera é alterado, pois a temperatura do ar na superfície da Terra é mais fria do que o ar em altitudes mais elevadas.
    • STB-2.C.2 A inversão térmica aprisiona a poluição perto do solo, especialmente smog e particulados.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    *Inversão térmica

    Uma inversão térmica 逆温 aprisiona poluentes perto do solo. Normal mente, ar quente sobe e dispersa poluentes, mas numa inversão, uma camada de ar quente fica acima do ar frio, atuando como uma tampa. Os poluentes acumulam-se abaixo – causando episódios perigosos de smog, especialmente em vales.

    Normalmente o ar quente sobe e dispersa poluentes; uma inversão os tapa perto do solo *Normalmente o ar quente sobe e dispersa poluentes; uma inversão os tapa perto do solo

    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    Air pollution/eə pəˈluːʃn/ 空气污染 kōng qì wū rǎn
    Primary pollutants/ˈpraɪməri pəˈluːtənts/ 一次污染物 yī cì wū rǎn wù
    secondary pollutants/ˈsekəndəri pəˈluːtənts/ 二次污染物 èr cì wū rǎn wù
    Photochemical smog/ˌfəʊtəʊˈkemɪkl smɒɡ/ 光化学烟雾 guāng huà xué yān wù
    ozone/ˈəʊzəʊn/ 臭氧 chòu yǎng
    thermal inversion/ˈθɜːml ɪnˈvɜːʃn/ 逆温 nì wēn
    Particulate matter/pəˈtɪkjʊleɪt ˈmætə/ 颗粒物 kē lì wù
    7.4

    CO2 Atmosférico e Particulados

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-2): As atividades humanas têm consequências físicas, químicas e biológicas para a atmosfera.

    Objetivo de Aprendizagem STB-2.D: Descrever as fontes naturais de $CO_2$ e particulados.

    • STB-2.D.1 $CO_2$ aparece naturalmente na atmosfera a partir de fontes como respiração, decomposição e erupções vulcânicas.
    • STB-2.D.2 Existem uma variedade de fontes naturais de matéria particulada.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    O aumento do $\text{CO}_2$ atmosférico de combustíveis fósseis intensifica o efeito estufa e aquece o clima. Matéria particulada 颗粒物 (pequenas partículas sólidas/líquidas, PM2.5 e PM10) penetra profundamente nos pulmões, causando doenças respiratórias e cardíacas, e reduz a visibilidade.

    7.5

    Poluentes do Ar Interno

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-2): As atividades humanas têm consequências físicas, químicas e biológicas para a atmosfera.

    Objetivo de Aprendizagem STB-2.E: Identificar poluentes do ar interior.

    • STB-2.E.1 O monóxido de carbono é um poluente do ar interior classificado como asfixiante.
    • STB-2.E.2 Poluentes do ar interior classificados como particulados incluem amianto, poeira e fumaça.
    • STB-2.E.3 Poluentes do ar interior podem provenir de fontes naturais, fontes feitas pelo homem e combustão.
    • STB-2.E.4 Fontes naturais comuns de poluentes do ar interior incluem radon, mofo e poeira.
    • STB-2.E.5 Fontes comuns de poluentes do ar interior feitas pelo homem incluem isolamento, Compostos Orgânicos Voláteis (VOCs) de móveis, painéis e carpetes; formaldeído de materiais de construção, móveis, estofados e tapetes; e chumbo de tintas.
    • STB-2.E.6 Poluentes comuns de combustão incluem monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio, dióxido de enxofre, particulados e fumaça de tabaco.
    • STB-2.E.7 O Radon-222 é um gás radioativo naturalmente occorrente produzido pelo decaimento do urânio encontrado em algumas rochas e solos.

    Objetivo de Aprendizagem STB-2.F: Descrever os efeitos dos poluentes do ar interior.

    • STB-2.F.1 O gás radon pode infiltrar-se em casas enquanto sobe pelo solo e entra nas residências através da porão ou rachaduras nas paredes ou fundação. Ele também está dissolvido em águas subterrâneas que entram nas casas através de um poço.
    • STB-2.F.2 A exposição ao gás radon pode levar ao câncer de pulmão induzido por radon, que é a segunda principal causa de câncer de pulmão na América.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    O ar interno pode estar mais poluído que o externo. Comuns poluentes internos incluem radon 氡 (gás radioativo do solo, risco de câncer de pulmão), monóxido de carbono, amianto 石棉, fumo de tabaco, mofo e COVs de tintas e móveis. Ventilação e controle da fonte reduzem a exposição.

    Um fogão doméstico interno: fumaça de biomassa é um grande poluente do ar interno em muitas casas no mundo *Um fogão doméstico interno: fumaça de biomassa é um grande poluente do ar interno em muitas casas no mundo

    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    radon/ˈreɪdɒn/ 氡 dōng
    asbestos/æsˈbestəs/ 石棉 shí mián
    catalytic converters/ˌkætəˈlɪtɪk kənˈvɜːtəz/ 催化转化器 cuī huà zhuǎn huà qì
    scrubbers/ˈskrʌbəz/ 洗涤器 xǐ dí qì
    electrostatic precipitators/ɪˌlektrəʊˈstætɪk prɪˈsɪpɪteɪtəz/ 静电除尘器 jìng diàn chú chén qì
    7.6

    Redução de Poluentes do Ar

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-2): As atividades humanas têm consequências físicas, químicas e biológicas para a atmosfera.

    Objetivo de Aprendizagem STB-2.G: Explicar como os poluentes do ar podem ser reduzidos na fonte.

    • STB-2.G.1 Métodos para reduzir poluentes do ar incluem práticas regulatórias, práticas de conservação e combustíveis alternativos.
    • STB-2.G.2 Um bocal de recuperação de vapores é um dispositivo de controle de poluição do ar em uma bomba de gasolina que impede que vapores escapem para a atmosfera ao abastecer um veículo automotor.
    • STB-2.G.3 Um conversor catalítico é um dispositivo de controle de poluição do ar para motores de combustão interna que converte poluentes (CO, $NO_x$ e hidrocarbonetos) nos escapamentos em moléculas menos nocivas ($CO_2$, $N_2$, $O_2$ e $H_2O$).
    • STB-2.G.4 Scrubbers úmidos e secos são dispositivos de controle de poluição do ar que removem particulados e/ou gases de correntes de exaustão industriais.
    • STB-2.G.5 Métodos para reduzir a poluição do ar de usinas a carvão incluem scrubbers e precipitadores eletrostáticos.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    A poluição do ar é reduzida por tecnologia e política: conversores catalíticos 催化转化器 em carros, lavadores 洗涤器和 precipitadores eletrostáticos 静电除尘器 em chaminés, combustíveis mais limpos e leis como o Clean Air Act definindo limites de emissão. Reduzir o uso de combustíveis fósseis aborda a causa raiz.

    Um conversor catalítico transforma NO e CO nocivos em N2 e CO2 inofensivos
    Um conversor catalítico transforma NO e CO nocivos em N2 e CO2 inofensivos
    7.7

    Chuva Ácida

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-2): As atividades humanas têm consequências físicas, químicas e biológicas para a atmosfera.

    Objetivo de Aprendizagem STB-2.H: Descrever a deposição ácida.

    • STB-2.H.1 A chuva ácida e a deposição são devidas a óxidos de nitrogênio e óxidos de enxofre de fontes antrópicas e naturais na atmosfera.
    • STB-2.H.2 Óxidos de nitrogênio que causam deposição ácida provêm de veículos automotores e usinas a carvão. Dióxidos de enxofre que causam deposição ácida provêm de usinas a carvão.

    Objetivo de Aprendizagem STB-2.I: Descrever os efeitos da deposição ácida no meio ambiente.

    • STB-2.I.1 A deposição ácida afeta principalmente comunidades situadas a sotavento de usinas a carvão.
    • STB-2.I.2 A chuva ácida e a deposição podem levar à acidificação de solos e corpos d'água e à corrosão de estruturas artificiais.
    • STB-2.I.3 Diferenças regionais em solos e rocha-mãe afetam o impacto que a deposição ácida tem na região — como a capacidade da rocha-mãe calcária de neutralizar o efeito da chuva ácida em lagos e lagoas.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Chuva ácida 酸雨 forma quando dióxido de enxofre e óxidos de nitrogênio reagem com água no ar para fazer ácido sulfúrico e nítrico, que caem longe vento abaixo. Acidifica lagos e solos (prejudicando peixes e árvores), lixivia nutrientes e corrói edifícios. Reduzir emissões de $\text{SO}_2$ e $\text{NO}_x$ é a correção.

    Óxidos de nitrogênio e enxofre formam ácido nítrico e sulfúrico na chuva
    Óxidos de nitrogênio e enxofre formam ácido nítrico e sulfúrico na chuva

    Morte florestal: deposição ácida de SO2 e NOx pode danificar árvores longe a sotavento da fonte *Morte florestal: deposição ácida de SO2 e NOx pode danificar árvores longe a sotavento da fonte

    Explorar

    Quão ácido é a chuva ácida?

    Chuva ácida se forma quando os óxidos de enxofre e nitrogênio se dissolvem na chuva, reduzindo seu pH bem abaixo do normal ~5.6. Cada unidade de pH para baixo representa uma acidez dez vezes maior.

    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    Acid rain/ˈæsɪd reɪn/ 酸雨 suān yǔ
    noise pollution/nɔɪz pəˈluːʃn/ 噪声污染 zào shēng wū rǎn
    hearing loss/ˈhɪərɪŋ lɒs/ 听力损失 tīng lì sǔn shī
    7.8

    Poluição Sonora

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-2): As atividades humanas têm consequências físicas, químicas e biológicas para a atmosfera.

    Objetivo de Aprendizagem STB-2.J: Descrever atividades humanas que resultam em poluição sonora e seus efeitos.

    • STB-2.J.1 A poluição sonora é o som em níveis suficientemente altos para causar estresse fisiológico e perda auditiva.
    • STB-2.J.2 As fontes de poluição sonora em áreas urbanas incluem transporte, construção e atividades domésticas e industriais.
    • STB-2.J.3 Alguns efeitos da poluição sonora sobre animais em sistemas ecológicos incluem estresse, mascaramento de sons usados para comunicação ou caça, danos à audição e alterações nas rotas migratórias.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Poluição sonora 噪声污染 é som indesejado ou nocivo no ambiente. Principais fontes são tráfego rodoviário, aviões, trens, indústria e construção. Em pessoas, exposição prolongada ou ruidosa causa perda auditiva 听力损失, estresse 压力, privação de sono e pressão arterial elevada. Também perturba vida selvagem 野生动物: mascara sons usados por animais para se comunicar, navegar e encontrar parceiros, e ruído submarino de navios é especialmente nocivo a baleias e golfinhos. É reduzida por barreiras sonoras, motores e silenciadores mais silenciosos, e planejamento urbano como zonas de amortecimento ao redor de aeroportos.

    Exemplo resolvido. A chuva normal tem um pH de aproximadamente 5.6; uma amostra de chuva ácida apresenta pH 3.6. Como o pH é uma escala logarítmica de base 10, cada unidade representa uma mudança de $10\times$ na concentração de íons hidrogênio, portanto, o pH 3.6 é $10^{(5.6-3.6)}=10^{2}=100$ vezes mais ácido do que a chuva normal. Esse salto de cem vezes é o motivo pelo qual a chuva ácida danifica folhas, solos e calcário tão rapidamente.

    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    stress/stres/ 压力 yā lì
    wildlife/ˈwaɪldlaɪf/ 野生动物 yě shēng dòng wù
    7.8

    Dicas de prova

    • Diferencie poluentes primários (emitidos diretamente: CO, NOₓ, SO₂, particulados) de secundários (formam-se no ar: ozônio ao nível do solo).
    • Ozônio ao nível do solo é um poluente, mas a camada de ozônio lá em cima é protetora – não confunda-as.
    • Explique como uma inversão térmica aprisiona poluentes perto do solo.
    • Chuva ácida (de SO₂ e NOₓ) frequentemente cai longe a sotavento, tornando-a um problema internacional.
    • Vincule métodos de controle aos poluentes (conversores catalíticos, lavadores, combustíveis mais limpos, leis de emissão).
  • 8

    Poluição Aquática e Terrestre

    Assistir aula
    8.1

    Fontes de Poluição

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-3): As atividades humanas, incluindo o uso de recursos, têm consequências físicas, químicas e biológicas para os ecossistemas.

    Objetivo de Aprendizagem STB-3.A: Identificar diferenças entre fontes pontuais e não pontuais de poluição.

    • STB-3.A.1 Uma fonte pontual refere-se a uma única fonte identificável de um poluente, como uma chaminé ou tubulação de descarte de resíduos.
    • STB-3.A.2 Fontes não pontuais de poluição são difusas e, portanto, podem ser difíceis de identificar, como pulverização de pesticidas ou escoamento superficial urbano.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Fontes de poluição são pontuais ou não pontuais. Uma fonte pontual 点源 vem de um local único e identificável (chaminé de fábrica, lançamento de esgoto) – fácil de localizar e regular. Uma fonte não pontual 非点源 está espalhada (escorrimento agrícola, escorrimento urbano, escapamento de carros) – muito mais difícil de controlar porque vem de todos os lados.

    8.2

    Impactos Humanos nos Ecossistemas

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-3): As atividades humanas, incluindo o uso de recursos, têm consequências físicas, químicas e biológicas para os ecossistemas.

    Objetivo de Aprendizagem STB-3.B: Descrever os impactos das atividades humanas em ecossistemas aquáticos.

    • STB-3.B.1 Organismos possuem uma faixa de tolerância para vários poluentes. Organismos têm uma faixa ótima para cada fator na qual podem manter a homeostase. Fora dessa faixa, os organismos podem experimentar estresse fisiológico, crescimento limitado, redução da reprodução e, em casos extremos, morte.
    • STB-3.B.2 Os recifes de coral vêm sofrendo danos devido a uma variedade de fatores, incluindo aumento da temperatura do oceano, escoamento de sedimentos e práticas destrutivas de pesca.
    • STB-3.B.3 Derrames de óleo em águas marinhas causam a morte de organismos devido aos hidrocarbonetos no óleo. O óleo que flutua na superfície da água pode cobrir as penas de aves e o pelo de mamíferos marinhos. Alguns componentes do óleo afundam no fundo do oceano, matando alguns organismos bentônicos.
    • STB-3.B.4 O óleo que chega à praia pode ter consequências econômicas para as indústrias de pesca e turismo.
    • STB-3.B.5 Zonas mortas oceânicas são áreas de baixo oxigênio nos oceanos do mundo causadas pelo aumento da poluição por nutrientes.
    • STB-3.B.6 Uma curva de deflexão de oxigênio é um gráfico dos níveis de oxigênio dissolvido versus a distância de uma fonte de poluição, geralmente excesso de nutrientes e resíduos biológicos.
    • STB-3.B.7 Metais pesados usados na indústria, especialmente mineração e queima de combustíveis fósseis, podem atingir as águas subterrâneas, impactando o fornecimento de água potável.
    • STB-3.B.8 Lixo que chega aos ecossistemas aquáticos, além de ser feio, pode causar obstrução intestinal e perigos de sufocamento para a vida selvagem e introduzir substâncias tóxicas na cadeia alimentar.
    • STB-3.B.9 O aumento de sedimentos em vias navegáveis pode reduzir a infiltração de luz, o que pode afetar produtores primários e predadores visuais. O sedimento também pode assentar, perturbando habitats.
    • STB-3.B.10 Quando fontes elementares de mercúrio entram em ambientes aquáticos, bactérias na água o convertem em metilmercúrio altamente tóxico.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Atividades humanas – poluição, destruição de habitat, superexploração, introdução de espécies – degradam ecossistemas e reduzem a biodiversidade. Como as espécies são interconectadas, prejudicar uma parte pode causar efeitos em cascata em todo o sistema.

    8.3

    Desreguladores Endócrinos

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-3): As atividades humanas, incluindo o uso de recursos, têm consequências físicas, químicas e biológicas para os ecossistemas.

    Objetivo de Aprendizagem STB-3.C: Descrever desreguladores endócrinos.

    • STB-3.C.1 Desreguladores endócrinos são substâncias químicas que podem interferir no sistema endócrino dos animais.

    Objetivo de Aprendizagem STB-3.D: Descrever os efeitos dos desreguladores endócrinos nos ecossistemas.

    • STB-3.D.1 Desreguladores endócrinos podem levar a defeitos congênitos, distúrbios de desenvolvimento e desequilíbrios de gênero em peixes e outras espécies.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Desreguladores endócrinos 内分泌干扰物 são químicos (alguns pesticidas, plastificantes como BPA) que mimetizam ou bloqueiam hormônios, perturbando crescimento, reprodução e desenvolvimento em vida selvagem e humanos mesmo em doses muito baixas.

    8.4

    Impactos Humanos em Zonas Úmidas e Manguezais

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-3): As atividades humanas, incluindo o uso de recursos, têm consequências físicas, químicas e biológicas para os ecossistemas.

    Objetivo de Aprendizagem STB-3.E: Descrever os impactos da atividade humana em pântanos e manguezais.

    • STB-3.E.1 Pântanos são áreas onde a água cobre o solo, seja parcial ou totalmente, parte ou todo o tempo.
    • STB-3.E.2 Pântanos fornecem uma variedade de serviços ecológicos, incluindo purificação da água, proteção contra enchentes, filtração de água e habitat.
    • STB-3.E.3 Ameaças a pântanos e manguezais incluem desenvolvimento comercial, construção de barragens, pesca excessiva e poluentes provenientes da agricultura e de resíduos industriais.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Zonas úmidas 湿地 e manguezais 红树林 filtram poluentes, armazenam água de enchentes e abrigam jovens peixes, mas são drenados e desmatados para fazendas, tanques de camarão e desenvolvimento. Perder essas áreas elimina serviços ecossistêmicos valiosos e proteção costeira.

    As raízes estiltadas densas e arqueadas das árvores de mangue emergindo da água rasa
    Raízes de mangue: esse emaranhado aprisiona sedimentos, acalma as ondas e abriga peixes jovens, todos serviços perdidos quando os mangues são desmatados
    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    point source/pɔɪnt sɔːs/ 点源 diǎn yuán
    nonpoint source/ˌnɒnˈpɔɪnt sɔːs/ 非点源 fēi diǎn yuán
    Endocrine disruptors/ˈendəʊkraɪn dɪsˈrʌptəz/ 内分泌干扰物 nèi fēn mì gān rǎo wù
    Wetlands/ˈwetləndz/ 湿地 shī dì
    mangroves/ˈmæŋɡrəʊvz/ 红树林 hóng shù lín
    8.5

    Eutrofização

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-3): As atividades humanas, incluindo o uso de recursos, têm consequências físicas, químicas e biológicas para os ecossistemas.

    Objetivo de Aprendizagem STB-3.F: Explicar os efeitos ambientais do uso excessivo de fertilizantes e detergentes em ecossistemas aquáticos.

    • STB-3.F.1 A eutrofização ocorre quando um corpo d'água é enriquecido em nutrientes.
    • STB-3.F.2 O aumento de nutrientes em ambientes aquáticos eutróficos causa uma floração de algas. Quando a floração de algas morre, microrganismos digerem as algas, junto com o oxigênio na água, levando a uma diminuição nos níveis de oxigênio dissolvido na água. A falta de oxigênio dissolvido pode resultar em grandes mortes em massa de peixes e outros organismos aquáticos.
    • STB-3.F.3 Corpos d'água hipóxicos são aqueles com baixo teor de oxigênio dissolvido.
    • STB-3.F.4 Em comparação aos corpos d'água eutróficos, os oligotróficos possuem baixíssimas quantidades de nutrientes, populações estáveis de algas e alto teor de oxigênio dissolvido.
    • STB-3.F.5 Causas antropogênicas da eutrofização incluem escoamento agrícola e lançamento de esgoto.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Eutrofização

    Eutrofização 富营养化 ocorre quando o excesso de nutrientes (nitrogênio, fósforo de fertilizantes e esgoto) desencadeia florescimentos algais 藻华. Quando as algas morrem, decompositores consomem o oxigênio, criando zonas hipóxicas 缺氧 "mortas" que sufocam os peixes.

    Uma pequena lagoa cuja superfície inteira está coberta por uma camada espessa de algas verde-brilhantes
    Uma lagoa assoreada por um florescimento algal: nutrientes extras permitem que as algas cubram toda a superfície. Quando morrem e apodrecem, a água perde seu oxigênio
    Fertilizante extra faz as algas florescerem, depois a água perde seu oxigênio
    Excesso de fertilizante causa florescimento algal, depois a água perde seu oxigênio
    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    Eutrophication/ˌjuːtrəfɪˈkeɪʃn/ 富营养化 fù yíng yǎng huà
    algal blooms/ˈælɡl bluːmz/ 藻华 zǎo huá
    hypoxic/ˌhaɪpəʊˈzɪk/ 缺氧 quē yǎng
    Thermal pollution/ˈθɜːml pəˈluːʃn/ 热污染 rè wū rǎn
    Persistent organic pollutants/pəˈsɪstənt ɔːˈɡænɪk pəˈluːtənts/ 持久性有机污染物 chí jiǔ xìng yǒu jī wū rǎn wù
    Bioaccumulation/ˌbaɪəʊəˌkjuːmjʊˈleɪʃn/ 生物累积 shēng wù lěi jī
    8.6

    Poluição Térmica

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-3): As atividades humanas, incluindo o uso de recursos, têm consequências físicas, químicas e biológicas para os ecossistemas.

    Objetivo de Aprendizagem STB-3.G: Descrever os efeitos da poluição térmica sobre ecossistemas aquáticos.

    • STB-3.G.1 A poluição térmica ocorre quando o calor liberado na água produz efeitos negativos aos organismos desse ecossistema.
    • STB-3.G.2 Variações na temperatura da água afetam a concentração de oxigênio dissolvido, pois a água quente não contém tanto oxigênio quanto a água fria.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Poluição térmica 热污染 é o calor adicionado à água, geralmente do resfriamento de usinas. Água morna retém menos oxigênio dissolvido e estressa a vida aquática adaptada a temperaturas mais frias.

    8.7

    Poluentes Orgânicos Persistentes (POPs)

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-3): As atividades humanas, incluindo o uso de recursos, têm consequências físicas, químicas e biológicas para os ecossistemas.

    Objetivo de Aprendizagem STB-3.H: Descrever o efeito dos poluentes orgânicos persistentes (POPs) nos ecossistemas.

    • STB-3.H.1 Os poluentes orgânicos persistentes (POPs) não se degradam facilmente no ambiente porque são moléculas sintéticas à base de carbono (como DDT e PCBs).
    • STB-3.H.2 Os poluentes orgânicos persistentes (POPs) podem ser tóxicos para os organismos porque são solúveis em gordura, o que permite seu acúmulo nos tecidos adiposos desses organismos.
    • STB-3.H.3 Os poluentes orgânicos persistentes (POPs) podem viajar longas distâncias através do vento e da água antes de serem redepositados.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Poluentes orgânicos persistentes 持久性有机污染物 (POPs, como DDT e PCBs) resistem à degradação, durando décadas, viajando longas distâncias e sendo solúveis em gordura, acumulando-se nos organismos. Isso estabelece bioacumulação e biomagnificação.

    8.8

    Bioacumulação e Biomagnificação

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-3): As atividades humanas, incluindo o uso de recursos, têm consequências físicas, químicas e biológicas para os ecossistemas.

    Objetivo de Aprendizagem STB-3.I: Descrever bioacumulação e biomagnificação.

    • STB-3.I.1 Bioacumulação é a absorção seletiva e concentração de elementos ou compostos por células de um organismo vivo, mais comumente compostos solúveis em gordura.
    • STB-3.I.2 Biomagnificação é o aumento na concentração de substâncias por unidade de tecido corporal que ocorre em níveis tróficos sucessivamente mais altos de uma cadeia alimentar ou rede alimentar.

    Objetivo de Aprendizagem STB-3.J: Descrever os efeitos da bioacumulação e biomagnificação.

    • STB-3.J.1 Alguns efeitos que podem ocorrer em um ecossistema quando uma substância persistente é biomagnificada em uma cadeia alimentar incluem afinamento de cascas de ovos e deformidades de desenvolvimento em carnívoros no topo da cadeia, nos níveis tróficos superiores.
    • STB-3.J.2 Os humanos também sofrem efeitos prejudiciais da biomagnificação, incluindo problemas nos sistemas reprodutivo, nervoso e circulatório.
    • STB-3.J.3 DDT, mercúrio e PCBs são substâncias que bioacumulam e têm impactos ambientais significativos.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Bioacumulação e biomagnificação

    Bioacumulação 生物累积 é o acúmulo de uma toxina dentro de um único organismo ao longo de sua vida. Biomagnificação 生物放大 é o aumento da concentração ao longo da cadeia alimentar – predadores no topo acabam com os níveis mais altos, motivo pelo qual grandes peixes predadores contêm muito mercúrio.

    Exemplo resolvido. Suponha que a água do lago contenha DDT a $0.01\ \text{ppm}$. O plâncton concentra para $0.5\ \text{ppm}$, pequenos peixes para $2\ \text{ppm}$, grandes peixes para $10\ \text{ppm}$, e uma águia que se alimenta de peixes para $25\ \text{ppm}$. Da água à águia, a concentração multiplicou-se cerca de $\dfrac{25}{0.01}=2500$ vezes – razão pela qual um predador no topo pode ser envenenado mesmo quando a água parece apenas levemente poluída.

    Explorar

    Toxinas concentram-se ao longo da cadeia alimentar

    O bioacúmulo acumula uma toxina em um organismo; a biomagnificação a concentra em cada etapa da cadeia alimentar, de modo que os predadores de topo carregam as maiores doses.

    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    Biomagnification/ˌbaɪəʊˌmæɡnɪfɪˈkeɪʃn/ 生物放大 shēng wù fàng dà
    sanitary landfills/ˈsænɪtəri ˈlændfɪlz/ 卫生填埋场 wèi shēng tián mái chǎng
    incinerators/ɪnˈsɪnəreɪtəz/ 焚烧炉 fén shāo lú
    e-waste/iː weɪst/ 电子垃圾 diàn zǐ lā jī
    garbage patches/ˈɡɑːbɪdʒ ˈpætʃɪz/ 垃圾带 lā jī dài
    reduce, reuse, recycle/rɪˈdjuːs riːˈjuːz rɪˈsaɪkl/ 减量、再利用、回收 jiǎn liàng 、 zài lì yòng 、 huí shōu
    composting/ˈkɒmpɒstɪŋ/ 堆肥 duī féi
    Sewage treatment/ˈsuːɪdʒ ˈtriːtmənt/ 污水处理 wū shuǐ chǔ lǐ
    8.9

    Disposição de Resíduos Sólidos

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-3): As atividades humanas, incluindo o uso de recursos, têm consequências físicas, químicas e biológicas para os ecossistemas.

    Objetivo de Aprendizagem STB-3.K: Descrever métodos de descarte de resíduos sólidos.

    • STB-3.K.1 Resíduo sólido é qualquer material descartado que não seja líquido ou gasoso. É gerado nos setores doméstico, industrial, comercial e agrícola.
    • STB-3.K.2 Resíduos sólidos são geralmente descartados em aterros sanitários. Aterros podem contaminar águas subterrâneas e liberar gases nocivos.
    • STB-3.K.3 Resíduos eletrônicos, ou e-waste, são compostos por dispositivos eletrônicos descartados, incluindo televisores, celulares e computadores.
    • STB-3.K.4 Um aterro municipal sanitário consiste em uma barreira inferior (plástico ou argila), um sistema de coleta de águas pluviais, um sistema de coleta de lixiviado, uma cobertura e um sistema de coleta de metano.

    Objetivo de Aprendizagem STB-3.L: Descrever os efeitos dos métodos de descarte de resíduos sólidos.

    • STB-3.L.1 Fatores na decomposição de aterros incluem a composição do lixo e as condições necessárias para a decomposição microbiana dos resíduos.
    • STB-3.L.2 Resíduos sólidos também podem ser descartados por incineração, onde os resíduos são queimados em altas temperaturas. Este método reduz significativamente o volume de resíduos sólidos, mas libera poluentes atmosféricos.
    • STB-3.L.3 Alguns itens não são aceitos em aterros sanitários e podem ser descartados ilegalmente, causando problemas ambientais. Um exemplo são pneus usados, que, quando empilhados, podem se tornar criadouros de mosquitos que espalham doenças.
    • STB-3.L.4 Alguns países descartam seus resíduos jogando-os no oceano. Essa prática, junto com outras fontes de plástico, levou à formação de grandes ilhas flutuantes de lixo nos oceanos. Além disso, a fauna marinha pode ficar presa nos resíduos, bem como ingeri-los.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Resíduos sólidos são qualquer material descartado que não seja líquido ou gás, gerados por residências, indústria, comércio e agricultura. São enterrados em aterros sanitários 卫生填埋场 (forrados para limitar lixiviado) ou incinerados em incineradores 焚烧炉 (reduz volume mas emite poluentes). Aterros ocupam espaço e podem vazar; ambos têm custos ambientais, portanto reduzir resíduos é preferível.

    Duas categorias citadas especificamente no exame: lixo eletrônico 电子垃圾 (eletrônicos descartados - telefones, computadores, televisões - que contêm metais tóxicos) e descarte oceânico, onde plástico e outros resíduos formam vastos parches de lixo 垃圾带 em alto-mar.

    Um grande monte de aterro sanitário com resíduos enterrados, elevando-se acima de uma cidade no vale abaixo
    Aterro sanitário: resíduos sólidos são enterrados aqui em células forradas. Ocupa terra e pode vazar, razão pela qual reduzir resíduos vem primeiro
    8.10

    Métodos de Redução de Resíduos

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-3): As atividades humanas, incluindo o uso de recursos, têm consequências físicas, químicas e biológicas para os ecossistemas.

    Objetivo de Aprendizagem STB-3.M: Descrever mudanças nas práticas atuais que poderiam reduzir a quantidade de resíduos gerados e seus benefícios e desvantagens associados.

    • STB-3.M.1 Reciclagem é um processo pelo qual certos materiais de resíduos sólidos são processados e convertidos em novos produtos.
    • STB-3.M.2 A reciclagem é uma forma de reduzir a demanda global atual por minerais, mas esse processo é intensivo em energia e pode ser custoso.
    • STB-3.M.3 Compostagem é o processo de decomposição de matéria orgânica, como restos de alimentos, papel e resíduos de jardim. O produto dessa decomposição pode ser usado como fertilizante. As desvantagens da compostagem incluem odor e roedores.
    • STB-3.M.4 Os resíduos eletrônicos podem ser reduzidos por meio de reciclagem e reutilização. Os resíduos eletrônicos podem conter produtos químicos perigosos, incluindo metais pesados como chumbo e mercúrio, que podem lixiviar dos aterros sanitários para as águas subterrâneas se não forem descartados adequadamente.
    • STB-3.M.5 As estratégias de mitigação de aterros sanitários variam desde a incineração de resíduos para geração de energia até a recuperação de habitat em antigos aterros para uso como parques.
    • STB-3.M.6 A combustão de gases produzidos pela decomposição de material orgânico em aterros sanitários pode ser usada para acionar turbinas e gerar eletricidade. Esse processo reduz o volume do aterro.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    A hierarquia de resíduos é reduzir, reutilizar, reciclar 减量、再利用、回收, além de compostagem 堆肥 para resíduos orgânicos. Reduzir o consumo é o melhor (nenhum resíduo para gerenciar); reciclagem e compostagem recuperam materiais e reduzem o uso de aterros.

    8.11

    Tratamento de Esgoto

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-3): As atividades humanas, incluindo o uso de recursos, têm consequências físicas, químicas e biológicas para os ecossistemas.

    Objetivo de Aprendizagem STB-3.N: Descrever as melhores práticas no tratamento de esgoto.

    • STB-3.N.1 O tratamento primário de esgoto é a remoção física de objetos grandes, geralmente através do uso de telas e grelhas, seguida pela sedimentação de resíduos sólidos no fundo de um tanque.
    • STB-3.N.2 O tratamento secundário é um processo biológico no qual bactérias decompõem a matéria orgânica em dióxido de carbono e lodo inorgânico, que sedimenta no fundo de um tanque. O tanque é aerado para aumentar a taxa com que as bactérias decompõem a matéria orgânica.
    • STB-3.N.3 O tratamento terciário é o uso de processos ecológicos ou químicos para remover quaisquer poluentes restantes na água após o tratamento primário e secundário.
    • STB-3.N.4 Antes do descarte, a água tratada é exposta a um ou mais desinfetantes (geralmente cloro, ozônio ou luz UV) para matar bactérias.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Tratamento de esgoto 污水处理 limpa águas residuais em etapas: primária (decantação de sólidos), secundária (bactérias degradam matéria orgânica) e, às vezes, terciária (remoção de nutrientes e desinfecção). Isso protege cursos d'água contra patógenos e poluição nutricional.

    Tratamento de água para torná-la segura: sedimentação, filtração e, em seguida, desinfecção
    Tratando água para torná-la segura: sedimentação, filtração e depois desinfecção
    8.12

    Dose Letal 50% (LD50)

    Programa

    Compreensão Duradoura (EIN-3): Poluentes podem ter impactos diretos e indiretos na saúde dos organismos, incluindo humanos.

    Objetivo de Aprendizagem EIN-3.A: Definir dose letal 50% ($LD_{50}$).

    • EIN-3.A.1 Dose letal 50% ($LD_{50}$) é a dose de um químico que é letal para 50% da população de uma espécie particular.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Curva dose-resposta e LD50

    O LD50 半数致死量 é a dose de uma substância que mata 50% de uma população teste. Um LD50 mais baixo significa uma substância mais tóxica (menos é necessário para ser letal). É um método padrão para comparar toxicidade.

    Exemplo resolvido. O produto químico A tem um LD50 de $5\ \text{mg}$ por kg de peso corporal; o B, $500\ \text{mg/kg}$. Como o valor de A é $100$ vezes menor, A é aproximadamente $100\times$ vezes mais tóxico. Para um adulto de $70\ \text{kg}$, a dose de A esperada para ser letal para metade das pessoas é $5\ \text{mg/kg}\times70\ \text{kg}=350\ \text{mg}$ – uma quantidade mínima, enquanto B exigiria $500\times70=35{,}000\ \text{mg}$ ($35\ \text{g}$).

    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    LD50/ˌel diː ˈfɪfti/ 半数致死量 bàn shù zhì sǐ liàng
    dose–response curve/dəʊs rɪˈspɒns kɜːv/ 剂量反应曲线 jì liàng fǎn yìng qū xiàn
    threshold/ˈθreʃəʊld/ 阈值 yù zhí
    Pathogens/ˈpæθədʒnz/ 病原体 bìng yuán tǐ
    Cholera/ˈkɒlərə/ 霍乱 huò luàn
    Dysentery/ˈdɪsəntəri/ 痢疾 lì jí
    Plague/pleɪɡ/ 鼠疫 shǔ yì
    Tuberculosis (TB)/ˌtjuːbəkjʊˈləʊsɪs/ 结核病 jié hé bìng
    Malaria/mæˈleərɪə/ 疟疾 nüè jí
    8.13

    Curva Dose-Resposta

    Programa

    Compreensão Duradoura (EIN-3): Poluentes podem ter impactos diretos e indiretos na saúde dos organismos, incluindo humanos.

    Objetivo de Aprendizagem EIN-3.B: Avaliar curvas de resposta à dose.

    • EIN-3.B.1 Uma curva de resposta à dose descreve o efeito em um organismo ou taxa de mortalidade em uma população com base na dose de uma toxina ou medicamento particular.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Uma curva dose-resposta 剂量反应 curva plota o efeito em função da dose. Geralmente, dose maior causa efeito maior. Alguns químicos têm um limiar 阈值 (sem efeito abaixo dele); para outros, qualquer exposição carrega risco. Essas curvas guiam limites de segurança.

    8.14

    Poluição e Saúde Humana

    Programa

    Compreensão Duradoura (EIN-3): Poluentes podem ter impactos diretos e indiretos na saúde dos organismos, incluindo humanos.

    Objetivo de Aprendizagem EIN-3.C: Identificar fontes de problemas de saúde humana ligados à poluição.

    • EIN-3.C.1 Pode ser difícil estabelecer causa e efeito entre poluentes e problemas de saúde humana porque os humanos são expostos a uma variedade de químicos e poluentes.
    • EIN-3.C.2 Disenteria é causada por esgoto não tratado em riachos e rios.
    • EIN-3.C.3 Mesotelioma é um tipo de câncer causado principalmente pela exposição ao amianto.
    • EIN-3.C.4 Problemas respiratórios e a função pulmonar geral podem ser impactados por níveis elevados de ozônio troposférico.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Poluição prejudica a saúde diretamente (doenças respiratórias por poluição do ar, envenenamento por água contaminada) e indiretamente. Dose, duração e sensibilidade individual afetam o resultado. Pobreza frequentemente correlaciona-se com maior exposição e menor proteção.

    8.15

    Patógenos e Doenças Infecciosas

    Programa

    Compreensão Duradoura (EIN-3): Poluentes podem ter impactos diretos e indiretos na saúde dos organismos, incluindo humanos.

    Objetivo de Aprendizagem EIN-3.D: Explicar patógenos humanos e seu ciclo através do ambiente.

    • EIN-3.D.1 Patógenos se adaptam para aproveitar novas oportunidades de infectar e se espalhar por populações humanas.
    • EIN-3.D.2 Patógenos específicos podem ocorrer em muitos ambientes independentemente da aparência das condições sanitárias.
    • EIN-3.D.3 À medida que zonas climáticas de tipo equatorial se expandem para o norte e para o sul em direção às atuais zonas climáticas subtropicais e temperadas, patógenos, doenças infecciosas e quaisquer vetores associados estão se espalhando para essas áreas onde a doença anteriormente não era conhecida por ocorrer.
    • EIN-3.D.4 Áreas de baixa renda e empobrecidas frequentemente carecem de disposição sanitária de resíduos e possuem suprimentos de água potável contaminados, levando a refúgios e oportunidades para a propagação de doenças infecciosas.
    • EIN-3.D.5 Peste é uma doença transmitida por organismos infectados com a bactéria da peste. Ela é transferida para humanos através da picada de um organismo infectado ou através do contato com fluidos ou tecidos contaminados.
    • EIN-3.D.6 Tuberculose é uma infecção bacteriana que tipicamente ataca os pulmões. É transmitida pela inalação das bactérias presentes nos fluidos corporais de uma pessoa infectada.
    • EIN-3.D.7 Malária é uma doença parasitária causada por picadas de mosquitos infectados. É encontrada com maior frequência no África subsaariana.
    • EIN-3.D.8 Vírus do Nilo Ocidental é transmitido aos humanos através de picadas de mosquitos infectados.
    • EIN-3.D.9 Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS) é uma forma de pneumonia. É transmitida pela inalação ou toque em fluidos infectados.
    • EIN-3.D.10 Síndrome Respiratória do Oriente Médio (MERS) é uma doença respiratório viral que é transmitida de animais para humanos.
    • EIN-3.D.11 Zika é um vírus causado por picadas de mosquitos infectados. Pode ser transmitido por contato sexual.
    • EIN-3.D.12 Cólera é uma doença bacteriana contraída a partir de água contaminada.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Patogênicos 病原体 (bactérias, vírus, parasitas) se espalham por água e alimentos contaminados. O exame cita doenças específicas e espera que você saiba como cada uma é transmitida, pois a rota de transmissão define a defesa:

    Doença Tipo Como se espalha
    Cólera 霍乱 bacteriana ingestão de água contaminada com esgoto
    Disenteria 痢疾 bacteriana esgoto não tratado em riachos e rios
    Peste 鼠疫 bacteriana picada de organismo infectado (ex: pulgas) ou contato com fluidos infectados
    Tuberculose (TB) 结核病 bacteriana inalação de bactérias de fluidos corporais de pessoa infectada
    Malária 疟疾 parasitária picada de mosquito infectado 蚊子 (maior parte da África subsaariana)
    Nilo Ocidental / Zika 西尼罗/寨卡 viral picada de mosquito infectado (Zika também via contato sexual)
    SARS / MERS viral inalar ou tocar fluidos infectados; MERS passa de animais para humanos

    Duas ideias macrocarregam pontos. Pobreza agrava o problema – áreas de baixa renda frequentemente carecem de saneamento básico e água potável, dando refúgio a doenças transmitidas por água. E mudança climática espalha doenças: à medida que zonas climáticas equatoriais quentes se expandem em direção aos polos, mosquitos e outros vetores 传播媒介 – e as doenças que carregam – migram para regiões temperadas que nunca as tiveram antes. Água potável, saneamento e controle de vetores permanecem as principais defesas.

    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    mosquito/məˈskiːtəʊ/ 蚊子 wén zi
    West Nile / Zika/west naɪl ˈziːkə/ 西尼罗/寨卡 xī ní luó / zhài kǎ
    vectors/ˈvektəz/ 传播媒介 chuán bō méi jiè
    8.15

    Dicas de prova

    • Rastreie eutrofização passo a passo: escoamento de nutrientes → florescimento algal → decomposição → depleção de oxigênio → morte dos peixes.
    • Bioacumulação acumula em um organismo; biomagnificação aumenta na cadeia alimentar, então predadores no topo são mais afetados.
    • Leia um LD50: valor menor significa mais tóxico; multiplique pela massa corporal para dose letal.
    • Ordene a hierarquia de resíduos reduzir > reutilizar > reciclar, e as etapas do tratamento de esgoto.
    • Vincule patógenos a água contaminada e às defesas de água potável/saneamento.
  • 9

    Mudanças Globais

    Assistir aula
    9.1

    Depleção do Ozônio Estratosférico

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-4): Atividades humanas locais e regionais podem ter impactos em nível global.

    Objetivo de Aprendizagem STB-4.A: Explicar a importância do ozono estratosférico para a vida na Terra.

    • STB-4.A.1 A camada de ozono estratosférica é importante para a evolução da vida na Terra e para a saúde contínua e sobrevivência da vida no planeta.
    • STB-4.A.2 A depleção do ozono estratosférico é causada por fatores antropogênicos, como clorofluorcarbonetos (CFCs), e fatores naturais, como o derretimento de cristais de gelo na atmosfera no início da primavera antártica.
    • STB-4.A.3 Uma diminuição no ozono estratosférico aumenta os raios UV que atingem a superfície da Terra. A exposição a raios UV pode levar ao câncer de pele e catarata em humanos.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Depleção do ozônio estratosférico

    A camada de ozônio 臭氧层 alta na estratosfera absorve radiação ultravioleta nociva ultravioleta 紫外线. CFCs 氯氟烃 (clorofluorcarbonetos, usados antes em refrigerantes e aerossóis) sobem e liberam cloro que destrói o ozônio, afinando-a (o "buraco no ozônio" antártico). Mais UV atingindo a superfície eleva câncer de pele, cataratas e danos às colheitas.

    Um mapa de satélite da NASA do Hemisfério Sul com uma grande mancha azul-escura de ozônio muito baixo centrada sobre a Antártida
    O buraco no ozônio 臭氧洞 sobre a Antártida (azul escuro) em um mapa da NASA: este é onde a camada de ozônio afinou mais
    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    ozone layer/ˈəʊzəʊn ˈleɪə/ 臭氧层 chòu yǎng céng
    ultraviolet/ˌʊltrəˈvaɪəlɪt/ 紫外线 zǐ wài xiàn
    CFCs/ˌsiː ef ˈsiːz/ 氯氟烃 lǜ fú tīng
    Montreal Protocol/ˌmɒntrɪˈɔːl ˈprəʊtəkɒl/ 蒙特利尔议定书 méng tè lì ěr yì dìng shū
    9.2

    Reduzindo a Depleção do Ozônio

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-4): Atividades humanas locais e regionais podem ter impactos em nível global.

    Objetivo de Aprendizagem STB-4.B: Descrever produtos químicos usados para substituir clorofluorcarbonetos (CFCs).

    • STB-4.B.1 A depleção do ozono pode ser mitigada substituindo produtos químicos que depletam o ozono por substitutos que não degradam a camada de ozono. Hidrofluorcarbonetos (HFCs) são um desses substitutos, mas alguns são fortes gases de efeito estufa.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Protocolo de Montreal 蒙特利尔议定书 (1987) eliminou progressivamente CFCs mundialmente e é um raro sucesso ambiental – a camada de ozônio está lentamente se recuperando. Substitutos (como HFCs e HCFCs) substituíram CFCs, embora alguns sejam eles próprios gases de efeito estufa.

    9.3

    Efeito Estufa

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-4): Atividades humanas locais e regionais podem ter impactos em nível global.

    Objetivo de Aprendizagem STB-4.C: Identificar os gases de efeito estufa.

    • STB-4.C.1 Os principais gases de efeito estufa são dióxido de carbono, metano, vapor d'água, óxido nitroso e clorofluorcarbonetos (CFCs).
    • STB-4.C.2 Embora o vapor d'água seja um gás de efeito estufa, ele não contribui significativamente para as mudanças climáticas globais devido ao seu curto tempo de permanência na atmosfera.
    • STB-4.C.3 O efeito estufa resulta na temperatura superficial necessária para a existência da vida na Terra.

    Objetivo de Aprendizagem STB-4.D: Identificar as fontes e a potência dos gases de efeito estufa.

    • STB-4.D.1 O dióxido de carbono, que possui um potencial de aquecimento global (GWP) de 1, é usado como ponto de referência para a comparação de diferentes gases de efeito estufa e seus impactos nas mudanças climáticas globais. Os clorofluorcarbonetos (CFCs) têm o maior GWP, seguidos pelo óxido nitroso e depois pelo metano.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    O efeito estufa

    O efeito estufa 温室效应 mantém a Terra aquecida: gases de efeito estufa 温室气体 deixam a luz solar entrar mas retêm o calor infravermelho emissivo. Este efeito natural torna a Terra habitável. O problema é o efeito estufa intensificado – humanos adicionando gases extras que retêm mais calor.

    Os gases de efeito estufa absorvem o calor que a Terra emite e devolvem parte dele
    Gases de efeito estufa absorvem o calor emitido pela Terra e devolvem parte dele
    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    greenhouse effect/ˈɡriːnhaʊs ɪˈfekt/ 温室效应 wēn shì xiào yìng
    greenhouse gases/ˈɡriːnhaʊs ˈɡæsɪz/ 温室气体 wēn shì qì tǐ
    methane/ˈmiːθeɪn/ 甲烷 jiǎ wán
    global warming potential (GWP)/ˈɡləʊbl ˈwɔːmɪŋ pəˈtenʃl/ 全球变暖潜能值 quán qiú biàn nuǎn qián néng zhí
    Global climate change/ˈɡləʊbl ˈklaɪmət tʃeɪndʒ/ 气候变化 qì hòu biàn huà
    9.4

    Aumentos nos Gases de Efeito Estufa

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-4): Atividades humanas locais e regionais podem ter impactos em nível global.

    Objetivo de Aprendizagem STB-4.E: Identificar as ameaças à saúde humana e ao ambiente impostas pelo aumento dos gases de efeito estufa.

    • STB-4.E.1 As mudanças climáticas globais, causadas pelo excesso de gases de efeito estufa na atmosfera, podem levar a uma variedade de problemas ambientais, incluindo o aumento do nível do mar resultante do derretimento de geleias e expansão da água do oceano, e vetores de doença se espalhando das regiões tropicais em direção aos polos. Esses problemas podem levar a mudanças na dinâmica populacional e migrações populacionais em resposta.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Atividades humanas elevam gases de efeito estufa: $\text{CO}_2$ da queima de combustíveis fósseis e desmatamento, metano 甲烷 de gado, aterros e plantações de arroz, e óxido nitroso de fertilizantes. Metano retém muito mais calor por molécula do que $\text{CO}_2$, mas é menos abundante.

    Para comparar gases justamente, usamos potencial de aquecimento global (GWP) 全球变暖潜能值 – quanto calor uma unidade de um gás retém num período definido, relativo a $\text{CO}_2$. $\text{CO}_2$ é a referência, com GWP = 1, assim todo outro gás é medido contra ele. Ordenado por GWP: CFCs são os mais altos, depois óxido nitroso, depois metano – todos retêm muito mais calor por molécula do que $\text{CO}_2$. Mas GWP sozinho não decide impacto: $\text{CO}_2$ ainda causa o maior aquecimento geral porque é emitido em enorme quantidade. O exame espera ambas as ideias – alto GWP e quanto é emitido.

    Mineração e combustão de carvão: a queima de combustíveis fósseis é o principal motor do aumento do CO2 atmosférico
    Mineração e combustão de carvão: queimar combustíveis fósseis é o principal motor do aumento de CO2 atmosférico
    9.5

    Mudança Climática Global

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-4): Atividades humanas locais e regionais podem ter impactos em nível global.

    Objetivo de Aprendizagem STB-4.F: Explicar como as mudanças no clima, de curto e longo prazo, impactam os ecossistemas.

    • STB-4.F.1 A Terra passou por mudanças climáticas ao longo do tempo geológico, com grandes variações nas temperaturas globais causando períodos de aquecimento e resfriamento, conforme registrado com $\text{CO}_2$ dados e núcleos de gelo.
    • STB-4.F.2 Os efeitos das mudanças climáticas incluem o aumento das temperaturas, o degelo do permafrost e do gelo marinho, o aumento do nível do mar e o deslocamento de populações costeiras.
    • STB-4.F.3 Ecossistemas marinhos são afetados por mudanças no nível do mar, algumas positivamente, como em novos habitats formados em plataformas continentais agora inundadas, e outras negativamente, como em comunidades mais profundas que podem deixar de estar na zona fótica da água do mar.
    • STB-4.F.4 Ventos gerados pela circulação atmosférica ajudam a transportar calor por toda a Terra. As mudanças climáticas podem alterar padrões de circulação, pois mudanças de temperatura podem impactar as células de Hadley e a corrente de jato.
    • STB-4.F.5 Correntes oceânicas, ou a esteira oceânica, transportam calor por todo o mundo. Quando essas correntes mudam, isso pode ter um grande impacto no clima global, especialmente em regiões costeiras.
    • STB-4.F.6 As mudanças climáticas podem afetar o solo através de alterações na temperatura e precipitação, o que pode impactar a viabilidade do solo e potencialmente aumentar a erosão.
    • STB-4.F.7 As regiões polares da Terra estão mostrando tempos de resposta mais rápidos às mudanças climáticas globais porque o gelo e a neve nesses locais refletem a maior quantidade de energia de volta ao espaço, levando a um ciclo de feedback positivo.
    • STB-4.F.8 À medida que a Terra esquenta, esse gelo e neve derretem, significando que menos energia solar é irradiada de volta ao espaço e, em vez disso, é absorvida pela superfície terrestre. Isso, por sua vez, causa mais aquecimento nas regiões polares.
    • STB-4.F.9 O tempo de resposta às mudanças climáticas globais no Ártico deve-se a ciclos de retroalimentação positiva envolvendo o derretimento do gelo marinho e o degelo da tundra, e a subsequente liberação de gases de efeito estufa como o metano.
    • STB-4.F.10 Uma consequência da perda de gelo e neve em regiões polares é o impacto sobre as espécies que dependem do gelo para habitat e alimento.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Mudança climática global 气候变化 is the long-term shift in climate from the enhanced greenhouse effect: rising average temperatures, melting ice, rising sea levels 海平面, more extreme weather, and shifting rainfall. It disrupts ecosystems, agriculture, and human communities worldwide.

    Uma parede alta de gelo glacial com um grande bloco a cair no mar numa nuvem de spray
    Uma geleira 冰川 quebrando-se no mar. O aquecimento derrete gelo terrestre, que adiciona água ao oceano e eleva o nível do mar
    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    sea levels/siː ˈlevlz/ 海平面 hǎi píng miàn
    9.6

    Aquecimento dos Oceanos

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-4): Atividades humanas locais e regionais podem ter impactos em nível global.

    Objetivo de Aprendizagem STB-4.G: Explicar as causas e efeitos do aquecimento dos oceanos.

    • STB-4.G.1 O aquecimento dos oceanos é causado pelo aumento de gases de efeito estufa na atmosfera.
    • STB-4.G.2 O aquecimento dos oceanos pode afetar as espécies marinhas de diversas maneiras, incluindo perda de habitat, e alterações metabólicas e reprodutivas.
    • STB-4.G.3 O aquecimento dos oceanos está causando branqueamento de corais, que ocorre quando a perda de algas nos corais faz com que estes fiquem brancos. Alguns corais se recuperam e outros morrem.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    À medida que o clima aquece, os oceanos absorvem a maior parte do calor extra. O aquecimento dos oceanos causa branqueamento de corais 珊瑚白化 (corais expulsam suas algas e podem morrer), altera as faixas das espécies, reduz o oxigênio dissolvido e – com o derretimento do gelo – eleva o nível do mar através da expansão térmica.

    Uma colónia de coral ramificada completamente branca como osso, ao lado de recifes saudáveis mais escuros
    Uma colônia de coral branqueada: águas mais quentes fizeram-na expelir suas algas coloridas, deixando apenas o esqueleto branco. Se o calor persistir, o coral morre
    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    coral bleaching/ˈkɒrəl ˈbliːtʃɪŋ/ 珊瑚白化 shān hú bái huà
    ocean acidification/ˈəʊʃn əˌsɪdɪfɪˈkeɪʃn/ 海洋酸化 hǎi yáng suān huà
    calcium carbonate/ˈkælsɪəm ˈkɑːbəneɪt/ 碳酸钙 tàn suān gài
    invasive species/ɪnˈveɪsɪv ˈspiːsiːz/ 入侵物种 rù qīn wù zhǒng
    9.7

    Acidificação dos Oceanos

    Programa

    Compreensão Duradoura (STB-4): Atividades humanas locais e regionais podem ter impactos em nível global.

    Objetivo de Aprendizagem STB-4.H: Explicar as causas e efeitos da acidificação dos oceanos.

    • STB-4.H.1 A acidificação dos oceanos é a diminuição do pH dos oceanos, principalmente devido ao aumento das concentrações de $\text{CO}_2$ na atmosfera, e pode ser expressa por equações químicas.
    • STB-4.H.2 À medida que mais $\text{CO}_2$ é liberado na atmosfera, os oceanos, que absorvem uma grande parte desse $\text{CO}_2$, tornam-se mais ácidos.
    • STB-4.H.3 As atividades antropogênicas que contribuem para a acidificação dos oceanos são aquelas que levam ao aumento das concentrações de $\text{CO}_2$ na atmosfera: queima de combustíveis fósseis, emissões veiculares e desmatamento.
    • STB-4.H.4 A acidificação dos oceanos danifica os corais porque a acidificação dificulta a formação de suas conchas, devido à perda de carbonato de cálcio.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    O oceano absorve cerca de um quarto do nosso $\text{CO}_2$, que forma ácido carbônico – acidificação dos oceanos 海洋酸化. O pH mais baixo torna mais difícil para corais, moluscos e plâncton construírem conchas e esqueletos de carbonato de cálcio 碳酸钙, ameaçando as cadeias alimentares marinhas.

    Explorar

    Como o oceano se acidifica

    Os oceanos absorvem CO$_2$, que forma ácido carbônico e baixa o pH da água do mar. Mesmo uma pequena queda representa um grande aumento na acidez (a escala é logarítmica) e prejudica os organismos formadores de conchas.

    9.8

    Espécies Invasoras

    Programa

    Compreensão Duradoura (EIN-4): A saúde de uma espécie está estreitamente ligada a seu ecossistema, e pequenas mudanças ambientais podem ter grande impacto.

    Objetivo de Aprendizagem EIN-4.A: Explicar os problemas ambientais associados às espécies invasoras e estratégias para controlá-las.

    • EIN-4.A.1 Espécies invasoras são espécies que podem viver e, às vezes, prosperar fora de seu habitat normal. Espécies invasoras podem ser benéficas em alguns casos, mas são consideradas invasoras quando ameaçam espécies nativas.
    • EIN-4.A.2 Espécies invasoras são frequentemente generalistas e r-selected, portanto podem superar as espécies nativas na competição por recursos.
    • EIN-4.A.3 Espécies invasoras podem ser controladas por meio de uma variedade de intervenções humanas.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Uma espécie invasora 入侵物种 é uma espécie não nativa que se espalha e prejudica seu novo ecossistema. Sem predadores naturais, ela supera as nativas, propaga doenças e reduz a biodiversidade (kudzu, mexilhões-zebra, pítonas-birmanas). O comércio e as viagens humanas as transportam ao redor do mundo.

    Uma encosta coberta de árvores completamente soterrada por uma espessa manta verde de vide kudzu
    A vide invasora kudzu sufocando um grupo de árvores. Sem predadores naturais na sua nova casa, cobre e mata tudo o que alcança
    9.9

    Espécies Ameaçadas

    Programa

    Compreensão Duradoura (EIN-4): A saúde de uma espécie está estreitamente ligada a seu ecossistema, e pequenas mudanças ambientais podem ter grande impacto.

    Objetivo de Aprendizagem EIN-4.B: Explicar como as espécies se tornam ameaçadas e estratégias para combater o problema.

    • EIN-4.B.1 Uma variedade de fatores pode levar uma espécie a ficar ameaçada de extinção, como ser caçada extensivamente, ter dieta limitada, ser superada por espécies invasoras ou ter requisitos específicos e limitados de habitat.
    • EIN-4.B.2 Nem todas as espécies estarão em perigo de extinção quando expostas às mesmas mudanças em seu ecossistema. Espécies que conseguem se adaptar a mudanças em seu ambiente ou que conseguem migrar para um novo ambiente têm menos probabilidade de enfrentar a extinção.
    • EIN-4.B.3 Pressões seletivas são quaisquer fatores que alteram os comportamentos e a aptidão dos organismos dentro de um ambiente.
    • EIN-4.B.4 Espécies em um determinado ecossistema competem por recursos como território, alimento, parceiros e habitat, e essa competição pode levar ao ameaçamento ou extinção.
    • EIN-4.B.5 Estratégias para proteger populações animais incluem criminalizar a caça furtiva, proteger habitats de animais e legislação.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Uma espécie ameaçada 濒危物种 está em risco de extinção. As causas são resumidas como HIPPO: perda de Hábitat (Habitat), Espécies invasoras (Invasive), Poluição (Pollution), crescimento da População (Population) humana e Sobreexplotação (Overharvesting). A proteção inclui leis (como o Endangered Species Act), áreas protegidas e reprodução em cativeiro.

    Um recife de coral: perda de habitat, aquecimento e acidificação colocam comunidades inteiras de recifes em risco de extinção
    Um recife de coral: perda de habitat, aquecimento e acidificação colocam comunidades inteiras de recifes em risco de extinção
    Explorar

    Uma população sob pressão

    Quando as mortes superam os nascimentos, uma população diminui rumo à extinção. Abaixo de um tamanho crítico, a baixa diversidade genética e eventos aleatórios tornam a recuperação mais difícil.

    Vocabulário Treinar
    Inglês Chinês Pinyin
    endangered species/enˈdeɪndʒəd ˈspiːsiːz/ 濒危物种 bīn wēi wù zhǒng
    habitat fragmentation/ˈhæbɪtæt ˌfræɡmənˈteɪʃn/ 栖息地破碎化 qī xī dì pò suì huà
    The ozone hole/ðɪ ˈəʊzəʊn həʊl/ 臭氧洞 chòu yǎng dòng
    A glacier/ə ˈɡleɪʃə/ 冰川 bīng chuān
    9.10

    Impactos Humanos na Biodiversidade

    Programa

    Compreensão Duradoura (EIN-4): A saúde de uma espécie está estreitamente ligada a seu ecossistema, e pequenas mudanças ambientais podem ter grande impacto.

    Objetivo de Aprendizagem EIN-4.C: Explicar como as atividades humanas afetam a biodiversidade e estratégias para combater o problema.

    • EIN-4.C.1 HIPPCO (destruição de habitat, espécies invasoras, crescimento populacional, poluição, mudança climática e superexploração) descreve os principais fatores que levam à diminuição da biodiversidade.
    • EIN-4.C.2 Fragmentação de habitat ocorre quando habitats amplos são divididos em áreas menores e isoladas. Causas da fragmentação de habitat incluem a construção de estradas e dutos, desmatamento para agricultura ou desenvolvimento urbano, e exploração madeireira.
    • EIN-4.C.3 A escala da fragmentação de habitat que tem efeito adverso sobre os habitantes de um dado ecossistema variará de espécie para espécie dentro desse ecossistema.
    • EIN-4.C.4 As mudanças climáticas globais podem causar perda de habitat via alterações na temperatura, precipitação e elevação do nível do mar.
    • EIN-4.C.5 Alguns organismos foram parcial ou totalmente domesticados e agora são manejados para retorno econômico, como colônias de abelhas e gado doméstico. Essa domesticação pode ter impacto negativo na biodiversidade desse organismo.
    • EIN-4.C.6 Algumas formas pelas quais os humanos podem mitigar o impacto da perda de biodiversidade incluem a criação de áreas protegidas, uso de corredores de habitat, promoção de práticas sustentáveis de uso da terra e restauração de habitats perdidos.

    Fonte: College Board AP Course and Exam Description

    Juntas, a perda de hábitat, as mudanças climáticas, a poluição, as espécies invasoras e a sobreexplotação estão impulsionando uma rápida perda de biodiversidade – alguns chamam isso de sexta grande extinção. Reduzir essas pressões, conservar o hábitat e adotar práticas sustentáveis são as formas de desacelerar isso e proteger os serviços ecossistêmicos dos quais toda a vida depende.

    Um fator específico e amplamente cobrado em provas é a fragmentação do hábitat 栖息地破碎化: grandes habitats contínuos são fragmentados em manchas menores e isoladas por estradas, dutos e desenvolvimento urbano. A fragmentação é pior do que a simples perda de área, pois as pequenas manchas cortam populações umas das outras, reduzem a diversidade genética e expõem mais borda (edge) a predadores e espécies invasoras.

    In-situ and ex-situ conservation protect species
    In-situ and ex-situ conservation protect species

    Exemplo resolvido. O CO$_2$ atmosférico subiu de cerca de 280 ppm antes da industrialização para cerca de 420 ppm hoje. A porcentagem de aumento é $\dfrac{420-280}{280}\times100\% = \dfrac{140}{280}\times100\% = 50\%$. Esse aumento de aproximadamente 50% no principal gás de efeito estufa de longa duração é o motor central do efeito estufa intensificado e do aquecimento moderno.

    9.10

    Dicas de prova

    • Mantenha a depleção do ozônio (CFCs deixam entrar mais UV) e as mudanças climáticas (gases de efeito estufa retêm mais calor) como dois problemas diferentes.
    • Explique o efeito estufa natural e a versão intensificada causada pelo excesso de CO₂ e metano.
    • Conecte o aquecimento dos oceanos (branqueamento de corais) e a acidificação dos oceanos (CO₂ → ácido carbônico → conchas mais fracas).
    • Uma espécie invasora é perigosa porque não possui predadores naturais em seu novo lar.
    • Resuma as ameaças à biodiversidade com HIPPO (Perda de Hábitat, Espécies invasoras, Poluição, População, Sobreexplotação).

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