Conectividade e redes ecológicas em

paisagens fragmentadas:

aplicações em conservação da

biodiversidade e restauração ecológica

Maria Lúcia Lorini

UNIRIO-RJ

Mamíferos em paisagens fragmentadas:

perspectivas da Ecologia de Paisagens

Simpósio

Mamíferos em paisagens fragmentadas:

perspectivas da Ecologia de Paisagens

Conectividade e redes ecológicas em paisagens fragmentadas:

aplicações em conservação da biodiversidade e restauração

ecológica

Maria Lucia Lorini (Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro)

Efeitos geométricos e seus impactos sobre a distribuição e

abundância de organismos em paisagens fragmentadas

Jayme Augusto Prevedello (Universidade do Estado do Rio de Janeiro)

Filtros ambientais ou extinções randômicas? Revelando a

importância de processos neutros e de nicho para a

estruturação de comunidades em paisagens fragmentadas

Renata Pardini (Universidade de São Paulo)

1

2

3

Conectividade e redes

ecológicas em paisagens

fragmentadas: aplicações em

conservação da biodiversidade

e restauração ecológica

Maria Lucia Lorini

Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro

SCBD 2010, Meiyappan & Jain 2012

> 80% superfície da Terra – algum

grau de antropização

~40% terras convertidas para

agropecuária

Perda de biodiversidade e serviços ecossistêmicos

MEA 2005, SCBD 2010, Butchart et al. 2010, Cardinale et al. 2012

Mudanças de uso da terra

Mudanças globais - Antropoceno

Mudanças de uso da terra

Perda e fragmentação de habitat

Abordagem de Ecologia de Paisagens

Mudança de uso da terra

Perda de biodiversidade

Ecologia de Paisagens

Modelos de paisagem

Paisagens florestais altamente fragmentadas

Perda e fragmentação do habitat

Paisagens florestais altamente fragmentadas

Quantidade reduzida de florestas

Fragmentos menores e mais distantes entre si

Estrutura da paisagem

Perda e fragmentação do habitat

Paisagens florestais altamente fragmentadas

Quantidade reduzida de florestas

Fragmentos menores e mais distantes entre si

Estrutura da paisagem

Efeitos sobre as populações

Populações menores e espacialmente isoladas

Menor incidência na paisagem

Maior risco de extinção

Perda e fragmentação do habitat

Quantidade de habitat Isolamento dos remanescentes

Prob

. de e

xti

nção

Movimentação Sobrevivência (recursos)‏

Riq

ueza

de

esp

écie

s Grande causa de extinções

Perda e fragmentação do habitat

Quantidade de habitat Isolamento dos remanescentes

Prob

. de e

xti

nção

Movimentação Sobrevivência (recursos)‏

Dinâmica populacional

Processos espaço-temporais

Riq

ueza

de

esp

écie

s

Conectividade na paisagem

Grande causa de extinções

Perda e fragmentação do habitat

Perda e fragmentação do habitat

Hotspots Riqueza e endemismo

Perda de habitat

Alta heterogeneidade ambiental

Altos níveis de riqueza e endemismos

>20,000 plantas, >250 mamíferos, >960 aves, >300 répteis, >500 anfíbios > 30% endêmicos

(>20 types) (0-2900m)

Mata Atlântica

Altos números de riqueza, de espécies endêmicas e

ameaçadas

Jenkins et al. 2013

Mata Atlântica

Cobertura florestal - 1500

Mata Atlântica

• Pré-colonização Européia

• 2ª maior floresta tropical

da América do Sul

• ~ 15.000.000 ha conectados

Cobertura florestal - 1500 Cobertura florestal - 2005

Mata Atlântica

• Pré-colonização Européia

• 2ª maior floresta tropical

da América do Sul

• ~ 15.000.000 ha conectados

• ~70% população brasileira, 80% PIB

• ~12% cobertura florestal

• 80% fragmentos florestais <100ha

• distância média entre fragmentos ~1,500m

Ribeiro et al. 2009

Cobertura florestal - 1500 Cobertura florestal - 2005

Laurence 2009

Mata Atlântica - “the hottest hotspot”‏é‏um‏laboratório‏

natural de valor inestimável para a compreensão dos

efeitos da fragmentação do habitat em regiões tropicais

Mata Atlântica

Paisagens abaixo ~30%

cobertura florestal

Perda de

espécies endêmicas

integridade de comunidades

integridade filogenética

funções ecológicas que

apenas espécies especialistas

florestais provêem

Banks-Leite et al. 2014

Impactos na Mata Atlântica

Andrén 1994

O arranjo espacial é

importante quando o habitat ocupa menos

de 30% da paisagem

as manchas de habitat se dispõem

de forma mais dispersa e isolada

o padrão espacial é importante em

paisagens fragmentadas

Arranjo espacial e movimento

Fahrig 1998

O arranjo espacial é

importante

o padrão espacial é importante em

paisagens fragmentadas

Arranjo espacial e movimento

D1

D2

D3

quando o deslocamento

da espécie estudada é menor do que

[D1 + D2 + D3] / 3

Quando arranjo espacial

e movimentos são

importantes

Arranjo espacial e movimento

D1

D2

D3

Conectividade na

paisagem

Conectividade na paisagem

Conectividade na paisagem

Persistência das populações

Capacidade de manutenção das funções

ecológicas das paisagens

Forero & Medina 2007

Conectividade na paisagem

Conectividade

Área emergente em Ecologia de

Paisagens

Tema vital para a conservação da

biodiversidade

Crooks & Sanjayan 2006, Gapern et al. 2011

Conectividade na paisagem

Crouzeilles et al. 2010

Escassez de dados de movimentos na matriz

Apenas 15 artigos até 2010

32 espécies (18 com mamíferos)

Crouzeilles et al. 2010

Estudos sobre conectividade em paisagens

da Mata Atlântica tem aumentado, mas ainda

não são poucos

Conectividade na paisagem

Grau em que a paisagem facilita ou restringe o movimento dos organismos entre as manchas de habitat

Estrutural

Arranjo espacial

da paisagem

Funcional

Resposta comportamental do organismo

às estruturas físicas da paisagem

Taylor et al. 1993

Corredor Corredor

Conectividade na paisagem

Grau em que a paisagem facilita ou restringe o fluxo de organismos, de genes, de propágulos e de outros fluxos ecológicos (Saura 2009)

SV CB

Conectividade na paisagem

Dados sobre o movimento Dados sobre a paisagem

Abordagem para associá-los

Conectividade na paisagem

Dados sobre o movimento

Telemetria por rádio, satélite

Marcação – recaptura

Playback

Experimentos (translocações, fluxo etc.)

Dados moleculares

Conectividade na paisagem

Dados sobre a paisagem

Binários

Mosaico

Contínuos

Conectividade na paisagem

Abordagem de associação dos dados de movimento e

paisagem

Métricas

Teoria de Grafos

Análises de distância-custo

Teoria de Cirucito

Modelos Baseados no Indivíduo

(IBM)

• Maior simplicidade

• Poucas Assunções

• Poucos dados de entrada

• Foco estrutural

• Maior realismo

• Muitas Assunções

• Mais dados de entrada

• Foco no processo

Conectividade na paisagem

Adaptado de Erös et al. 2012

Teoria dos grafos e disponibilidade de habitat

“redes‏de‏habitat”

Medidas de conectividade na paisagem

(limite - movimento)

Teoria dos grafos e disponibilidade de habitat

Probabilidade de

Conectividade (PC)

Índice Integral de

Conectividade (IIC)

BINÁRIO

Ligações SIM / NÃO

PROBABILÍSTICO

0 - 1 Probabilidades

Conefor manual Saura & Pascual-Hortal 2007 Pascual-Hortal & Saura 2006

Medidas de conectividade na paisagem

Teoria dos grafos e disponibilidade de habitat

Medidas de conectividade na paisagem

Adaptado de Erös et al. 2012

Teoria dos grafos e disponibilidade de habitat

Movimentos rotineiros

Populações locais

Movimentos dispersivos

Redes de populações

geográficas independentes

“redes‏de‏habitat”

Medidas de conectividade na paisagem

Conectividade para conservação na MA

Descoberta de novas populações e avaliação de

status de conservação

Análise de estrutura espacial de populações

Análises de viabilidade de populações

Avaliação de ações de manejo

Priorização de áreas para ações de conservação e

manejo

Conectividade para conservação na MA

Descoberta de novas populações e avaliação de status de

conservação

Lonchophylla peracchii

Teixeira et al. 2014

Lorini 2007

Análise de estrutura espacial de populações

Leontopithecus caissara

Conectividade para conservação na MA

Importance of forest fragments as connecting elements to landscape connectivity

Philander frenatus

Análises de viabilidade de populações

Conectividade para conservação na MA

Santana 2012

Philander frenatus

Extin

ctio

n P

rob

ab

ility

E

xtin

ctio

n P

rob

ab

ility

Isolation (m)

Dispersal Probability

Santana 2012

Análises de viabilidade de populações

Conectividade para conservação na MA

10 50 200 500 1000

05

10

15

20 >50%

A)

10 50 200 500 1000

05

10

15

20 50-30%

B)

10 50 200 500 1000

05

10

15

20 30-10%

C)

10 50 200 500 1000

05

10

15

20 <10%

D)

Dispersal ability (m)

Sta

nd

ard

ize

d P

C (

PC

i/P

Cm

in)

325 landscapes in the state of Rio de Janeiro, with either high (> 50%), intermediate (50-30%), low (30-10%) or very low (< 10%) percentage of native cover, and for six hypothetical species differing in inter-patch dispersal ability (Crouzeilles et al. 2014)

325 paisagens analisadas para disponibilidade de habitat através do índice descritor de grafos Probability of Connectivity (PC)

Conectividade para conservação na MA

Avaliação de ações de manejo

325 landscapes in the state of Rio de Janeiro, with either high (> 50%), intermediate (50-30%), low (30-10%) or very low (< 10%) percentage of native cover, and for six hypothetical species differing in inter-patch dispersal ability (Crouzeilles et al. 2014)

325 paisagens analisadas para disponibilidade de habitat

Conectividade para conservação na MA

Avaliação de ações de manejo

Paisagens

> 50% cobertura conservar

manchas

maiores

30% cobertura restaurar

com

corredores

10% cobertura restaurar

aumentando

tamanho das

manchas

Avaliação de ações de manejo

Invasores

Callithrix jacchus e

C. penicillata

Alexandre 2013

Leontopithecus rosalia

Conectividade para conservação na MA

Priorização de áreas para ações de conservação e manejo

Lorini 2007

Leontopithecus caissara

Manchas Área total da

mancha (ha)

Mancha 1 214,1

Mancha 2 353,1

Mancha 3 137,5

Mancha 4 390,6

Mancha 5 87,5

Mancha 6 357,8

Mancha 7 493,7

Mancha 8 201,6

Mancha 9 607,8

Mancha 10 265,6

Mancha 11 437,5

Mancha 12 181,2

Total 3728

Leontopithecus caissara

Conectividade para conservação na MA

Priorização de áreas para conservação

Crouzeilles et al. 2013

Conectividade para conservação na MA

Crouzeilles et al. 2015

Conectividade para conservação na MA

Priorização de áreas para restauração

Movimento e Conectividade na MA

Até aqui

Movimentos rotineiros

Distâncias Euclidianas

Grafos

Conectividade estática

Movimento e Conectividade na MA

Desafios

Movimentos dispersivos

Distâncias efetivas, de resistência

Abordagens combinadas (grafo+distância-custo,

grafo+distância de resistência-circuito)

IBMs

Conectividade dinâmica

IBM calibrado para primatas

Leontopithecus rosalia

Movimento e Conectividade na MA

UNESP-Rio Claro

UENF

UNIRIO

UFRJ

AMLD

IBM

Movimento e Conectividade na MA

Dinâmica de mudança de cobertura/uso do solo

Eixo X

1 – Serra - nativos

2 – PDA - nativos

3 – União - translocados

4 – Andorinhas – reintro

5 – Rio Vermelho – reintro

6 – S. Francisco – reintro

7 – Vale do Cedro

2

1

3

4

5

6

7

Estrutura genética

IBM

Movimento e Conectividade na MA

Obrigada

Maria Lucia Lorini

mluc.lorini@gmail.com Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro