Conectividade e redes ecológicas em paisagens fragmentadas ... · biodiversidade e restauração...
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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