Efeitos da estrutura da paisagem e de atributos funcionais sobre o movimento de aves em paisagens fragmentadas
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Data
2018-03-23
Autores
Ramos, Danielle Christine Tenório Leal
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
O movimento determina o conjunto de indivíduos, recursos e ambientes com os quais os organismos vivos interagem e, assim, tem um papel chave na manutenção da biodiversidade. Dadas as atuais mudanças ambientais promovidas pela atividade humana, faz-se necessário preencher lacunas no estudo do movimento das espécies para melhor compreensão das mudanças ecossistêmicas e aprimoramento da ciência da conservação. Nesta tese, exploramos o efeito da estrutura de paisagens rurais, modificadas pelo homem, sobre o movimento de aves, e suas possíveis implicações para o funcionamento de ecossistemas. Para isso, coletamos dados de movimento de aves na região do Corredor Cantareira-Matiqueira, no estado de São Paulo . Durante duas estações chuvosas (outubro de 2014 a janeiro de 2015 e setembro a dezembro de 2015), monitoramos o movimento de aves por observação direta com auxílio de binóculos, a partir de pontos que permitiam uma ampla visão do ambiente . Coletamos os dados em cinco paisagens de 600 x 600 m, compostas por mosaicos de fragmentos florestais imersos em uma matriz de pasto com diversas estruturas arbóreas remanescentes, como cercas vivas, corredores de mata ripária, árvores isoladas e pequenos capões. Após cerca de 360 horas de observação, compilamos dados de movimento de 80 espécies de aves, abordando componentes espaciais – posições e tipos de poleiros usados, distâncias de voo – e componentes temporais – tempo de repouso e velocidade de voo. Para permitir a análise eficiente desse conjunto de dados, desenvolvemos um modelo de movimento conjunto para espécies (joint-species movement model, JSMM) (Capítulo 1). O JSMM estima parâmetros de movimento espécie-específicos em função de atributos funcionais e correlações filogenéticas das espécies. Assim, ele permite o entendimento de como atributos funcionais influenciam o movimento, e sobre o quanto espécies filogeneticamente mais próximas compartilham movimentos similares. Somado a isso, mostramos que esse método aumenta a precisão das estimativas dos parâmetros espécie-específicos por modelar respostas compartilhadas entre espécies, especialmente para aquelas com dados limitados. Posteriormente, expandimos esse modelo para análises multipaisagem (Capítulo 2) para entender como a cobertura florestal e o isolamento da paisagem modificam o movimento de aves florestais. Nós mostramos que o aumento da cobertura florestal reduz as distâncias de voo das aves e a preferência por poleiros arbóreos, enquanto que o aumento do isolamento aumenta a preferência por poleiros em fragmentos florestais e o tempo em repouso. Nós resumimos as consequências dessas alterações para o fluxo de serviços ecossistêmicos das paisagens com um quadro conceitual. Por fim, buscamos entender a contribuição da disponibilidade de frutos, da abundancia de dispersores e da estrutura da matriz sobre os padrões de dispersão de sementes (Capítulo 3). Para isso, usando dados das aves dispersoras mais abundantes coletados em campo e experimentalmente, nós parametrizamos um modelo mecanístico de dispersão de sementes em paisagens virtuais. Nós mostramos que a presença de poleiros na matriz é o único fator que aumentou a distância de dispersão na matriz, enquanto que a densidade de sementes aumentou principalmente devido ao aumento da abundância de aves na paisagem. Essa tese contribui para uma mudança de escala em estudos de movimento – de abordagens baseadas em espécie para as baseadas em comunidades – e para o entendimento dos mecanismos de variação dos fluxos de serviços ecossistêmicos em resposta às alterações humanas nos ambientes naturais.
The movement of organisms is key to shape biodiversity, since it determines the resources, habitats and individuals with which the organisms will interact. Given the rapid environmental changes caused by human activities, it is fundamental to fulfill knowledge gaps in the movement ecology framework and properly understand the ecosystem changes to improve biodiversity conservation. In this thesis, we studied the effects of agricultural landscape structure on bird movement, and its consequences for ecosystem functions and services. We collected bird movement data in the Cantareira-Mantiqueira Corridor region, in southeastern Brazil. From October 2014 to January 2015 and September to December 2015, , we used binoculars to track birds by direct observations from vantage points. We recorded data in five square plots (600 x 600 m), all of them composed by a mosaic of forest patches, live fences, small groups of trees and remnant trees within cattle pasture. We collected movement data from 80 bird species after 360 field working hours. The movement data were composed by a spatial component – sequences, spatial positions and types of perches used– and a temporal component – perching time and flight speed. To enable the analysis of this multi-species dataset, we developed joint species movement models (JSMM) (Chapter 1). The species-level movement parameters are modelled as a function of species traits and phylogenetic relationships, allowing one to ask how species traits influence movements, and whether phylogenetically related species are similar in their movement behaviour. We show that the precision of species-specific parameter estimates increases by modelling shared responses among species to the environment, especially for those species with limited data. We extended this framework from single-landscape to a multiple-landscape model to allow understanding how forest cover and landscape isolation shape the movement of forest birds (Chapter 2). We show that increasing forest cover reduces the flight distances of birds and the movement bias to forest patches and remnant trees, while increasing landscape isolation increases the movement bias to forest patches and perching time. We summarized the main consequences of these changes on habitat connectivity and ecosystem services provision in a conceptual framework. Finally, we aimed to disentangle the effects of fruit availability, bird abundance, and matrix structure on seed rain density and seed dispersal distance into the open matrix¬ of landscapes (Chapter 3). We used observed movement data and gut passage times from three common seed-dispersing birds to fit a mechanistic model to simulate seed dispersal in virtual landscapes. The presence of perches within matrix was the only factor increasing seed dispersal distances from forest edge into matrix, and the abundance of birds was the main factor influencing seed density in the landscape. This thesis contributes to a change in scale in movement ecology studies – from single-species to community-based studies – and to the understanding of the mechanisms behind ecosystem responses to human-caused environmental changes.
The movement of organisms is key to shape biodiversity, since it determines the resources, habitats and individuals with which the organisms will interact. Given the rapid environmental changes caused by human activities, it is fundamental to fulfill knowledge gaps in the movement ecology framework and properly understand the ecosystem changes to improve biodiversity conservation. In this thesis, we studied the effects of agricultural landscape structure on bird movement, and its consequences for ecosystem functions and services. We collected bird movement data in the Cantareira-Mantiqueira Corridor region, in southeastern Brazil. From October 2014 to January 2015 and September to December 2015, , we used binoculars to track birds by direct observations from vantage points. We recorded data in five square plots (600 x 600 m), all of them composed by a mosaic of forest patches, live fences, small groups of trees and remnant trees within cattle pasture. We collected movement data from 80 bird species after 360 field working hours. The movement data were composed by a spatial component – sequences, spatial positions and types of perches used– and a temporal component – perching time and flight speed. To enable the analysis of this multi-species dataset, we developed joint species movement models (JSMM) (Chapter 1). The species-level movement parameters are modelled as a function of species traits and phylogenetic relationships, allowing one to ask how species traits influence movements, and whether phylogenetically related species are similar in their movement behaviour. We show that the precision of species-specific parameter estimates increases by modelling shared responses among species to the environment, especially for those species with limited data. We extended this framework from single-landscape to a multiple-landscape model to allow understanding how forest cover and landscape isolation shape the movement of forest birds (Chapter 2). We show that increasing forest cover reduces the flight distances of birds and the movement bias to forest patches and remnant trees, while increasing landscape isolation increases the movement bias to forest patches and perching time. We summarized the main consequences of these changes on habitat connectivity and ecosystem services provision in a conceptual framework. Finally, we aimed to disentangle the effects of fruit availability, bird abundance, and matrix structure on seed rain density and seed dispersal distance into the open matrix¬ of landscapes (Chapter 3). We used observed movement data and gut passage times from three common seed-dispersing birds to fit a mechanistic model to simulate seed dispersal in virtual landscapes. The presence of perches within matrix was the only factor increasing seed dispersal distances from forest edge into matrix, and the abundance of birds was the main factor influencing seed density in the landscape. This thesis contributes to a change in scale in movement ecology studies – from single-species to community-based studies – and to the understanding of the mechanisms behind ecosystem responses to human-caused environmental changes.
Descrição
Palavras-chave
Ecologia do movimento, Serviços ecossistêmicos, Restauração florestal, Dispersão de sementes, Resiliência, Conservação florestal