Combinando ecologia de paisagens e ecologia do movimento para entender conectividade e processos ecológicos
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Data
2018-03-28
Autores
Santos, Bernardo Brandão Niebuhr dos
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
A conectividade é uma propriedade das paisagens que influencia fortemente a abundância e a distribuição da biodiversidade e é chave para entender as interações entre organismos e os processos ecológicos resultantes de tais interações. Como a conectividade da paisagem é afetada tanto pela estrutura da paisagem como pelo comportamento e características dos organismos, tanto fatores intrínsecos quanto extrínsecos devem ser considerados em estudos ecológicos e práticas de conservação que utilizam uma abordagem de paisagens. Aqui nós combinamos elementos de ecologia de paisagens e ecologia do movimento para avaliar os efeitos de mudanças nas paisagens, como a perda e a fragmentação de habitat, sobre a persistência de populações, sobre a conectividade da paisagem, e sobre a dispersão de sementes e a regeneração natural. O foco não foi em um grupo ecológico ou ecossistema específico mas em como a interação entre o espaço e o movimento influenciam processos ecológicos em diferentes contextos. No primeiro capítulo, nós apresentamos uma ferramenta livre e de código aberto, chamada LandScape Metrics (LSMetrics), desenhada para calcular índices da paisagem calibrados ecologicamente, integrando a estrutura das paisagens às características comportamentais das espécies. Nós descrevemos a ferramenta e a aplicamos a dois contextos: a avaliação do status de fragmentação da Amazônia brasileira, que apesar de conter uma extensas áreas de floresta contínua, está sendo rapidamente fragmentada em suas margens mais ocupadas; e o desenho experimental de pesquisas ecológicas utilizando uma abordagem de paisagens, de maneira a aumentar a representatividade e minimizar a correlação entre variáveis da paisagem no planejamento de pesquisa. No segundo capítulo, nós focamos na conectividade da paisagem habitat por um primata ameaçado da Mata Atlântica, o mico lẽao dourado (Leontopithecus rosalia). Nós avaliamos os efeitos das estradas na diminuição da conectividade e encontramos um decréscimo no relacionamento genético entre indivíduos separados por estradas, independe do tipo de estrada. Nós também simulamos corredores ecológicos, levando em conta a estrutura da paisagem e a percepção da espécie, e indicamos locais para restauração de habitat e da conectividade entre populações. A conectividade simulada foi alta em locais onde os micos leões ocorrem e em trechos das estradas onde eles foram observados cruzando. Finalmente, no terceiro capítulo nós fomos para além da análise da paisagem e das populações animais e estendemos o conceito de conectividade de paisagens à restauração da conectividade, analisando o processo de dispersão de sementes por animais e a subsequente regeneração natural das florestas. Nós desenvolvemos a aplicamos modelos de simulação, baseados na estrutura da paisagem e na movimentação animal, para estimar a dispersão de sementes pela paisagem. Nós verificamos uma relação entre a dispersão de sementes modelada e o potencial de regeneração natural de áreas de pastagem numa escala de paisagem, no Vale do Paraíba, na Mata Atlântica. Em todos os capítulos, nossa intenção foi de apresentar novos métodos e ferramentas, responder questões teóricas em ecologia de populações e comunidades, e aplicar essas ferramentas a situações reais que requerem diretrizes para conservação e restauração.
Landscape connectivity is a property of landscapes that greatly influences biodiversity abundance and distribution and is a key to understand interactions between organisms and the ecological processes provided by them. As landscape connectivity is affected by both landscape structure and the behavior and characteristics of organisms, both intrinsic and extrinsic factors must be considered in ecological studies and conservation planning. Here we combined landscape ecology and movement ecology frameworks to assess the effects of landscape changes such as habitat loss and fragmentation on the persistence of populations, on landscape connectivity, and on seed dispersal and natural regeneration. The focus was not on a specific group or ecosystem but on how the interplay between space and movement influences ecological processes in different contexts. In the first chapter, we presented a free and open source tool, called LandScape Metrics (LSMetrics), designed to calculate ecologically-scaled landscape indices by integrating landscape structure and behavioral characteristics of species. We described the tool and applied it to two contexts: the assessment of the fragmentation status of the Brazilian Amazon, that still present a large extent of continuous forest, but has being rapidly fragmented along its human occupied boundaries; and the design of sampling points for ecological research using a landscape approach, to maximize the representativeness and minimize the correlation between landscapes to be selected for research. In the second chapter, we focus on the landscape connectivity for an endangered primate of the Atlantic Forest, the golden lion tamarin (Leontopithecus rosalia). We assessed the effects of roads in disrupting connectivity and found a decrease in the pairwise genetic kinship between individuals separated by road, regardless of their type. We also simulated ecological corridors to indicate places for connectivity restoration. Simulated connectivity was shown to be high in sites where tamarins occur and in road sections where they were observed crossing. Finally, in the third chapter, in the last chapter we went beyond organismal populations and extended the concept of landscape connectivity to the restoration of forest connectivity by looking at the process of animal-mediated seed dispersal and the natural regeneration of forests. We developed and applied simulation models, based on landscape structure and animal movement, to estimate seed dispersal throughout the landscape. We then verified the relation between seed dispersal and the potential of natural regeneration of non forest areas at landscape level. In all chapters, we wished to present new methods and tools, address theoretical issues on population and community ecology, and made them applied to real world situations in need of conservation and restoration guidelines.
Landscape connectivity is a property of landscapes that greatly influences biodiversity abundance and distribution and is a key to understand interactions between organisms and the ecological processes provided by them. As landscape connectivity is affected by both landscape structure and the behavior and characteristics of organisms, both intrinsic and extrinsic factors must be considered in ecological studies and conservation planning. Here we combined landscape ecology and movement ecology frameworks to assess the effects of landscape changes such as habitat loss and fragmentation on the persistence of populations, on landscape connectivity, and on seed dispersal and natural regeneration. The focus was not on a specific group or ecosystem but on how the interplay between space and movement influences ecological processes in different contexts. In the first chapter, we presented a free and open source tool, called LandScape Metrics (LSMetrics), designed to calculate ecologically-scaled landscape indices by integrating landscape structure and behavioral characteristics of species. We described the tool and applied it to two contexts: the assessment of the fragmentation status of the Brazilian Amazon, that still present a large extent of continuous forest, but has being rapidly fragmented along its human occupied boundaries; and the design of sampling points for ecological research using a landscape approach, to maximize the representativeness and minimize the correlation between landscapes to be selected for research. In the second chapter, we focus on the landscape connectivity for an endangered primate of the Atlantic Forest, the golden lion tamarin (Leontopithecus rosalia). We assessed the effects of roads in disrupting connectivity and found a decrease in the pairwise genetic kinship between individuals separated by road, regardless of their type. We also simulated ecological corridors to indicate places for connectivity restoration. Simulated connectivity was shown to be high in sites where tamarins occur and in road sections where they were observed crossing. Finally, in the third chapter, in the last chapter we went beyond organismal populations and extended the concept of landscape connectivity to the restoration of forest connectivity by looking at the process of animal-mediated seed dispersal and the natural regeneration of forests. We developed and applied simulation models, based on landscape structure and animal movement, to estimate seed dispersal throughout the landscape. We then verified the relation between seed dispersal and the potential of natural regeneration of non forest areas at landscape level. In all chapters, we wished to present new methods and tools, address theoretical issues on population and community ecology, and made them applied to real world situations in need of conservation and restoration guidelines.
Descrição
Palavras-chave
Movimentação animal, Conectividade de paisagens, Conservação da biodiversidade, Restauração florestal, Ecologia aplicada, Animal movement, Landscape connectivity, Biodiversity conservation, Forest restoration, Applied ecology