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ECOLOGIA AULA 6 Prof. Tiago Machado de Souza 2 CONVERSA INICIAL Quando olhamos para a natureza numa perspectiva mais ampla, observamos alguns padrões e processos ecológicos. Seguramente você já deve ter notado e, até mesmo, se questionado sobre a quantidade e variedade de organismos vivos e por que eles habitam determinados locais e não outros. Como isso ocorreu ao longo do tempo evolutivo das espécies na Terra, com base no que já conhecemos sobre rochas e fósseis? No entanto, sabemos que as condições ambientais atuais estão causando uma série de consequências diretas e indiretas na diversidade biológica. A biologia da conservação é uma ciência que surgiu dos estudos e esforços interdisciplinares para a manutenção da biodiversidade, em resposta à crise atual de perda de habitats, poluição, extinção etc. (Soulé, 1985). Tem-se que os objetivos da biologia da conservação são: entender os efeitos da atividade humana (nas espécies, nas populações, nas comunidades e nos ecossistemas) e desenvolver ferramentas para diminuir e prevenir extinções de espécies ameaçadas, aumentando a probabilidade de persistência dessas populações e comunidades (Townsend et al, 2009). Logo, nesta etapa, vamos discutir sobre a diversidade biológica no âmbito da ecologia de paisagem, além dos conceitos, metodologias e estratégias utilizadas para o estudo da ecologia no que tange à conservação e evolução das espécies. TEMA 1 – ASPECTOS GERAIS SOBRE A BIODIVERSIDADE Nas últimas décadas, o termo biodiversidade é frequentemente veiculado na divulgação científica e na mídia em geral. Apesar disso, ainda há equívocos e confusões sobre essa palavra, já que a biodiversidade é cercada de conceitos e ferramentas um tanto complexas. De forma geral e sucinta, a biodiversidade ou diversidade biológica diz respeito à quantidade de formas biológicas diferentes em determinado local que podem ser tratadas em escala menor (como espécies) ou maior (comunidades, por exemplo). Discussões sobre conceitos mais aprofundados sobre diversidade de espécies são abordados em conteúdo anterior. Aqui, neste tópico, abordaremos a diversidade biológica num âmbito mais abrangente e multidisciplinar. 3 1.1 Conceitos importantes A biologia da conservação tem como premissas as ameaças pelas quais a biodiversidade passa. Tais ameaças provêm de atividades antrópicas diretas e indiretas, fenômenos naturais etc. É uma ciência multidisciplinar, que fornece às outras ciências correlatas uma abordagem mais teórica e geral para a proteção da biodiversidade (Primack; Rodrigues, 2001; Cain et al., 2018). Dentre essas abordagens, a biologia da conservação é capaz de fornecer o gerenciamento de recursos naturais, já que os fatores econômicos também são considerados nessa ciência. Segundo o Fundo Mundial para a Natureza, a biodiversidade é “a riqueza da vida na Terra, os milhões de plantas, animais e microrganismos, os genes que contêm e os intrincados ecossistemas que eles ajudam a construir no meio ambiente” (WWF, 1989; sigla em inglês). Seja em espécies, em comunidades ou em ecossistemas, todos os níveis de diversidade biológica são essenciais à conservação da natureza. Quanto ao habitat, este pode ser destruído, degradado ou perturbado (Townsend et al., 2009). Considera-se um habitat destruído totalmente ou parcialmente quando um ambiente é perdido, como no desmatamento. Um habitat degrado é aquele cuja alteração (ex. poluição) prejudica ou impede a ocorrência e o desenvolvimento das espécies. Por fim, a perturbação de habitat, embora não seja tão grave quanto os casos anteriores, danifica ou prejudica a dinâmica das comunidades do local. 1.2 As ameaças à biodiversidade As principais ameaças à biodiversidade incluem perda e alteração de habitat, introdução de espécies exóticas invasoras, sobre-exploração, poluição, doenças, mudanças climáticas, caça, comércio ilegal, entre outras. Uma vez que as espécies dentro dos diferentes grupos taxonômicos respondem de forma diferente às mudanças ambientais, uma espécie pode ser classificada com diferentes graus de risco de extinção. Segundo a International Union for Conservation of Nature (IUCN), em 2023 são conhecidas mais de 42 mil espécies de animais e plantas com algum grau de ameaça à extinção, portanto, cerca de 28% de todas as espécies viventes conhecidas. Mas na prática pode ser difícil determinar quando uma espécie está extinta, definitiva ou 4 localmente (Cain et al., 2018). Assim, baseadas na lista de espécies ameaçadas da IUCN, as classificações das ameaças são (Rodrigues et al., 2006) (Figura 1): 1. Criticamente em perigo (CR): quando o risco de extinção for igual ou superior a 50% pelos próximos 10 anos ou nas três próximas gerações; 2. Em perigo (EN): quando o risco de extinção for superior a 20% pelos próximos 20 anos ou nas cinco próximas gerações; 3. Vulnerável (VU): quando o risco de extinção for superior a 10% pelos próximos 100 anos; 4. Quase ameaçada (NT): se uma espécie está se aproximando de uma das categorias acima citadas; 5. Pouco preocupante (LC): se uma espécie não é atribuída a nenhuma das categorias acima citadas; 6. Dados deficientes (DD) ocorre quando há pouco ou quase nenhum conhecimento sobre a abundância, distribuição, biologia, entre outras informações de uma categoria taxonômica (espécie, gênero, família etc.). Figura 1 – Classificação das ameaças segundo a International Union for Conservation of Nature (IUCN) No Brasil, segundo a Portaria do Ministério do Meio Ambiente de 13 de dezembro de 2022 (Brasil, 2022), estão em ameaça de extinção 3209 espécies de plantas, 367 de invertebrados, 59 de anfíbios, 70 de répteis, 256 de aves, 101 de mamíferos e 392 de peixes (Figura 2). 5 Figura 2 – Exemplos de espécies brasileiras com algum grau de ameaça de extinção, segundo dados da IUCN em 2023. Quase ameaçada: onça-pintada (Panthera onca). Criticamente ameaçada: muriqui-do-norte (Brachyteles hypoxanthus). Vulnerável: mero-preto (Epinephelus itararé) Créditos: Edwin Butter/Shutterstock; GTW/Shutterstock; Jane Rix/Shutterstock. TEMA 2 – ECOLOGIA DE PAISAGEM Se ecologia é a ciência que estuda as interações dos organismos com o ambiente ao seu redor (Odum, 1983), logo a ecologia de paisagem busca compreender os aspectos ecológicos além dos limites dos ecossistemas (Naveh; Lieberman, 1994). Portanto, neste tópico discutiremos principalmente sobre as ferramentas e os desafios da ecologia de paisagem. 2.1 Objetivos e desafios da ecologia de paisagem O foco dessa ciência são os padrões e a heterogeneidade espacial, ou seja, como caracterizar os ambientes e como eles mudam com o tempo (Figura 3). Os principais desafios da ecologia da paisagem são (Wiens, 1992; Naveh; Lieberman, 1994): 1. Caracterização de padrões, já que envolve a detecção e a escala em que os padrões são expressos, como o uso de sistemas de informações geográficas (SIG); 2. Papel dos agentes na formação de padrões, incluindo o componente abiótico e as respostas às atividades antrópicas; 3. Elaboração de modelos que compreendam a dinâmica da paisagem; 4. Propostas práticas que envolvam a heterogeneidade espacial das populações, comunidades e ecossistemas. Assim, a paisagem pode ser estudada em diversos níveis, sendo o mais amplo a ecologia de ecossistemas. Ecologia da paisagem é uma ciência 6 relativamente recente e seus fundamentos teóricos e ferramentas ainda estão sendo desenvolvidos. Figura 3 – Paisagem brasileiras. Vista aérea da Floresta Amazônica e da Mata Atlântica Crédito: Gustavo Frazao/Shutterstock; vitormarigo/Shutterstock. TEMA 3 – AS UNIDADES DE CONSERVAÇÃO Vários estudos científicos apontam que nestas primeiras décadas do século XXI temos nas mãos a tarefa de determinar quantas espécies sobreviverão em nossoplaneta. Veremos, neste tópico, que as unidades de conservação têm como objetivo principal a manutenção da biodiversidade sem que haja um total desmembramento entre sociedade e natureza. Isto é, em muitas áreas protegidas há desenvolvimento sustentável, educação ambiental e pesquisa científica, justamente para manter o importante tripé entre aspectos ecológicos, econômicos e sociais (Townsend et al., 2009). 3.1 Legislação ambiental Há tempos que as comunidades biológicas vêm sofrendo ameaças. Assim, os esforços de ambientalistas ao longo da segunda metade do século XX trouxeram à tona diversas políticas e legislações ambientais que visavam à conservação dos habitats ao redor do mundo. Após discussões e eventos mundiais e nacionais de agenda ecológica, em 2000 foi criado o Sistema Nacional de Unidades de Conservação da Natureza (SNUC), por meio da Lei n. 9.985 (Brasil, 2000). O objetivo principal é a salvaguarda de porções significativas e ecologicamente viáveis de populações, habitats e ecossistemas nacionais terrestres e aquáticos, preservando o 7 patrimônio biológico. Portanto, segundo a legislação, unidades de conservação (UCs) são: espaços territoriais e seus recursos ambientais, incluindo as águas jurisdicionais, com características naturais relevantes, legalmente instituídos pelo poder público, com objetivos de conservação e limites definidos, sob regime especial de administração, ao qual se aplicam garantias adequadas de proteção da lei. É notável que, além da manutenção da biodiversidade local, as UCs garantem o uso e desenvolvimento sustentáveis dos recursos naturais por populações locais, além de educação ambiental e pesquisa científica. Para gerenciar esses locais, as UCs de esfera nacional são administradas pelo Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade (ICMBio), ao passo que as estaduais e municipais são gerenciadas pelos sistemas estaduais e municipais, respectivamente. 3.2 As categorias das unidades de conservação De acordo com o objetivo de manejo e uso, o SNUC prevê dois tipos de grupos das unidades de conservação: proteção integral e uso sustentável. São, ao todo, 12 categorias complementares dessas áreas protegidas (ICMBio, 2023). Dados de agências de pesquisa ambiental mensuram que temos mais de 88 milhões de hectares de unidades de conservação em território nacional, compondo mais de 10% do território. Veremos mais sobre elas a seguir (Figura 4). 8 Figura 4 – Mapa das unidades de conservação e demais áreas protegidas Fonte: Embrapa, s.d. As unidades de conservação de proteção integral visam preservar a natureza, portanto são permitidas apenas atividades que não envolvam consumo, coleta ou danos diretos aos recursos naturais. Assim, são permitidos turismo ecológico, pesquisa científica, educação ambiental, entre outros. Estação ecológica, reserva biológica, parque nacional, monumento natural e refúgio da vida silvestre são as categorias incluídas nesse grupo (Figura 5). Já as unidades de conservação de uso sustentável preveem o uso sustentável dos recursos de acordo com a presença humana, sendo permitida a coleta e o uso desses recursos, embora de forma sustentável. São elas: reserva particular do patrimônio natural, área de proteção ambiental, floresta nacional, reserva de desenvolvimento sustentável, reserva de fauna, reserva extrativista. 9 Figura 5 – Exemplos de unidades de conservação no país. Parque Nacional da Chapada dos Veadeiros, Goiás. Reserva particular do patrimônio natural do Salto Morato, Paraná Créditos: vitormarigo/Shutterstock; Fabio Baldini/Shutterstock. TEMA 4 – RELAÇÃO DOS PONTOS TEÓRICOS DA ECOLOGIA COM AS ATIVIDADES ANTRÓPICAS As comunidades biológicas e as paisagens naturais que conhecemos levaram milhões de anos para se desenvolver, no entanto estão atualmente sendo devastadas pela ação humana numa velocidade muito maior do que as espécies são capazes de se adaptar. Muitas são as mudanças ambientais geradas pelas atividades antrópicas, seja em fatores bióticos mais restritos – como a extinção local e/ou temporal de espécies –, seja em fatores abióticos mais amplos – como no aumento da temperatura global. Assim, neste tópico trataremos da relação entre os principais conceitos, processos e padrões ecológicos com as atividades antrópicas. 4.1 A extinção das espécies Sabemos que a extinção das espécies é um processo natural. Inclusive já aconteceram eventos de extinções em massa que dizimaram mais de 90% das espécies viventes naquele período, cerca de 250 milhões de anos atrás. No entanto, devemos nos preocupar com a extinção prematura das espécies e a explicação para isso está na relação entre as taxas de extinção e especiação (surgimento de novas espécies). Muitos fatores são determinantes durante a especiação, mas o que podemos afirmar aqui é que ela é um processo lento e gradual. Assim, a biodiversidade aumenta se as taxas de extinção são menores que as taxas de surgimento de novas espécies, no entanto, a biodiversidade 10 diminui se a extinção for maior (Primack; Rodrigues, 2001). Hoje em dia, estamos passando por um período em que a taxa de extinção é maior que a de especiação, portanto estamos perdendo espécies e reduzindo a biodiversidade do nosso planeta. 4.2 A extinção prematura das espécies por ação antrópica A influência das atividades humanas sobre o ambiente é o fator mais importante para a perda global da biodiversidade (Sax; Gaines, 2003). As alterações que os ecossistemas vêm sofrendo diante do desequilíbrio ecológico, causado principalmente pela poluição, perda de habitat e mudanças climáticas, podem conduzir ao colapso de diversas cadeias e teias alimentares naturais. Isso porque a extinção local e/ou temporal de determinada espécie de predador, por exemplo, é capaz de manter as taxas de indivíduos consumidores primários muito altas, inclusive em vias de superpopulação. Exemplo disso foi a nuvem de gafanhotos que acometeu o sul da América do Sul em 2020, com estimados 40 milhões de insetos herbívoros devorando cerca de 1 km² de plantas cultivadas em monoculturas. Dentre possíveis causas para esse fenômeno, sabemos que a reprodução desses insetos é estimada por maiores temperaturas e, além disso, as monoculturas fornecem ambiente de fácil deslocamento, com alimento em abundância e sem competidores e predadores naturais (Bradford, 2020; Gilliland, 2020). Os ciclos biogeoquímicos (da água, fósforo, carbono, nitrogênio etc.) estão sendo perturbados pela devastação das terras e pelo assoreamento dos recursos hídricos (Primack; Rodrigues, 2001). É o caso do cultivo agrícola bombardeando o solo de fertilizantes nitrogenados e da queima de combustíveis fósseis que liberam carbono na atmosfera e nitrogênio no solo (Vitousek, 1994). Espécies invasoras podem alterar o ciclo de nitrogênio, como ocorreu com a planta invasora kudzu (Pueraria montana) nos Estados Unidos (Hickman et al., 2010). Já quanto ao nitrogênio e enxofre, as emissões causadas por fatores humanos vêm causando deposição ácida, alterando a química do solo e prejudicando os ecossistemas (Cain et al., 2018). A introdução acidental ou intencional de espécies exóticas pode causar desequilíbrio ecológico, como a competição interespecífica e até mesmo prejuízos econômicos e de saúde pública (Cain et al., 2018). Desse modo, as atividades humanas estão levando a tantas mudanças ambientais que essa 11 diminuição das populações tem sido drástica, principalmente por conta da velocidade em que os ambientes naturais estão sendo perdidos, do aumento da temperatura em ambientes terrestres e oceânicos, da poluição ambiental e de diversas outras causas que estão acarretando uma perda da biodiversidade atual sem precedentes (Primack; Rodrigues, 2001). TEMA 5 – IMPORTÂNCIA DA BIOLOGIA DA CONSERVAÇÃO PARA AMANUTENÇÃO DA DIVERSIDADE BIOLÓGICA São conhecidos ao menos cinco eventos geológicos de grandes extinções em massa, ou seja, momentos no passado em que tivemos uma drástica extinção das espécies que habitavam esse tempo geológico. Compreender as causas das perdas de biodiversidade é o primeiro passo para tentar reverter esse quadro (Cain et al., 2018). Vimos até aqui os principais conceitos sobre essa ciência tão multidisciplinar que é a biologia da conservação. Mas de fato qual é a importância da manutenção da biodiversidade do planeta e como fazemos essa manutenção? É essa discussão que veremos neste tópico. 5.1 Por que precisamos nos preocupar com a manutenção da biodiversidade do planeta? A biodiversidade é mais importante para os humanos do que se pode imaginar. “Além de centenas de espécies domesticadas que nos sustentam, fazemos amplo uso de espécies selvagens para alimentação, combustível e fibras. Colhemos espécies selvagens para remédios, material de construção, temperos e itens decorativos” (Cain et al., 2018). Seja qual for sua causa, o declínio da possibilidade de sobrevivência de uma espécie nunca ocorre isoladamente, havendo consequências para predadores, presas, simbiontes, parceiros mutualísticos dessa dada espécie. Diversas culturas e crenças religiosas e filosóficas têm como um dos seus princípios a proteção da natureza (Callicott, 1990; 1994). Alguns ambientalistas são, até mesmo, adeptos da ideia de que a Terra pode ser considerada um “superorganismo”, no qual os componentes abióticos e bióticos interagem fortemente entre si (hipótese de Gaia) (Lovelock, 1988). Os habitats podem ser afetados pela ação humana quando uma proporção do habitat original é destruída pelas atividades humanas e quando o 12 ambiente está tão degradado que é incompatível com a vida de algumas espécies (Townsend et al., 2009). O desmatamento ainda é a causa mais comum de destruição de habitat, e no Brasil está fortemente ligado à expansão do agronegócio. Portanto, a biologia da conservação, assim como a maioria das outras ciências, não está dissociada dos valores humanos. Assim, é inevitável que ecólogos e ecólogas da conservação se vejam entrando em acordos e métodos que não são os melhores para o meio ambiente, mas são os possíveis e plausíveis dentro de um contexto socioeconômico maior. 5.2 Definindo áreas prioritárias para conservação Uma vez que conhecemos sobre comportamento, reprodução, fisiologia, distribuição, abundância, área de vida, entre outras informações sobre as espécies, cada vez mais poderemos cunhar estratégias para a conservação biológica. De forma geral, é mais eficiente conservar as espécies estabelecendo áreas protegidas, como no caso das unidades de conservação. A elaboração de planos de sobrevivência para algumas espécies-alvo tem se mostrado uma ferramenta eficaz para a conservação dessas espécies. Mas sabemos que na maioria dos países os recursos financeiros destinados ao meio ambiente são escassos. Assim, é preciso estabelecer prioridades. Alguns lugares do planeta já foram definidos, com base em uma série de pesquisas científicas, como possuidores de uma grande riqueza de espécies, endemismo (quando uma espécie só ocorre em um determinado local) e espécies e/ou habitat ameaçados. A esses lugares chamamos de hotspots de diversidade (Townsend et al., 2009). 5.3 Os corredores ecológicos Sabemos que inicialmente a perda de habitats causa um número pequeno de extinções. Mas, com o aumento da degradação, novos habitats no entorno também são perdidos, formando ambientes fragmentados e aumentando a taxa de extinção local (Pimm; Raven, 2000). Ambientes fragmentados são como manchas remanescentes de um habitat adequado, sendo que ao seu redor o ambiente é muito inadequado (Rocha et al., 2006). Visando manter ou estabelecer uma conectividade entre esses ambientes fragmentados na 13 paisagem, temos os corredores ecológicos. Logo, corredores ecológicos são faixas de vegetação ou habitat nativo que conectam dois ou mais fragmentos e visam a facilitar o movimento dos organismos, o fluxo gênico etc., aumentando a biodiversidade (Tewksbury et al., 2002). Quanto à efetividade e função, os corredores ecológicos podem agir como importantes ferramentas na conservação das espécies (Hobbs, 1992). São muitas vezes considerados como unidade de planejamento regional em áreas prioritárias para a conservação das espécies (Fonseca, 2000). Figura 6 – Corredor ecológico conectando fragmentos de mata ao redor do reservatório da Usina Hidroelétrica de Itaipu, Paraná Crédito: Xico Putini/Shutterstock. NA PRÁTICA Pesquise sobre uma espécie exótica de planta ou animal na região em que você reside. Avalie as possíveis consequências associadas à diminuição da biodiversidade local e global. Tente descobrir se a causa da introdução é conhecida e quais tipos de ambientes já estão sofrendo com essa espécie exótica, observando se esses ambientes são considerados urbanos, rurais ou áreas protegidas, como unidades de conservação. https://www.shutterstock.com/pt/g/xicocoputini 14 Aproveite para conhecer mais sobre os órgãos ambientais de âmbito municipal, estadual e federal; além dos institutos de pesquisa, fundações, organizações, comissões etc. como a The International Union for Conservation of Nature (IUCN), Global Biodiversity Information Facility (GBIF) e World Wide Fund for Nature (WWF). FINALIZANDO Nesta etapa, conhecemos os conceitos e premissas principais da ciência multidisciplinar conhecida como biologia da conservação. Assim, discutimos sobre diversas questões que permeiam essa ciência, o gerenciamento de recursos naturais e as interações entre os seres vivos e destes com o seu meio. Portanto, conhecemos mais sobre a ecologia da conservação. Tratamos das ameaças à biodiversidade, sendo as causas principais e as categorias de classificação dessas ameaças. Em seguida discutimos sobre a ecologia de paisagem e as principais ferramentas promissoras a serem utilizadas no âmbito das paisagens. Conhecemos ainda um pouco sobre a legislação ambiental no que tange às unidades de conservação no país. Por fim, vimos também que, para serem efetivos, os argumentos sobre a conservação da biodiversidade devem permear conceitos e métodos científicos e sua devida divulgação científica bem como devem ser organizados pensando também em sustentabilidade e valoração social, econômica e ambiental; já que na prática essas ações têm consequências políticas e sociais. Logo, para que possamos mensurar, catalogar e preservar a biodiversidade é preciso estudos in loco, nas universidades, em museus, em institutos de pesquisa e outros. Isso exige de governos e da sociedade uma valorização maior da ciência e da natureza. Indubitavelmente fácil de notar é que aquilo que é ruim para a diversidade biológica é quase sempre ruim para os seres humanos. Que essa seja uma motivação importante para a discussão de políticas socioeconômicas e socioambientais. 15 REFERÊNCIAS ANTROP, M.; VAN EETVELD, V. Holistic aspects of suburban landscapes: visual image interpretation and landscape metrics. Landscape Urban Plaining, v. 50, p. 43-58, 2000. BRADFORD, C. Biblical plague: locust swarm of up to 40 million hits Brazil as country struggles to handle coronavirus crisis. The Sun. 30 jun. 2020. Disponível em: <https://www.thesun.co.uk/news/11991115/locust-swarm-heads-brazil- struggles-coronavirus/>. Acesso em: 20 jan. 2023. CALLICOTT, J. B. Whither conservation ethics? 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