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1 Fragmentação e Fragmentação e Destruição de Destruição de HabitatsHabitats DISCIPLINA:DISCIPLINA: Conservação da Biodiversidade PROFESSORA: PROFESSORA: Ana Gabriela Delgado Bieber EE--MAIL: MAIL: gabieber@gmail.com Sumário 1) Contextualização do problema - Definições - Alguns exemplos 2) A teoria da Biogeografia de Ilhas 3) O Debate SLOSS 4) Fragmentação de Habitats pelo Homem - Conceitos relacionados e Tendências - Como espécies podem ser afetadas - O Projeto PDBFF: pioneirismo - Quais espécies devem ser mais susceptíveis - Desenho de Reservas Biológicas Fragmentação e Destruição de Habitats Fragmentação e Destruição de HabitatsFotos: Adriano Gambarini. Cerrado brasileiro •A destruição de habitats é a principal causa da perda de diversidade atual e resulta da expansão desenfreada da população humana e de suas atividades. •Sua principal causa direta é a expansão de áreas agrícolas Contextualização Fragmentação e Destruição de HabitatsFonte: Smith & Smith 2006 Fl. Temp. atual Fl. Temp. original Fl. Tropical atual Fl. Tropical original Contextualização Fragmentação e Destruição de Habitats Também podemos ter a destruição de habitats aquáticos Contextualização O caso do Mar de Aral • Situado na Ásia Central, entre Cazaquistão e Uzbequistão; • Já foi o 4° maior lago do mundo: • 68.000 km² de superfície e 1.100 km³ de água; 1964 • Destruição iniciou em 1920, quando a URSS fez desvios dos dois principais rios que o abastecem para irrigar as terras dos estados de Cazaquistão, Uzbequistão, Turcomenistão; • Retirada de água se agravou a partir da década de 1960 Contextualização Fragmentação e Destruição de Habitats 2 Fonte: Animierte Karte des Austrocknens des Aralsees, deutsche Version; Wikimedia Commons O encolhimento do Mar de Aral 2000 2012 Contextualização Fragmentação e Destruição de Habitats Foto: http://www.telegraph.co.uk/earth/earthnews/7554679/Aral-Sea- one-of-the-planets-worst-environmental-disasters.html O Aralkum, deserto de sal Contextualização Fragmentação e Destruição de Habitats Fonte: www.earthobservatory.nasa.gov/ O encolhimento do Mar de Aral • Conseqüências do encolhimento do Mar de Aral: • Declínio da pesca • Salinização das águas • Poluição por fertilizantes e pesticidas • Poeira salgada das regiões do lago secas são ameaça à saúde pública • Mudanças climáticas locais: invernos mais frios e verões mais quentes e secos • Segundo Ban-ki-moon, Secretário Geral da Onu, este seria "um dos piores desastres ambientais do planeta" Contextualização Fragmentação e Destruição de Habitats Fragmentação de habitats é a divisão de um habitat anteriormente contínuo em duas ou mais partes desconectadas Fragmentação e Destruição de Habitats Fonte: Metzger 2001, Biota Neotropica Contextualização Fragmentação é a divisão de um habitat anteriormente contínuo em duas ou mais partes desconectadas ATENÇÃO: quando há fragmentação de habitats, sempre há um certo grau de perda de habitat associado Fragmentação e Destruição de Habitats Fonte: Metzger 2001, Biota Neotropica Contextualização Contextualização Fragmentação e Destruição de Habitats Perda de Florestas Temperadas nos EUA 1620 1920 3 A Floresta Atlântica Brasileira Fonte: www.sosmatatlantica.org.br • Área original de 1.500.000 km². Hoje ocupa ca. 12% desta área • É o bioma brasileiro mais ameaçado pela fragmentação! • Classificado como um dos hotspots de biodiversidade (Myers et al. 2000) Previous distribution Remaining forest Contextualização Fragmentação e Destruição de Habitats Fragmentação Florestal no Sul da Bahia Contextualização Fragmentação e Destruição de Habitats Fonte: Primack & Rodrigues 2001 Contextualização Fragmentação e Destruição de Habitats Fragmentação Florestal no Estado de São Paulo Desmatamento da Amazônia: O caso de Rondônia Satélite “Terra” da Nasa que monitora continuamente os sistemas terrestres (solos, oceanos, atmosfera e vida) como um todo Contextualização Fragmentação e Destruição de Habitats Fragmentação e Destruição de Habitats Contextualização https://earthobservatory.nasa.gov/Feature s/WorldOfChange/deforestation.php • Área total coberta por floresta em Rondônia: 208.000 km² • Avanço do desmatamento no Estado de Rondônia: – Em 1978 – 4.200 km² desmatados – Em 1988 – 30.000 km² desmatados – Em 1998 – 53.300 km² desmatados – Em 2003 – 67.764 km² desmatados • Área total coberta por floresta em Rondônia: 208.000 km² • Avanço do desmatamento no Estado de Rondônia: – Em 1978 – 4.200 km² desmatados – Em 1988 – 30.000 km² desmatados – Em 1998 – 53.300 km² desmatados – Em 2003 – 67.764 km² desmatados https://earthobservatory.nasa.gov/Feature s/WorldOfChange/deforestation.php Fragmentação e Destruição de Habitats Contextualização 4 Fotografia aérea do ano 2000 – área ao Sul da BR- 364 entre Buritis e Nova Mamoré Fragmentação e Destruição de Habitats Contextualização Fonte: http://earthobservatory.nasa.gov/Feature s/WorldOfChange/deforestation.php Fotografia aérea do ano 2005 - área ao Sul da BR- 364 entre Buritis e Nova Mamoré Fragmentação e Destruição de Habitats Contextualização Fonte: http://earthobservatory.nasa.gov/Feature s/WorldOfChange/deforestation.php Fotografia aérea do ano 2012 - área ao Sul da BR- 364 entre Buritis e Nova Mamoré Fonte: http://earthobservatory.nasa.gov/Feature s/WorldOfChange/deforestation.php Fragmentação e Destruição de Habitats Contextualização Vegetação modificada entre 2000 e 2008 - área ao Sul da BR-364 entre Buritis e Nova Mamoré Fonte: http://earthobservatory.nasa.gov/Feature s/WorldOfChange/deforestation.php Fragmentação e Destruição de Habitats Contextualização Como isto afeta a biodiversidade? Fonte: Laurance & Bierregaard 1997, Fahrig 2003 Fragmentação Perda do Habitat Original IsolamentoEfeito de Borda Fragmentação e Destruição de Habitats Contextualização Ilhas são fragmentos naturais e grande parte da teoria inicial sobre fragmentação se baseou na relação espécie-área inicialmente descrita para ilhas Fragmentação e Destruição de Habitats Biogeografia de Ilhas 5 Relação espécie-área: é uma das poucas “leis” genuínas em ecologia Ilhas grandes suportam mais espécies que ilhas pequenas S = c Az S = número de espécies A = área da ilha c e z = são constantes Fragmentação e Destruição de Habitats Biogeografia de Ilhas Pressupostos: 1º o tamanho populacional de cada espécie é proporcional ao tamanho da ilha; 2º A probabilidade de extinção de uma população diminui com o aumento do tamanho populacional; Relação espécie-área: Fragmentação e Destruição de Habitats Biogeografia de Ilhas Relação entre riqueza de espécies e área do habitat para (a) plantas em ilhas a leste de Estocolmo, (b) aves em lagos da Flórida, (c) morcegos em cavernas do México e (d) peixes em poças efêmeras da Austrália (diversos autores) Fonte: Begon et al. 2006, Ecology Fragmentação e Destruição de Habitats Biogeografia de Ilhas Difícil separar uma maior heterogeneidade de ambientes da relação espécie-área! Existem poucos estudos da relação espécies- área em lugares com pouca ou nenhuma variação de habitat! Relação espécie-área: Fragmentação e Destruição de Habitats Biogeografia de Ilhas Ilhas mais próximas receberiam mais espécies do que as mais distantes Fonte x 2 x4 x Relação com a distância: Fragmentação e Destruição de Habitats Biogeografia de Ilhas Exemplo: Nova Guiné = reservatório de origem Relação com a distância: Fragmentação e Destruição deHabitats Biogeografia de Ilhas 6 Relação com a distância: Fragmentação e Destruição de Habitats Biogeografia de Ilhas O modelo de equilíbrio da biogeografia de ilhas Idéia básica = número de espécies presentes em cada ilha representa um balanço entre as taxas de imigração e de extinção número de espécies Fragmentação e Destruição de Habitats Biogeografia de Ilhas Extinção Imigração Os propositores do modelo: Robert H. MacArthur (1930-1972) Edward O. Wilson (1929) • Artigo: An equilibrium theory of insular zoogeography. Evolution, 1963 • Livro: The theory of island Biogeography, 1967 Fragmentação e Destruição de Habitats Biogeografia de Ilhas Argumentação: 1) Número de espécies de uma ilha é determinado por seu tamanho e grau de isolamento, i.e. um balanço entre extinção e imigração 2) Balanço é dinâmico – espécies estão continuamente sendo substituídas 3) Taxas de imigração e extinção vão variar com o tamanho da ilha e seu grau de isolamento Teoria do Equilíbrio da Biogeografia de Ilhas Biogeografia de Ilhas Fragmentação e Destruição de Habitats Biogeografia de Ilhas Fonte: Begon et al. 2006, Ecology (a) Relação entre a taxa de imigração e (b) a taxa de extinção e o número de espécies residentes em ilhas (MacArthur & Wilson 1967, The Equilibrium Theory of Island Biogeography) Fragmentação e Destruição de Habitats Biogeografia de Ilhas Balanço entre imigração e extinção em ilhas pequenas e grandes (MacArthur & Wilson 1967, The Equilibrium Theory of Island Biogeography) Fonte: Begon et al. 2006, Ecology Fragmentação e Destruição de Habitats 7 Um dos experimentos pioneiros em Biogeografia de Ilhas Fragmentação e Destruição de Habitats Biogeografia de Ilhas Um dos experimentos pioneiros em Biogeografia de Ilhas Daniel Simberloff (1942) Edward O. Wilson (1929) Fragmentação e Destruição de Habitats Biogeografia de Ilhas Um dos experimentos pioneiros em Biogeografia de Ilhas Fragmentação e Destruição de Habitats Biogeografia de Ilhas Área-fonte => ca. 250 spp. de artrópodes Ilhas individuais => de 20 a 50 espécies. Fragmentação e Destruição de Habitats Biogeografia de Ilhas Um dos experimentos pioneiros em Biogeografia de Ilhas • Vários artigos publicados entre 1969 e 1976 (principalmente na revista Ecology) • As previsões básicas do modelo de equilíbrio foram confirmadas. • Exemplo raro de manipulação experimental em biogeografia • A biogeografia de ilhas acabou tornando-se uma disciplina à parte • Aplicação posterior no design de reservas naturais Um dos experimentos pioneiros em Biogeografia de Ilhas Fragmentação e Destruição de Habitats Biogeografia de Ilhas O debate SLOSS Sigla derivada do termo inglês: Single Large or Several Small? (em português: único grande ou vários pequenos?) O que é melhor para a conservação de espécies, um único fragmento grande ou vários pequenos? Fragmentação e Destruição de Habitats Biogeografia de Ilhas 8 Debate SLOSS – os defensores de um único fragmento grande Argumentos a favor de um único fragmento: - Suporte de populações maiores de cada espécie - Chance de extinção menor - Esforços de conservação mais concentrados Jared Diamond (1937) Fragmentação e Destruição de Habitats Biogeografia de Ilhas Debate SLOSS – os defensores de vários pequenos Argumentos a favor de vários fragmentos pequenos: Daniel Simberloff (1942) - Abrangem maior área da paisagem e portanto devem compreender mais habitats diferentes -Segurança contra eventos imprevisíveis: incêndios, furacões, espécies invasoras Fragmentação e Destruição de Habitats Biogeografia de Ilhas Debate SLOSS: A falta de uma resposta única Resposta dependerá: • do tipo de distribuição de espécies: aninhada ou complementar? • do grupo taxonômico estudado (comportamento, tamanho da área de uso, tamanho corporal etc) • do tipo de habitat original (floresta úmida, caatinga, campos) e da matriz que os separa (pasto, cana-de-açúcar, cidades, estradas) • efeito de borda era pouco considerado na época Fragmentação e Destruição de Habitats Biogeografia de Ilhas Comparação de Fragmentos com Ilhas Fragmentação e Destruição de Habitats Biogeografia de Ilhas Comparação de Fragmentos com Ilhas Fragmentação e Destruição de Habitats Biogeografia de Ilhas Diferenças não permitem a simples extrapolação!!! O Estudo de Paisagens Fragmentadas pelo Homem Fragmentação e Destruição de Habitats 9 Fonte: Metzger 2001, Biota Neotropica Manchas Áreas homogêneas (numa determinada escala) de uma unidade da paisagem, que se distinguem das unidades vizinhas e têm dimensões espaciais reduzidas e não- lineares. Fragmentação e Destruição de Habitats Fragmentação: Definições e Tendências Fragmento Uma mancha originada pelo processo de fragmentação (i.e., de origem antropogênica) de uma unidade que inicialmente apresentava-se sob forma contínua Fonte: Metzger 2001, Biota Neotropica; Bieber et al. 2014 Área de vegetação remanescente nos municípios de Piedade e Tapiraí, SP Fragmentação e Destruição de Habitats Fragmentação: Definições e Tendências Fragmento – Tamanho e Isolamento Fragmentação e Destruição de Habitats Fragmentação: Definições e Tendências Matriz Unidade da paisagem que controla a dinâmica da mesma. Em geral pode ser reconhecida por recobrir a maior parte da paisagem ou por ter um maior grau de conexão de sua área. Fonte: Metzger 2001, Biota Neotropica Fragmentação e Destruição de Habitats Fragmentação: Definições e Tendências O efeito de borda Borda – área de transição entre duas unidades da paisagem Efeito de borda – mudanças abióticas e bióticas associadas a esta área de transição Fragmentação e Destruição de Habitats Fonte: Metzger 2001, Biota Neotropica Fragmentação: Definições e Tendências Fonte: Marini et al. 1995, Biol. Conserv. Níveis de predação de ninhos em áreas de borda (triângulo) e interior de floresta (quadrado) na região da Floresta Nacional Shawnee, Illinois, EUA Efeito de borda sobre a predação - Muitas vezes, a borda é um ambiente mais sujeito à predação (ovos, filhotes, sementes...) Fragmentação e Destruição de Habitats Fragmentação Antropogênica: Exemplos 10 Como a fragmentação aumenta o efeito de borda? Fragmentação e Destruição de HabitatsFonte: Primack & Rodrigues 2001 Fragmentação: Definições e Tendências Formato do Fragmento influencia a proporção entre habitat de borda/núcleo, modificando assim a susceptibilidade da mancha aos fluxos a partir da matriz Fonte: Smith & Smith 2006 Fragmentação e Destruição de Habitats Fragmentação: Definições e Tendências • Mudanças na estrutura vertical e horizontal de uma borda podem variar ao longo do tempo • Mudanças nas características abióticas levarão à mudança nas espécies de planta e na força das interações entre elas Fonte: Smith & Smith 2006 Fragmentação e Destruição de Habitats Tempo pode afetar a estrutura espacial de bordas Fragmentação: Definições e Tendências Termos associados: Permeabilidade da Matriz Em geral, a matriz funciona como um “filtro seletivo” (e não uma barreira intransponível) para o movimento das espécies pela paisagem. O tipo de matriz influenciará o grau de permeabilidade da mesma. Além disso, cada espécie ‘enxergará’ a permeabilidade da matriz de acordo com suas características de história natural. Fonte: Bender & Fahrig 2005, Ecology; Gascon et al. 1999, Biol. Conserv. Fragmentação e Destruição de Habitats Fragmentação:Definições e Tendências Exemplo: Permeabilidade da matriz do ponto de vista de uma espécie florestal Matriz menos permeável Matriz mais permeável Fragmentação e Destruição de Habitats Fragmentação: Definições e Tendências Fonte: Milet-Pinheiro & Schlindwein 2005 Exemplo: movimento de abelhas entre fragmento de Mata Atlântica e matriz de cana de açúcar R iq u e z a d e e sp é ci e s A b u n d â n ci a Captura de Euglossinae é afetada pela presença da borda e matriz? Fragmentação e Destruição de Habitats Fragmentação Antropogênica: Exemplos 11 Fonte: Metzger 2001, Biota Neotropica; Termos associados: Stepping Stones Pequenas áreas de habitat dispersas pela matriz que podem, para algumas espécies, facilitar o fluxo entre manchas. Em português: pontos de ligação ou trampolins ecológicos Fragmentação e Destruição de Habitats Fragmentação: Definições e Tendências Fonte: Metzger 2001, Biota Neotropica Termos associados: Corredores Áreas homogêneas (numa determinada escala) de uma unidade da paisagem, que se distinguem das unidades vizinhas e que apresentam disposição espacial linear. Em estudos de fragmentação, considera-se corredor apenas os elementos lineares que ligam dois fragmentos antes conectados. Fragmentação e Destruição de Habitats Fragmentação: Definições e Tendências Fonte: Bergés et al 2011. Sciences Eaux & Territoires Corredores Atuam de Diversas Maneiras A função do corredor dependerá do tipo de paisagem (matriz e manchas) e principalmente da espécie Habitat Condutor Barreira SumidouroFonteFiltro Fragmentação e Destruição de Habitats Fragmentação: Definições e Tendências Habitat Condutor Barreira Filtro Fragmentação e Destruição de Habitats Argumentos a favor e contra corredores ecológicos interligando fragmentos de habitats: Fonte: Rocha et al. 2006 em Biologia da Conservação: Essências Fragmentação: Definições e Tendências Nick Haddad (1999, Ecological Applications 9) Junonia coenia Estudou o movimento das borboletas através de marcação-recaptura Exemplo: Estudo de caso com borboletas Fragmentação e Destruição de Habitats Fragmentação Antropogênica: Exemplos Variáveis explanatórias: • Distância entre manchas (64, 128, 256 e 384 m) • Presença/ausência de corredores Variável resposta: • Recaptura de indivíduos marcados da borboleta Junonia coenia Fonte: Haddad 1999 Pergunta: A presença de corredores e a distância entre manchas afeta o movimento das borboletas? Exemplo: Estudo de caso com borboletas Fragmentação e Destruição de Habitats Fragmentação Antropogênica: Exemplos 12 A presença de corredores e a distância entre manchas afeta o movimento das borboletas? Resultados: • Movimento mais frequente entre manchas conectadas por corredor • Movimento entre duas manchas decresceu com a distância entre elas • Efeito dos corredores é mais importante para machosCom corredor Sem corredor Fonte: Haddad 1999 Exemplo: Estudo de caso com borboletas Fragmentação e Destruição de Habitats Fragmentação Antropogênica: Exemplos Termos associados: Conectividade Capacidade da paisagem de facilitar os fluxos biológicos. Depende dos seguintes fatores: proximidade dos elementos de habitat, densidade de corredores e stepping stones e permeabilidade da matriz Fonte: Metzger 2001, Biota Neotropica; Bergés et al 2011. Fragmentação e Destruição de Habitats Fragmentação: Definições e Tendências Fragmento – Conectividade Fragmentação e Destruição de Habitats Fragmentação: Definições e Tendências Efeito Conjunto da Perda de Habitat e Fragmentação Fragmentação e Destruição de Habitats Fragmentação: Definições e Tendências Habitat Remanescente F ra g m e n ta çã o O projeto PDBFF Dinâmica Biológica de Fragmentos Florestais Início em 1979; INPA e Smithsonian Institution IDEALIZADOR: Thomas Lovejoy REALIZADOR DE CAMPO: Richard Bierregaard Fragmentação e Destruição de Habitats Fragmentação Antropogênica: PDBFF Fragmentação e Destruição de Habitats Fragmentação Antropogênica: PDBFF PDBFF: As áreas estudadas 13 Fragmentação Antropogênica: PDBFF PDBFF: paisagem no início do projeto Fragmentação e Destruição de Habitats Fragmentação Antropogênica: PDBFF PDBFF: As acomodações de “luxo” Fragmentação e Destruição de Habitats Fragmentação Antropogênica: PDBFF Fotos: J. Toleffson 2013. Nature 496: 286-289 Fragmentação e Destruição de Habitats Fragmentação Antropogênica: PDBFF Fragmentação e Destruição de Habitats PDBFF: Inspiração para novos estudos mundo afora Fonte: Toleffson 2013. Nature 496: 286-289 Fragmentação Antropogênica: PDBFF Espécies mais Susceptíveis à Fragmentação Espécies Susceptíveis OBA, VAMOS BOTAR A CABEÇA PARA FUNCIONAR!! Quais características vocês imaginam que espécies susceptíveis teriam??? Fragmentação e Destruição de Habitats 14 Uma listinha básica das características! • Baixa capacidade de dispersão; • Baixa densidade populacional; • Sujeitas a grandes flutuações populacionais; • Maior sensibilidade a distúrbios (incluindo a borda); • Necessidade de grandes áreas para forragear; • Espécies com interações ecológicas especializadas; • Espécies de interesse econômico (caça e extrativismo). Fragmentação e Destruição de Habitats Espécies Susceptíveis Uso da curva espécies-área para predições Fragmentação e Destruição de Habitats Desenho de Reservas Biológicas Quantas espécies iremos perder? Fonte: Primack & Rodrigues 2001 Distribuição de fragmentos por classe de tamanho na Mata Atlântica Fonte: Ribeiro et al. 2009. Biol .Conserv, 83,4% Fragmentação e Destruição de Habitats Desenho de Reservas Biológicas Fonte: Melo et al. Scientific American Brasil Fragmentação e Destruição de Habitats Desenho de Reservas Biológicas Situação de três biomas brasileiros Fonte: Tabarelli & Gascon 2005. Conserv. Biol. Fragmentação e Destruição de Habitats Desenho de Reservas Biológicas Diretrizes que poderiam auxiliar no manejo de paisagens fragmentadas: � proteção de grandes áreas de vegetação e de florestas de galeria; � manejo das bordas dos fragmentos; � controle do fogo � controle de espécies invasoras; � promoção de restauração florestal em áreas críticas para a conservação. Medidas para Manejo de Fragmentos Fragmentação e Destruição de Habitats 15 Bibliografia utilizada • Begon et al. 2006. Ecology - from Individuals to ecosystems; 6th Edition. • Primack & Rodrigues 2001. Biologia da Conservação. • Quammen 2008. O canto do dodô – Biogeografia de ilhas numa era de extinções. • Ricklefs 2010. A economia da natureza, 6ª edição. Editora Guanabara Koogan, Rio de Janeiro. •Ribeiro, M. C., Metzger, J. P., Martensen, A. C., Ponzoni, F. J. & Hirota, M. M. (2009). The Brazilian Atlantic Forest: how much is left, and how is the remaining forest distributed? Implications for conservation. Biological Conservation, 142(6), 1141-53. • Smith & Smith 2006. Elements of Ecology. 6th edition. • Metzger, J.P. 2001. O que é ecologia de paisagens? Biota Neotropica v1, n1/2. Disponível em: www.biotaneotropica.org.br •Tabarelli, M., & Gascon, C. (2005). Lessons from fragmentation research: improving management and policy guidelines for biodiversity conservation.Conservation Biology, 19(3), 734-739Fragmentação e Destruição de Habitats
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