Aula Ecologia das Paisagens

Ecologia de Paisagens: Conceitos e Práticas de Conservação

Dr. Ricardo Sartorello

Vivemos tempos de modificações cada vez mais rápidas e drásticas das

paisagens

As implicações são cada vez maiores para os sistemas naturais e sociais

Introdução

- Desmatamento e Fragmentação das Florestas

Perda da biodiversidade: redução e extinção de espécies

Substituição de modos de vida de sociedades tradicionais por modos não sustentáveis

Necessidade:

Respostas que possam acompanhar o ritmo das modificações

Conhecimento sobre o meio em que vivemos

Planejamento adequado

Como a lidar com a Complexidade dos

problemas ambientais atuais?

... A ecologia da paisagem e o planejamento da paisagem poderia ser considerada

como uma possível base teórica para uma visão mais integradora das questões

naturais, econômicas, sociais e culturais, uma concepção de avanço em direção à

interdisciplinaridade.

Entrave: Forma fragmentada de produção e

aplicação do conhecimento

(MONTEIRO, 2000)

A Ecologia de Paisagem é uma área do conhecimento que surgiu com

a integração da Ecologia e a Geografia.

Monteiro (1978)

Poderia ser trabalhada o objetivo deentendimento da complexidade doambiente e até uma possível “unidadeteórico-metodológica”.

Escola Alemã Escola FrancesaEscola

Russo/Soviética Escola brasileira

1800

2000

Humboldt

Passarge1900

Troll

Neef

Dokutchaev

1960

1970

Berg

Grigoriev

Stochava

La Blache

Bertrand

Delpoux

Tricart

Monteiro

Ab’Sáber

Troppmair

Cavalheiro

Ross

Escolas de Paisagem na Geografia

Nucci

Nas últimas décadas, pouca atenção dos geógrafos para o desenvolvimento

de novos métodos e técnicas

Restrição à Geografia Física, principalmente a geomorfologia e abiogeografia

Marcante preocupação com o planejamento ambiental

(Abreu, 2011)

Ecologia de Paisagem na Geografia

Na década de 1980: Segundo nascimento da ecologia de paisagens

Biogeógrafos e ecólogos utilizam a teoria de biogeografia de ilhas para o

planejamento de reservas naturais.

Baseada na modelagem e análise espacial, se beneficia das imagens desatélite e da computação.

(Metzger, 2001))

Ecologia de Paisagem na Biologia/Ecologia

Abordagem Geográfica

longa história (desde o

século XIX), mas com

pouca atenção nas

últimas duas décadas.

Abordagem Ecológica

história recente (década de

1980). Com grande

produção, mas com

algumas simplificações

conceituais.

Problemáticas

Ambientais

A interação entre as abordagens geográficas e ecológicas da

paisagem pode gerar novos e melhores modelos para estudos,

planejamentos e ações estratégicas para a conservação.

O conceito de paisagem

Na ecologia de paisagens, a paisagem é definida como: i) Área heterogênea composta por conjuntos de ecossistemas

interativos, Forman & Godron, 1986;

ii) Um mosaico de relevos, tipos de vegetação e formas de

ocupação, Urban et al., 1987.

III) Um mosaico heterogêneo formado por unidades interativas,segundo um observador e numa determinada escala deobservação.

Metzger, 2001.

Ecologia de Paisagem

O observador da paisagem

“A volta da Caça”. Fonte: Pieter Brueghel, o Velho, 1565.

Na abordagem Geográfica: visão estritamente humana V

O observador da paisagem

V

O observador da paisagem

Na abordagem Ecológica

Um mesmo espaço geográfico pode ser percebido como paisagens

totalmente diferentes em função das características destas espécies

(Metzger, 2001).

Ecologia de Paisagem

Definição

Estudo da estrutura, função e dinâmica em uma áreaheterogênea composta de ecossistemas interativos.

(Forman e Godron, 1986)

Ecologia de paisagens também envolve a aplicaçãodestes princípios na formulação de soluções paraproblemas reais.

(MacGarigal, 2010)

Estrutura – configuração dos elementos da paisagem: tamanho, forma, distribuição e arranjo no espaço.

Função – Interações entre os elementos da paisagem (fluxo de energia, matéria e organismos).

Dinâmica – Mudança da estrutura e função da paisagem através do tempo.

Ecologia de Paisagem

4- Estrutura e Delimitação

Teoria do Equilíbrio da Biogeografia de Ilhas

MacAtrthur e Wilson (1963)

Modelo: Mancha Corredor Matriz

Forman e Godron (1986)

Modelo: Mosaico da Paisagem

Forman (1995)

Estrutura da Paisagem

Estrutura da Paisagem

Estudo do mosaico da paisagem:padrão e ordenamento espacial das unidades da paisagem.

Composta por feições espaciaisobserváveis e mensuráveisna paisagem.

As estruturas são manifestações espaciais e temporais de processos que ocorrem em diferentes escalas.

(Forman, 1995; Turner, 2001; Lang, 2009)

Mancha-corredor-matriz

• Mancha: área homogênea, restrita e não-linear da paisagem que se distingue das unidades vizinhas.

• Corredor: área homogênea e linear da paisagem que se distingue das unidades vizinhas.

• Matriz: unidade dominante da paisagem (espacial e funcionalmente; ou conjunto de unidades de não-habitat.

Mancha-corredor-matriz

Estrutura da Paisagem

Para a análise da Estruturada Paisagem,desenvolveu-se um conjunto de métodos designadomedidas de estrutura.

Métricas da paisagem

(Lang, 2009)

1. Métricas de Composição

Não consideram a organização espacial dos elementos.

Análise de Padrões de Paisagens

2. Métricas de Configuração

São métricas do arranjo espacial, consideram a organização ou disposição dos elementos no espaço.

Análise de Padrões de PaisagensComposição

Análise de Padrões de PaisagensComposição

Análise de Padrões de PaisagensComposição

As métricas descritivas de COMPOSIÇÃO, quando analisadas isoladamente, podem sugerir interpretações dúbias...

Análise de Padrões de PaisagensComposição

Análise de Padrões de PaisagensConfiguração

Análise de Padrões de PaisagensConfiguração

Fragmentação

Processo no qual uma grande extensão de habitat é transformadoem um certo número de manchas menores isoladas umas dasoutras por uma matriz diferente.

Wilcove (et al., 1986)

EFEITOSDiminuição da riqueza de espécies;Diminuição da abundância das populações;Diminuição da diversidade genética;Alterações nos padrões de reprodução, dispersão e na taxa de predação. (FAHRIG 2003).

Fragmentação

Modificado de Andrén (1994).

Modificado de Metzger

e Décamps (1997),

por André Luiz Ferreira.

• Qual a composição da paisagem?

Porcentagem de número e área, por classe de tamanho (em ha), no recorte de estudo. Org. Ricardo Sartorello, 2012.

Fragmentação

Mata Atlântica:

Quanto Sobrou?

Padrões de desmatamento

Padrões de desmatamento

Padrões de desmatamento

Padrões de desmatamento

Efeito de Borda

Efeito de Borda

Resultado da separação de duas áreas de um ecossistema por uma transição abrupta.

(Laurance, 1997).

– alterações abióticas

– alterações bióticas

Efeito de Borda

Efeito de Borda

Alterações abióticas:

• aumento da radiação solar e temperatura;

• aumento do risco de erosão;

• redução da umidade relativa e da retenção da

precipitação;

• diminuição de resistência à ação do vento; e

• assoreamento de cursos d’água.

Efeito de Borda

Alterações bióticas

• na estrutura física da vegetação– menor altura, dossel mais aberto, maior

espaçamento entre os indivíduos arbóreos

• na dinâmica populacional– densidades e arranjos espaciais distintos

• na composição florística– maior frequência de pioneiras com muitos indivíduos de poucas espécies

• na diversidade e abundância da fauna e interações– Espécies sensíveis de interior.

Zaú, 1998

Efeito de Borda

Adapta

do

etr

aduzid

ode

Form

an

etal.

(2001),

por

André

Luiz

Ferr

eira.

Conectividade

Capacidade de uma paisagem facilitar fluxos entre os seus elementos

• Componentes:

– corredores;

– permeabilidade da matriz;

– pontos de ligação (stepping stones).

(Fonte: METZGER, 2003)

Conectividade

ConectividadeCorredores

• Funções

– Facilitar fluxos

– Reduzir riscos de extinção local e favorecer a recolonização

– Suplemento de habitat

– Refúgio para fauna quando ocorrem perturbações

– Ponto negativo: pode propagar algumas perturbações como fogo ou doenças.

ConectividadePontos de ligação

• Stepping stones ou trampolins ecológicos

Núcleos de regeneração

ConectividadePontos de ligação

Heterogeneidade número, densidade

Área classes de tamanho, tamanho médio

Área núcleo área total, número total, índice

Bordas densidade, contraste

Isolamento distância entre manchas

Forma formato médio, complexidade, irregularidade

Métricas

Métricas

Área Núcleo (CA)

Espaço interior do habitat ecologicamente efetivo para espécies sensíveis ao efeito de borda FRAGSTATS 3.3

Métricas

Índice de Proximidade (PROX)

Medida da distância ponderada pela área

É um índice indireto deconectividade

FRAGSTATS 3.3

Métricas

Proporção de Habitat (PLAND)

Percentual de uma classe na paisagemtotal

Indica Habitats efetivos

FRAGSTATS 3.3

Estudo de Caso: Rodoanel Trecho Sul

Ricardo SartorelloTadeu GasparetoWaldir WagnerRodrigo CaraccioloMarcelo PereiraPedro BarbieriJulia Assis

Ecologia de Paisagens: Práticas de Conservação

• Fase 1: Carta Regional de Fragmentos Florestais

• Fase 2: Análises

Estudo de Caso: Rodoanel Trecho Sul

Escala Regional – 4 estudos

Fragmentação

Conservação

Recuperação

Efeito de Borda

• Fase 1: Carta Regional de Fragmentos Florestais

EST. FRAGMENTAÇÃO (1)

Índice de Tamanho

Área (A)

Índice de Fragmentação

Porcentagem de Habitat (PLAND) – Peso 3

+

Número de Áreas Núcleo Disjuntas (NDCA) – Peso 1

Procedimentos

EST. FRAGMENTAÇÃO (1) Procedimentos

Análise com a técnica dos hexágonos

EST. FRAGMENTAÇÃO (1) Resultados - Área

EST. FRAGMENTAÇÃO (1) Resultados - Área

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 - 50 50,1 - 100 100,1 - 300 300,1 - 1000 > 1000

NÚ

MER

O D

E FR

AG

MEN

TOS

ÁREA DOS FRAGMENTOS (ha)

Recorte Regional - Tamanho e Número Fragmentos

EST. FRAGMENTAÇÃO (1) Resultados – Índice de Fragmentação

EST. CONSERVAÇÃO (2)

Seleção de Áreas Prioritárias para Conservação

Análise da estrutura da paisagem (métricas)

+ Dados sobre espécies

+ Níveis de Proteção

EST. CONSERVAÇÃO (2) Procedimentos

(A) Análise da Estrutura da Paisagem

Área

+

Área Núcleo

+

Índice de Proximidade (PROX)

=

Áreas prioritárias para conservação

Métricas

EST. CONSERVAÇÃO (2)

Área Núcleo

EST. COANSERVAÇÃO (2) Resultados – Índice de Proximidade

EST. COANSERVAÇÃO (2) Resultados - Áreas para Conservação

EST. RECUPERAÇÃO (3)

(Fonte: METZGER, 2003)

Procedimentos

Área

EST. RECUPERAÇÃO (3) Procedimentos

Análise de Área

Porcentagem de Habitat (PLAND)

Análise de Conectividade

Índice de Proximidade (PROX)e

Moving Window ou janela móvel (90m)

MODELOS DE SUPERFICIE - com “Moving windows”

PIXEL FOCAL

MOVING WINDOWS 3X3

4 pixel de “habitat” 4/9 = 44% de habitat

Milt

on

Céz

arR

ibe

iro

EST. RECUPERAÇÃO (3) Resultados – Moving Window (A)

EST. RECUPERAÇÃO (3) Resultados – Moving Window (B)

EST. RECUPERAÇÃO (3) Resultados – Áreas para recuperação

EST. EFEITO DE BORDA (4)

Zonas de Influência de 50, 100, 250, 500 e 1000 metros.

Nome do Parque 50m 100m 250m 500m 1000mSem

influênciaÁrea dos

fragmentos (ha)

Parque Embu-Mirim 18% 40% 88% 100% 100% 0% 134,7

Parque Itapecerica da Serra 7% 19% 75% 100% 100% 0% 70,9

P.N.M. Jaceguava 4% 9% 24% 39% 70% 30% 233,2

P.N.M Itaim 3% 8% 21% 35% 58% 42% 348,2

P.N.M. Varginha 5% 13% 36% 66% 96% 4% 257,3

P.N.M. Bororé 2% 5% 13% 26% 63% 37% 159,2

Parque Riacho Grande 8% 18% 49% 83% 99% 1% 183,8

Parque do Pedroso 1% 2% 4% 12% 43% 57% 667,1

TOTAL GERAL 5% 12% 29% 45% 70% 30% 2206,6

EST. EFEITO DE BORDA (4)

Exercício prático

• Analise os fragmentos florestais

• Composição (estimativa)

• Distribuição (descrição)

• Faça uma proposta agrupando de 4 a 6 áreas para conservação

Exercício prático

• Considerando o índice de proximidade dos fragmentos florestais, quais mudanças você faria em suas propostas? Justifique.

Exercício prático

Exercício prático

• Considerando as barreiras na paisagem, quais mudanças você faria em suas propostas? Justifique.

Exercício prático

• Quais informações foram mais importantes para as tomadas de decisão quanto aos agrupamentos para conservação?

• Quais informações seriam importantes para melhorar as propostas?