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?
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