a paisagem Ã© um - USP

Conservação Ecológica 

Ecologia de Paisagens 

Jean Paul Metzger 

Depto. Ecologia – IB - USP 

JP Metzger Lepac USP

Estudo de populações fragmentadas 

I – MODELOS DE ILHAS E DE REDE 

Conceituação 

Conservação 

• Biogeografia de ilhas 

• Teoria de metapopulações 

• Biogeografia de ilhas 

• Teoria de metapopulações 

II – MODELOS SISTEMÁTICOS DE SELEÇÃO DE RESERVAS 

III – MODELOS DE MOSAICOS 

• Ecologia de paisagens – conceituação 

• Ecologia de paisagens – aplicação para conservação 


I - O que é uma paisagem 


Coeur de Voh, Nouvelle-Calédonie, France 


Gorges du Bras de Caverne, Ile de la Réunion, France 


Caravane de dromadaire dans les dunes près de Nouakchott, Mauritanie 


Séchage de dattes, palmeraie au sud du Caire, vallée du Nil, Egypte 


Tapis de Marrakech, Maroc 


A paisagem dos ecólogos 

“Bela vista do conjunto de Jerusalem” 

(Livro dos Salmos, hebraico) 


Paysage: “quadro representando um sítio campestre” 


Aurélio: “espaço de terreno que se 

abrange num lance de vista” 


Noções originais/comuns : 

- visual (algo que se “vê”) 

- estética (algo “bonito”) 

- amplitude (vista, conjunto de elementos) 

- áreas abertas (sítio campestre) 














Definições “científicas” : 

- A. von Humboldt (geo-botânico, início do XIX) 

“the total character of an Earth region” 

(geomorfologia e geologia) 



- Geógrafos russos 

ampliaram o conceito de Humboldt para 

aspectos orgânicos (“landscape geography”) 



- Carl Troll (biogeógrafo alemão, 1939): 

“total spatial and visual entity of human living 

space” 


Definições “científicas” recentes da “ecologia da 

paisagem”: 

-aheterogeneous land of area composed of a cluster 

of interacting ecosystems (Forman and Godron 

1986) 

- a mosaic of heterogeneous land forms, vegetation 

types and land uses (Urban et al. 1987) 

- a spatially heterogeneous area (Turner 1989) 

Propriedade básica : é uma unidade heterogênea 


Paisagem 

Definição atual da “paisagem do ecólogo”: 

“ a paisagem é um mosaico heterogêneo formado 

por unidades interativas. Esta heterogeneidade 

existe para pelo menos um fator, segundo um 

observador e numa determinada escala” 

(Metzger 2001) 

– Visão pelo olho do Homem 

– Visão pelo “olho” de outras espécies 


Paisagem segundo a visão do Homem 

• Abrange 

amplas 

extensões 

espaciais (km 2 ) 



• Fontes de heterogeneidade na paisagem : 

- heterogeneidade do ambiente físico (topografia, 

solos, umidade, dinâmica hidrogeomorfológica...) 

; 




- regime de perturbações naturais 

(fogo, tornado, pestes...); 




- perturbações antrópicas 

(desmatamento/fragmentação, criação de estradas, 

reservatórios...). 


Paisagem 

Definição atual da “paisagem do ecólogo”: 

“ a paisagem é um mosaico heterogêneo, para pelo 

menos um fator e segundo um observador, 

formado por manchas interativas” 

– Visão pelo olho do Homem 

– Visão pelo “olho” de outras espécies 


Paisagem segundo a visão das espécies 


Paisagem segundo a visão das espécies 


A paisagem de um gafanhoto (4 m 2 ) 



• Abordagem ecológica - enfatiza a estrutura e a 

dinâmica de mosaicos heterogêneos e seus 

efeitos sobre os processos ecológicos 

- A escala de investigação está relacionada com a 

escala de percepção da espécie estudada. 

- é uma ecologia espacialmente explícita que 

focaliza padrões e interações num mosaico todo. 


Ecologia de comunidades vs Ecologia da Paisagem 

ecossistemas 

Temperatura 

(radiação solar) 

Embasamento 

geológico 

Precipitação 

Diversidade de espécies 

Diversidade da 

paisagem 

Fragmentação 

Isolamento 

Topografia 

Interação entre spp 

Solo 

Conectividade 

Perspectiva da ecologia 

de ecossistemas 

Perspectiva da 

ecologia da paisagem 


Perspectiva da Ecologia de Paisagens: efeito de contexto 

+ efeito de matriz 


Perspectiva da Ecologia de Paisagens: 

2. efeito de escala 











A quantificação da estrutura 

Conceito de mancha-corridor-matriz 

Numa determinada escala: 

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). 




A matriz é a unidade da paisagem funcionalmente (e em geral, 

espacialmente) dominante (i.e., a unidade que controla a dinâmica 

da paisagem). 




Numa determinada escala: 

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. Conjunto de 

unidades de não-habitat (é 

heterogêneo) 


“Tipos” de paisagem 


Padrão Características Funcionais 


II - APLICAÇÕES PARA CONSERVAÇÃO: 

Limitações das teorias das ilhas e metapopulação 

Os modelos de biogeografia de ilhas e de metapopulação 

não consideram a matriz 

Habitat 

Habitat + matriz 


Limitações das teorias das ilhas e metapopulação 

Os modelos de biogeografia de ilhas e de metapopulação 

não consideram a conectividade 

Habitat + conectividade 

Habitat + matriz + conectividade 


Limitações dos métodos de seleção de áreas para 

conservação 

- % pequena de reservas 

- composições distintas em reservas e áreas agrícolas 

Conservação ex situ 

Conservação in situ 

Manejo, 

planejamento 


Conservação baseada na ecologia da paisagem 

Como a Ecologia da Paisagem pode ser útil 

a. Considerando o mosaico como um todo: a ecologia da 

paisagem é uma ecologia contexto 


Estrutura da paisagem e 

diversidade de comunidades lenhosas 

no rio Jacaré-Pepira 

Brasil 

0° 

70° W 

40° W 

Etat de São Paulo 

Rio Paraná 

Rio Tietê 

Rio Jacaré-Pepira 

30° S 


Bacia do Rio Jacaré Pepira 

Homogeneidade de de 

fatores abióticos 

48°40' 

W 

48°20' W 

47°50' W 

21°50' S 

- Provincia das Cuestas de Basalto 

- Vales encaixados 

22°05' S 

22°05' S 

- Fortes correntezas 

- Predomínio de arenitos e areias quartzosas 

22°20' S 

Área de estudo 

Zona de sols hidromórficos 


Heterogeneidade de de 

Tipos de de paisagens 

Diferentes matrizes 

48°30' W 48°25' 48°20' 48°15' 48°10' 48°05' 

22°00' S 

SP-255 

Três classes de largura 

(estreita, média e larga) 

Homogeneidade de de 

Fatores abióticos 

Condições pedológicas 

( solos quartzosos ) e 

topográficas 

22°05' 

22°10' 

22°15' 

22°20' 

( declives suaves ) 

F41 

F42 

F33 

F43 

Rib. da Figueira 

SP-225 

F31 

F32 

Dourado 

Rib. do Bebedouro 

Rib. do Peixe 

SP-215 

F21 

F23 

F22 

F16 

F13 

F15 

F14 

F12 

Rib. dos Pinheiros 

F11 

Rib. da Rasteira 

Brotas 

SP-225 

Fisionomias/Perturbação 

( secundárias ) 


Riqueza, diversidade e equitabilidade de de espécies lenhosas 

para para os os 15 15 fragmentos do do Rio Rio Jacaré Pepira 

Fragments Riqueza Diversidade Equitabilidade 

F15 14 1.59 0.60 

F43 32 2.81 0.81 

F33 40 2.87 0.78 

F12 48 3.31 0.86 

F23 52 3.52 0.89 

F14 55 3.37 0.84 

F42 55 3.08 0.77 

F13 56 3.48 0.87 

F11 65 3.09 0.74 

F32 68 3.58 0.85 

F41 69 3.25 0.77 

F16 74 3.86 0.90 

F22 80 3.87 0.88 

F31 89 3.61 0.80 

F21 111 4.32 0.92 

TOTAL 

222 


Correlações simples simples entre entre os os índices índices de de paisagem 

e e os os índices índices de de diversidade de de espécies arbóreas 

Estrutura do fragmento 

Rarefação 

Equitatividade 

Pearson p Spear. p Pearson p Spear. p 

Tamanho ns ns ns ns 

Forma -0.617 * ns ns ns 

Complexidade de bordas ns ns ns ns 

Isolamento ns ns ns ns 

Conectividade 0.823 ** 0.776 * ns -0.682 * 

Estrutura da paisagem (8x8 km) 

Diversidade da paisagem ns ns ns ns 

Complexidade de bordas ns ns 0.899 *** 0.927 *** 

Fragmentação florestal 0.601 * ns 0.886 *** 0.900 *** 

Isolamento florestal ns ns ns -0.609 * 

Conectividade florestal 0.647 * ns 0.883 *** 0.964 *** 

ns : não significativo * P < 0.05 ** P < 0.01 *** P < 0.001 


Relation entre l'équitabilité spécifique (J) (J) et et :: 

I - Densidade de corredores e 

“stepping stones” (CON) 

II – Complexidade da paisagem (C) 

1.0 

R 2 = 0.754, p< 0.001 

1.0 

R 2 = 0.787, p< 0.001 

Equtabilidade (J) 

F21 

0.9 

F23 F22 

F12 

F14 F13 

F31 F32 

0.8 F41 

F42 

F11 

0.7 

1 2 3 4 

Conectividade (CON) 

Equitabilidade (J) 

0.9 

0.8 

0.7 

F11 

F23 

F12 F22 

F32 F14 F13 

F31 

F41 

F42 

0.28 0.30 0.32 

Complexidade (C) 

F21 

Logo, o contexto e a configuração importam… 



Como a Ecologia da 

Paisagem pode ser útil 

b. A perda de espécies 

não é apenas dada a 

uma diminuição na 

quantidade de habitat, 

mas também a um dado 

arranjo espacial dos 

fragmentos 

remanescentes de 

habitat 


Fragmentação e conversão do habitat 

Perda de habitat 

Fragmentação 

Limiar em 20% 


c. Conectividade funcional: considerando a 

permeabilidade da matriz 

A matriz é uma área heterogênea, 

contendo uma variedade de 

unidades de não-habitat que 

apresentam condições mais ou 

menos favoráveis às espécies do 

habitat estudado. 


Fazenda Porto Alegre 

Fazenda Esteio 

F10ha 

F1ha 

F100ha 

F10ha 

F1ha 

F10ha 

Fazenda Dimona 

F10ha 

•Dissertação de Mestrado 

•Marina Antongiovanni da Fonseca 

F1ha 

F100ha 


Introdução Geral 

1986 1988 1990 

JP Metzger Lepac USP 

1992 1995 1997



Capoeiras de Cecrópia: 

- áreas apenas com cortes da vegetação; 

-indivíduos investem em crescimento em 

altura; 

-mais altas, com dossel fechado e subbosque 

aberto; 

- capoeiras com 5 anos já apresenta uma 

série de espécies de sucessão secundária; 

- menor longevidade. 



Capoeiras de Vísmia: 

- áreas com cortes e queimadas; 

-indivíduos jovens com muitas 

ramificações laterais; 

- dossel aberto e sub-bosque mais 

fechado; 

- inibem a germinação de outras 

espécies, dominando a área; 

JP Metzger Lepac USP 

- maior longevidade.

Área em regeneração com manchas de capoeiras 

jovens de cecrópia e vísmia e pastagem 

Dossel de uma 

capoeira jovem 

de cecrópia 

Mancha de uma 

capoeira jovem 

de vísmia 

Área de 

pastagem em 

regeneração 


Pastagem abandonada em regeneração 



“Fragmentos circundados por Cecropia spp foram mais 

eficientemente recolonizados por aves florestais de subbosque 

do que fragmentos circundados por Vismia spp” 

(Stouffer & Bierregaard 1995) 


Métodos 

Fragmento Distância Método de Matriz 

Isolamento 

1ha 300 corte Cecrópia 


1ha 270 corte e queima Vísmia 








Métodos 

Obtenção dos dados e escolha das espécies de aves. 

- dados de 1985 até 1992 

- 11 espécies de aves insetívoras de sub-bosque mais 

facilmente capturadas antes do isolamento 

- novos indivíduos: Presença X Ausência 


Métodos 

Localidade de interesse na matriz (caminho de deslocamento) 

“Caminho mais curto” 

Caminho na matriz 

- Mata contínua = fonte de indivíduos 

- Indivíduos novos atravessaram a matriz para alcançar o fragmento 


Métodos 

Permeabilidade da Matriz 

4 pixels de 

Cecrópia madura 

Caminho na matriz 

PM = ∑du.Ru, 

3 pixels de 

igarapé 

14 pixels de 

Cecrópia madura 

3 pixels de 

Cecrópia jovem 

d = distância. 

Ru = coeficiente de resistência. 


Métodos 

Frag 

PM = ∑du.Ru 

Distância = 10 pixels; 

Resistência = 1 

Mata 

Contínua 

PM = 10 x 1 = 10 

Frag 

Distância = 10 pixels; 

Resistência = 2 

PM = 10 x 2 = 20 

Mata 

Contínua 

Valores de R foram inferidos de forma a simular 4 paisagens 

por fragmento e ano 


Métodos 

Paisagem P1: Cecrópia é menos resistente 

que Vísmia. 

Unidades 

Mata primária 1 

Igarapé 2 

Cecrópia madura 5 

Vísmia madura 75 

Cecrópia intermediáriá 10 

Vísmia intermediária 150 

Cecrópia jovem 20 

Vísmia jovem 300 

Pasto 350 

Paisagem P3: Cecrópia e Vísmia têm a 

mesma resistência. Só a idade altera R. 

Unidades 


Igarapé 2 







Pasto 350 

R 

R 

Paisagem P2: Vísmia é menos resistente 

que Cecrópia. 

Unidades 


Igarapé 2 







Pasto 350 

Paisagem P4 -Todas as unidades oferencem 

a mesma resistência. Apenas as distâncias 

altera PM. 

R de todas as unidades = 1 

R 


Resultados 

Resultados obtidos nas regressões entre a ocorrência de novos 

indivíduos de cada espécie nos fragmentos e os valores de PM obtidos 

em cada paisagem simulada. 

Espécies Guilda P1 P2 P3 P4 

D. merula s.c. G=4,314; P=0,038 G=6,627; P=0,010 G=7,284; P=0,007 G=4,660; P=0,031 

G. rufigula s.c. G=5,110; P=0,024 G=6,229; P=0,013 G=9,487; P=0,002 n.s. 

P. albifrons s.c. n.s. n.s. n.s. n.s. 

H. poecilinota s.a. n.s. n.s. n.s. n.s. 

M. collaris s.a. n.s. n.s. n.s. n.s. 

D. stictolaema b.m. G=4,855; P=0,028 n.s. G=5,845; P=0,016 n.s. 

G. spirurus b.m. n.s. n.s. n.s. n.s. 

M. gutturalis b.m. n.s. n.s. n.s. n.s. 

T. ardesiacus b.m. G=7,134; P=0,008 n.s. n.s. n.s. 

T. caesius b.m. G=7,364; P=0,007 n.s. G=10,882; P=0,001 n.s. 

X. pardalotus b.m. G=5,519; P=0,019 n.s. n.s. n.s. 

N = 60; gl = 1. 


Considerações Finais 

CONCLUSÃO 

1) Matrizes mais maduras e dominadas por Cecropia spp parecem ser 

mais permeáveis que matrizes mais jovens e dominadas por Vismia 

spp; 

2) O grau de isolamento per se não é capaz de explicar a entrada de 

indivíduos novos nos fragmentos; 

3) A capacidade de determinar a entrada de novos indivíduos nos 

fragmentos é aumentada quando se considera conjuntamente as 

características da matriz inter-habitat e o grau de isolamento; 




c. Chamando a atenção para a conectividade funcional: os 

corredores, stepping stone são realmente elos de ligação 

Beier, P. & Noss, R. 1998. Do habitat corridors provide 

connectivity Conservation Biology 12: 1241-1252. 

•Dos 12 trabalhos com delineamento mais bem estruturado, 10 

mostram claras evidências de que os corredores promovem 

conectividade e aumentam a viabilidade das populações e são 

assim úteis em termos de conservação; 

• Nenhum estudo demonstrou os efeitos negativos. 

• A atitude mais segura é de manter os corredores, já que os 

ambientes naturais estavam conectados. 




d. Chamando atenção para os limiares 




d. Chamando atenção para os limiares 




e. Reconhecendo que a escala de análise e a escala 

de percepção das espécies é importante 



Deve-se considerar: 

1. O contexto e a configuração do habitat 

(e não apenas a quantidade de habitat). 

2. A conectividade funcional: matriz, 

corredores, stepping stones. 

3. Limiares na estrutura da paisagem. 

4. As escalas de percepção das espécies. 



Desafios futuros 

1. A ecologia da paisagem está na frente de um dilema 

semelhante ao do Superhomem e seu alterego Clark 

Kent (Hobbs 1999). 

2. Desenvolver uma teoria de mosaicos. 

Patch theory 

Mosaic theory 


Reserve Management: 

Teoria das Ilhas 

Reserve Network Management: 

Teoria de metapopulações 

Mosaic Management:

a paisagem Ã© um - USP

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