Ecologia da Paisagem e Restauração

Coordenadoria de Biodiversidade e Recursos Naturais – CBRN
Projeto de Recuperação de Matas Ciliares
Treinamento: Recuperação de Áreas Degradadas
Ecologia da Paisagem e Restauração
Leandro Reverberi Tambosi
Jaú, 23 de Março de 2010
Quem?
- Biólogo
- Mestrado em ecologia
- Doutorando em Ecologia – LEPaC
- Análises de paisagem - LERF
- Pesquisa
- Aplicação da pesquisa – Interação Universidade Sociedade
Créditos da apresentação
Apresentação baseada em material desenvolvido por diversos
pesquisadores do LEPaC – Jean Paul Metzger, Milton Cézar
Ribeiro, Giordano Ciocheti, Leandro Reverberi Tambosi,
Alexandre Igari, Vânia Pivello
Estrutura da apresentação
- Paisagem e ecologia de paisagem
- Fragmentação
- Elementos da paisagem
- Biogeografia de Ilhas e Metapopulações
- Conectividade
- Restauração e conectividade
- Escalas de planejamento
Fornecer alguns conceitos básicos (mas nem tanto!) e
importantes (e muito!) para incorporar no planejamento da
restauração
O que é paisagem?
O que é paisagem?
• Definição atual da “paisagem do ecólogo”:
METZGER, J. P. (2001): “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”
– Visão pelo olho do Homem
– Visão pelo “olho” de outras espécies
PERCEPÇÃO DAS ESPÉCIES
Ecologia de paisagens
Abordagem Geográfica:
Disciplina integradora que analisa a influência do homem sobre a paisagem
Voltada para o planejamento e gerenciamento territorial
Abordagem Ecológica:
Enfatiza a estrutura e a dinâmica de mosaicos e seus efeitos sobre os processos
ecológicos.
É uma ecologia espacialmente explícita
Abordagem da paisagem sob uma visão ecológica, voltada para problemas de
conservação
Conservação de paisagens fragmentadas
FRAGMENTAÇÃO
HABITAT CONTÍNUO
HABITAT FRAGMENTADO
FLORESTA
FLORESTA
FRAGMENTAÇÃO X DESMATAMENTO
Perda de habitat SEM fragmentação
Perda de habitat COM fragmentação
Diferentes processos de fragmentação
Conceito de mancha-corredor-matriz
Agricultura
b
Numa determinada Escala:
c
a1
Mancha:
Área homogênea, restrita e não-linear da
paisagem que se distin- gue das
unidades vizinhas.
Corredor:
a2
e
Área homogênea e linear da paisa- gem
que se distingue das unidades vizinhas.
d
a3
Pastagem
b
Reflorestamento
Matriz:
Unidade dominante da paisagem
(espacial e funcionalmente); ou conjunto
de unidades de não-habitat
Conceito de mancha-corredor-matriz
Agricultura
Efeito de borda
b
Numa determinada Escala:
c
a1
Mancha:
Área homogênea, restrita e não-linear da
paisagem que se distin- gue das
unidades vizinhas.
Corredor:
a2
e
Área homogênea e linear da paisa- gem
que se distingue das unidades vizinhas.
d
a3
Pastagem
b
Reflorestamento
Por que paisagem ???
Matriz:
Unidade dominante da paisagem
(espacial e funcionalmente); ou conjunto
de unidades de não-habitat
Área nuclear
Biogeografia de Ilha – MacArthur & Wilson, 1967
Observações sobre a teoria da Biogeografia de Ilha
• As comunidades das ilhas
apresentam menor riqueza quando
comparadas às comunidades
continentais (Sc > S1)
•A Riqueza das ilhas aumenta com
seu tamanho
S3
S4
S1
S2
•A Riqueza diminui com o
afastamento do continente
Sc > S1, S2, S3, S4
S1 > S3
S2 > S4
S2 > S1
S4 > S3
Sc
Biogeografia de Ilha - Equilíbrio Dinâmico
entre imigração e extinção
Taxa de
Taxa de
Unidade =Espécie/tempo
Imigração
Extinção
0
Espécie nova
chega à ilha
Se
Número de Espécies
P
Biogeografia de Ilha - Equilíbrio Dinâmico
entre imigração e extinção
Unidade =Espécie/tempo
Taxa de
Taxa de
Imigração
Extinção
0
Espécie com maior
capacidade de
deslocamento chegam
mais rapidamente
Se
Número de Espécies
P
Predação e Competição
aumentam o risco de
extinção
Imigração
0
SeGR
SePQ
Número de Espécies
Taxa de
Gr
an
Pe
qu
en
a
Taxa de
de
Biogeografia de Ilha - Equilíbrio Dinâmico
depende da área da ilha
Extinção
P
Biogeografia de Ilha - Equilíbrio Dinâmico
depende do isolamento
im
óx
Pr
Taxa de
Extinção
a
Imigração
Taxa de
Di
st
0
an
te
SeProx
SeDist
Número de Espécies
P
Biogeografia de Ilha
Limitações para hábitats fragmentados
1. Não considera diferenças entre espécies
2. Não houve tempo para ocorrer equilíbrio
biogeográfico
3. A analogia entre FRAGMENTOS e ILHAS é
fraco
4. Isolamento não é a melhor medida de
espaçamento
5. Não leva em consideração a qualidade do
habitat
Metapopulação
Conjunto de sub-populações isoladas espacialmente
em fragmentos de habitat e unidas funcionalmente
por fluxos biológicos.
Metapopulação
Extinção e Recolonização
Populações locais correm risco de extinção:
existe uma dinâmica de extinções e
recolonizações locais
Fragmento
Ocupado
Fragmento
Vazio
Tempo 1
Tempo 2
Metapopulações: premissas
Biologia de populações – premissas para a
abordagem de Metapopulações
1. A estrutura reprodutiva é local
2. A migração entre as populações locais tem
uma influência limitada na dinâmica local,
permitindo principalmente o restabelecimento
de populações locais extintas
Metapopulações: premissas
• As premissas são diferentes dos modelos
clássicos onde a as populações são
Panmíticas (todos os indivíduos tem a mesma
chance de interagir)
• Metapopulação considera a posição dos
indivíduos no espaço e tempo
Modelo Clássico Metapop de Levins (1969)
•
•
•
•
•
•
Grande número de manchas de habitat
As manchas são de mesmo tamanho
Grau de isolamento similar entre as manchas
Manchas unidas por migrações
Ignora o tamanho populacional local
Habitat está ou não ocupado?
Proporção (P) de
fragmentos
ocupados = 10/14
Modelo Clássico Metapop de Levins (1969)
Levins é um uma forma simples de descrever a
dinâmica de ocupação das manchas de
habitat : dp/dt
Neste modelo:
1. Risco de extinção é considerado igual para todas
as manchas [e]
2. Proporção de Fragmentos ocupados é [P]
3. Taxa de extinção no tempo [t] é [e.P]
4. Possibilidade de colonização é relacionada à
proporção de manchas ocupadas “fontes
colonizadoras” : [c.P]
5. Taxa de colonização no tempo (t) é de [c.P(1-P) ]
dP/dt = cP (1-P) - eP
A METAPOP se mantém se e/c < 1 ou se c>e
Modelo Clássico Metapop de Levins
A METAPOP se mantém se e/c < 1 ou se c>e
A Metapopulação corre risco de extinção quando
1. O Tamanho médio dos fragmentos diminui;
2. Aumenta o isolamento entre os fragmentos
(diminui a densidade de fragmentos)
Tamanho
Médio
Maior
Tamanho
Médio
Menor
Tempo 1
Tempo 2
Modelo Clássico Metapop de Levins
A METAPOP se mantém se e/c < 1 ou se c>e
A Metapopulação corre risco de extinção quando
1. O Tamanho médio dos fragmentos diminui;
2. Aumenta o isolamento entre os fragmentos
(diminui a densidade de fragmentos)
Menor
Isolamento
Maior
Isolamento
Tempo 1
Tempo 2
Metapopulação
Recursos Regionais e Extinção
No modelo de Levins:
1.Os Recursos Regionais (P) interferem na colonização
2. A extinção é constante
dP/dt = cP (1-P) - eP
cP = constante
de colinização
Fragmento
Ocupado
cP
cP
Fragmento
Vazio
e
e = constante
de extinção
cP
e
e
Diferentes Tipos de Metapopulação
Círculos preenchidos representam hábitat ocupado; Círculos vazios representam
habitat disponível; Linhas pontilhadas representam vizinhança da população local;
Setas representam dispersão.
a) Modelo Clássico de Levins; b) Ilha Principal (fonte); c) população “dividida”; d)
metapopulação em desequilíbrio; e) caso intermediário, combinando (a) (b) (c) e (d)
Perda de Habitat, Fragmentação e a Paisagem
Paisagem e Limiares
ANDRÉN [1994]
O ARRANJO
ESPACIAL É
IMPORTANTE
quando o habitat ocupa menos
de 30% da paisagem
as manchas de habitat se
dispõem de forma mais dispersa
e isolada
o padrão espacial é importante
PAISAGENS
FRAGMENTADAS
em
FAHRIG [1998]
D3
O ARRANJO
ESPACIAL É
IMPORTANTE
quando o deslocamento
da espécie estudada é menor do
que
[D1 + D2 + D3] / 3
D2
D1
Conectividade
Conectividade estrutural X funcional
Espécie sensível a borda – efeito 30 m
Conectividade estrutural X funcional
Espécie se desloca pela matriz – 30 m
Mundo Real – e agora???
200000
205000
210000
215000
220000
230000
235000
240000
245000
250000
255000
Legenda
3
SP-3
SP
-25
3
Hidrografia
0
7625000
225000
Rodovia
Limite da Unidade de Conservação
7625000
195000
7620000
7620000
Vegetação arbustiva/arbórea
Floresta ribeirinha
Silvicultura
Cana-de-açúcar
SP255
Vegetação herbácea de área alagável
Pastagem
7615000
Vegetação herbácea não alagável
Corpo d'água
7610000
Instalação rural
7610000
7615000
Citricultura
Área urbanizada
Instalação industrial
Área de mineração
7605000
7605000
Depósito de lixo
7600000
7600000
Outra classe
195000
7595000
7590000
2,5
5
10 Projeção: UTM
Quilômetros
Datum: SAD-69
Zona: 23S
7585000
7590000
7585000
8
7595000
31
SP-
±
0
Mapeamento realizado em escala 1:15.000
200000
205000
210000
215000
220000
225000
230000
235000
240000
245000
250000
255000
Mundo Real – a matriz importa?
A matriz importa
Foto: Marcelo Awade 2009
A matriz importa
• Aves florestais na Amazônia: matriz com
diferentes características afetam a
movimentação
• Falconiformes na região de Itirapina: preferência
por fisionomias de cerrado aberto.
• Diferentes matrizes influenciam área de vida e
uso de habitat
Tema central Restauração
Por que Paisagem????
• Pouca área de remanescentes naturais
Isolamento médio
Isolamento
(1) >1.000m
(2) 500-1000m
(3) 250-500m
(4) 100-250m
(5) <100m
Fonte: www.lerf.esalq.usp.br
Tambosi
Tambosi
Tambosi
Quando restaurar?
• Quando a paisagem não percola
• Quando a paisagem apresenta alto grau de
isolamento
• Quando a área de vegetação < que área de vida
mínima
• Redução de efeito de borda
Degradação das APPs
Fonte: www.lerf.esalq.usp.br
Estratégias para a paisagem
Restauração de mata ciliar
melhora a paisagem??
Situação dos fragmentos antes da restauração das
matas ciliares
Vegetação Florestal
6
ENN até 30 m
ENNENN
deaté3030am60 m
ENN de 30 a 60 m
ENNENN
dede60
90mm
60 a
a 90
5
log(prox+1)
4
3
2
1
0
0
0,5
Fonte: Tambosi 2008
1
1,5
2
2,5
log(área+1)
3
3,5
4
4,5
Situação dos fragmentos antes da restauração das
matas ciliares
Vegetação Florestal
6
ENN até 30 m
ENNENN
deaté3030am60 m
ENN de 30 a 60 m
ENNENN
dede60
90mm
60 a
a 90
5
log(prox+1)
4
3
2
1
0
0
0,5
Fonte: Tambosi 2008
1
1,5
2
2,5
log(área+1)
3
3,5
4
4,5
Situação dos fragmentos antes da restauração das
matas ciliares
Vegetação Florestal
6
ENN de
a 180
ENN
de9090
a m180 m
ENN de 180 a 500 m
ENN
a 500 m
ENN >de
500180
m
ENN > 500 m
5
log(prox+1)
4
3
2
1
0
0
0,5
Fonte: Tambosi 2008
1
1,5
2
2,5
log(área+1)
3
3,5
4
4,5
Situação dos fragmentos após a restauração
• APPs de vegetação arbórea
ENN até 30m
ENN de 30 até 60m
ENN de 60 até 90m
ENN de 90 até 180m
ENN de 180m até 500m
ENN > 500m
6
ENN até 30 m
ENN de 30 a 60 m
ENN de 60 a 90 m
5
4
log(prox+1)
6
3
2
5
1
0
4
0
5
3
4
log(prox+1)
log(prox+1)
6
2
0,5
1
1,5
2
2,5
ENN até 30m
log(área+1)
ENN de 30 até 60m
ENN de 60 até 90m
ENN de 90 até 180m
ENN de 180m até 500m
ENN > 500m
3
3,5
4
4,5
ENN de 90 a 180 m
ENN de 180 a 500 m
ENN > 500 m
3
2
1
1
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
log(área+1)
0
0
0,5
Fonte: Tambosi 2008
1
1,5
2
2,5
log(área+1)
3
3,5
4
4,5
3
3,5
4
4,5
Situação dos fragmentos após a restauração
• APPs de vegetação arbórea
ENN até 30m
ENN de 30 até 60m
ENN de 60 até 90m
ENN de 90 até 180m
ENN de 180m até 500m
ENN > 500m
6
ENN até 30 m
ENN de 30 a 60 m
ENN de 60 a 90 m
5
6
log(prox+1)
4
5
3
2
1
4
log(prox+1)
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
log(área+1)
6
3
ENN de 90 a 180 m
ENN de 180 a 500 m
ENN > 500 m
5
4
log(prox+1)
2
1
3
2
1
0
0
0
0,5
Fonte: Tambosi 2008
1
1,5
2
2,5
log(área+1)
3
3,5
4
0
0,5
1
1,5
2
2,5
log(área+1)
3
3,5
4
4,5
Restauração de matas ciliares e a conectividade funcional
Cenário atual
Fonte: Tambosi 2008
APP restaurada
Resultados – Conectividade funcional
Cenário atual – 30 metros
Fonte: Tambosi 2008
Resultados – Conectividade funcional
Cenário atual – 30 metros
Fonte: Tambosi 2008
Resultados – Conectividade funcional
Cenário restaurado – 30 metros
Fonte: Tambosi 2008
Resultados – Conectividade funcional
Cenário atual – 500 metros
Fonte: Tambosi 2008
Resultados – Conectividade funcional
Cenário restaurado – 500 metros
Fonte: Tambosi 2008
Escalas para planejar a restauração
Escala Regional
Escala local
Subsídios para o planejamento regional
Como foi feito? – Como pode ser usado?
Todos os 7 grupos biológicos indicaram áreas para incremento da conectividade
O grupo de paisagem indicou fragmentos importantes para o incremento da conectividade
Manchas com 7 indicações foram indicadas por todos os grupos biológicos e devem conter
fragmentos destacados com 8 indicações que foram selecionados pelo grupo de paisagem
Manchas com 5 indicações não foram indicadas por apenas 2 grupos biológicos
Manchas com 4 indicações foram indicadas por mais de 50% dos grupos biológicos
Aplicação em escala local voltada para
Restauração Florestal
Definição do cronograma de restauração
florestal a partir de análises de paisagem
Onde restaurar ?
Situação da área a ser restaurada
e esforço necessário para restaurar
Área dos fragmentos existentes
Área do fragmento restaurado
Restauração
Ordem de restauração
Priorizar conexão entre fragmentos
2000
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
Ótima
Porcentagem da restauração concluída
Tempo acumulado (dias)
10834
10784
10701
10554
10478
10426
10284
9589
8887
8364
7693
6620
5658
Aleatória
0
Área conectada acumulada
Área conectada X Tempo de restauração
Diferentes estratégias
Etapasde restauração
• Localização das propriedades no mapa para
incremento de conectividade
• Verificar a presença de UCs
• Complementar o mapeamento fora das
propriedades (mapeamento IF-SP)
• Identificação das áreas formadas após a
restauração
• Riqueza das áreas formadas
• Definição do cronograma
Seleção da melhor estratégia de restauração
Porcentagem executada das áreas a serem restauradas
100
90
80
70
60
Cenário 1
Cenário 2
50
Cenário 3
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
Porcentagem do tempo de restauração
80
90
100
Diferentes estratégias
Etapasde restauração
• Localização das propriedades no mapa para
incremento de conectividade
• Verificar a presença de UCs
• Complementar o mapeamento fora das
propriedades (mapeamento IF-SP)
• Identificação das áreas formadas após a
restauração
• Riqueza das áreas formadas
• Definição do cronograma
Etapas
• Localização das propriedades no mapa para
incremento de conectividade
• Verificar a presença de UCs
Área de vegetação após restauração
• Complementar o mapeamento fora das
propriedades (mapeamento IF-SP)
• Identificação das áreas formadas após a
restauração
• Riqueza das áreas formadas
• Definição do cronograma
IAR = Área a ser restaurada na propriedade
Área de vegetação após a restauração
Estratégias de restauração
Quais as possíveis
ameaças?
Que tipo de impacto essas
ameaças causam?
Quais as estratégias para
restauração?
Propor a criação de uma
reserva legal
-onde, porque e como
recuperar?
Muito Obrigado!!
Leandro Reverberi Tambosi
[email protected]