Causas de ameaças a biodiversidade: as aves e a perda de ... Global: biomas anthropogénicos 2. Extensão da perda de habitat Ellis et al. Global Ecol Biogr 2010. Global: Intensidade

Causas de ameaças a biodiversidade: as aves e a perda de habitat

Thomas Püttker

Foto: Joel Sartore

Diversidade, História Natural e Conservação de Vertebrados na América do Sul - BIZ 0304Novembro 2016

Indice

1. Importância da perda de habiat para vertebrados

2. Extensão global e no Brasil da perda de habitat

3. Principais teorias e mecanismos sobre como perda de habitat afeta a biodiversidade

4. Que se conhece para o Brasil e para aves sobre perda de habitat

Classificação da IUCN

1. Importância da perda de habitat para vertebrados

http://www.iucnredlist.org/


62.839 espécies descritas (~42% avaliado pela IUCN)11.939 classificados como ameaçados (=19%)

Principal ameaça para todos os vertebrados

Baillie et al. (eds.) 2010

Percentage of threatened species (CR, EN, VU)

Agricultura e exploração madeireira maior ameaças


Baillie et al. (eds.) 2010

Living Planet Index 2016


WWF 2016

O “Living Planet Index (LPI)” mede a mudança média em abundância de espécies de vertebrados terrestres



WWF 2016

O “Living Planet Index (LPI)” mede a mudança média em abundância de espécies de vertebrados terrestres

14.152 poulações de 3.706 espécies monitorados



WWF 2016

O LPI mostra um declino de 58% (entre -46 e -66%) entre 1970-2012

Causas do declino de LPI


WWF 2016

Global: vegetação potencial

2. Extensão da perda de habitat

Ellis et al. Global Ecol Biogr 2010

Po

pu

laca

oh

um

ana

[bil]

Global: biomas anthropogénicos



Po

pu

laca

oh

um

ana

[bil]

Global: biomas anthropogénicos



Global: Intensidade de mudanças anthropogénicas



Global : velocidade da transformação aumenta com tempo

27%

55%

18%



1800


Brasil : biomas anthropogénicos

1800


Brasil : biomas anthropogénicos

2000

2. Extensão da ameaça

Lapola et al. Nature 2014

Brasil : agricultura e a perda de florestas

• Correlação entre produção agricula edesmatamento

• Porém, recém dissociação dos dois

diminuição do desmatamento (legal e illegal)

intensificação da agricultura nas áreasexistentes


Brasil : vegetação nativa

Pantanal 86,7%

Amazônia 84,9%

Cerrado 60,4%

Caatinga 62,7%

Mata Atlântica 21,8%

Pampa 41,3%

Total : 68,8%

(Fonte: Ministério de Meio Ambiente 2004)


Brasil : vegetação nativa

Pantanal 86,7%

Amazônia 84,9%

Cerrado 60,4%

Caatinga 62,7%

Mata Atlântica 21,8%

Pampa 41,3%

Total : 68,8%

(Fonte: Ministério de Meio Ambiente 2004)

“Brazil is one of the few countries on Earth with a reasonable chance to both preserve its biodiversity hotspots...and operate as an agricultural powerhouse, benefiting from its critical export revenues.” Lapola et al. Nature 2014

Perda e degradação de habitat

Perda de habitat = perda de espaço

3. Principais teorias e mecanísmos sobre como perda de habitat afeta a biodiversidade

Perda e degradação de habitat

Perda de habitat = perda de espaço


Degradação (= diminuição da qualidade) do habitat remanescente

Entrada de espécies Polluição

Entrada de pessoas(caça, corte seletiva) Fogo

abióticos

bióticos direitos

bióticos indireitos

mudanças em por ex. temperatura, radiação, humidade

mudanças em distribução e/ou abundância de espécies

mudanças de interações(por ex. predação, competição)

Efeitos de borda


abioticos

bioticos direitos

bioticos indireitos

mudanças em por ex. temperatura, radiação, humidade


mudanças de interações(por ex. predação, competição)

Efeitos de borda


abioticos

bioticos direitos

bioticos indireitos

mudanças em e.g temperatura, radiação, polluição, humidade


mudanças de interacoes (e.g. predação, competição)


Efeitos de borda

Área do habitat remanescente

Tamanho da população

>



> >

Probabilidadede extinção

< Probabilidadede extinção



>

Estocasticidadedemográfica

Estocasticidadedo meio ambiente

Estocasticidadegenética

Tamanhos de populações variam de uma forma estocástica



> >

Probabilidadede extinção




> Probabilidadede extinção



> >


Tam

anho

da

popula

ção

Tempo

Tamanhos de populações variam de uma forma estocástica

0

Fragmentação do habitat

• mais remanescents pequenas e menos conectados• mais efeitos de borda

não representanecessáriamente


Fragmentação do habitat

• mais remanescents pequenas• mais efeitos de borda

Intensidade dos efeitos depende da relação entre conectividade da paisagem e

conectividade do habitatpara a espécie em foco

Intensidade dos efeitos depende da relação entre conectividade da paisagem e

conectividade do habitatpara a espécie em foco


não representanecessáriamente

• mais remanescents pequenas e menos conectados• mais efeitos de borda

Teorias e abordagens

Teoria de Biogeografia de Ilhas (TBI)

MacArthur, R. & Edward O. Wilson 1963, 1967

• explica o número de espécies (riqueza) em ilhas em função de isolamento (distância

ao continente) e tamanho da ilha


• conectividade da paisagem = conectividade do habitat

Levins, R. 1969, Hanski, I. (várias publicações)

TBI



Teoria de Metapopulações

• considera populações em fragmentos que sao (mais ou menos) interligados

• explica ocupação de fragmentos atravez de extinções e colonizações

• conectividade da paisagem ≠ conectividade do habitat

Abordagem daEcologia da Paisagem



TBI Metapopulações

• reconhesce paisagens como áreas espacialmente e temporalmente heterogéneas

• explica a distribução das espécies atravez de diferentes variáveis da paisagem

• conectividade da paisagem ≠ conectividade do habitat

aumento

• do reconhescimento da importância de variáveis que influenciam a conectividade do

habitat (characteristicas das espécies, da matriz)

• da escala (do foco na escala do fragmento para a paisagem/região)



TBI Metapopulações Ecologia da Paisagem

Relações entre quantidade de habitat e fragmentação


Andrén Oikos 1994, Fahrig Annu Rev Ecol Evol Syst 2003

Limiar de fragmentação


Andrén Oikos 1994

Ab

un

dân

cia/

Riq

uez

a

Quantidade de habitat0% 100%

• quantidade alta: perda de ind/esp = perda de habitat

• depois limiar: perda de ind/esp = perda de habitat + isolamento/tamanho

Biological Dynamics of Forest Fragments Project (BDFFP)

• iniciado 1979 (Smithonian Institute/ INPA)• maior estudo experimental dos efeitos de fragmentação do mundo• desenho experimental baseado na Teoria de Biogeografia de Ilhas (TBI)• 11 fragmentos (5 de 1ha, 4 de 10 ha, 2 de 100 ha)• dados pre-fragmentação

4. Que se conhece para o Brasil e para aves

Stouffer et al. PLoS ONE 2011


Qual é o efeito do tamanho do fragmento sobre astaxas de extinção?

Predição TBI: Maior taxa de extinção em fragmentos pequenos comparado com grandes

Proporção de espécies pre-isolamento ausente de cada fragmento em 2007

Are the current communities in the fragments a result of long-term decay in species richness or a balance of extinction and colonization? How have extinction and colonization rates changedover time?


Extinção e colonização ao longo do tempo

extinção

colonização

Dependente do tamanho do fragmento:

• extinção e colonização maior em fragmentos

de 1ha

ao contrário ao predição TBI

• variação entre extinção e colonização maiorem menores fragmentos

comunidades mais dinâmicas em fragmentos pequenos(mais espécies „visitam“)

Stouffer et al. PLoS ONE 2011


BDFFP e o contexto da paisagem

A final, ainda ~50% da espécies foram encontrados em pelo menos alguns dasfragmentos de 1ha e somente ~10% sumiram das fragmentos de 100ha

1980

distâncias baixas entre fragmentos/mata continua (80-650m)

fonte de indivíduos/espécies perto

permeabilidade da matriz aumentou com tempo

Barlow et al. Nature 2016


Além da perda de habitat: efeito de distúrbio?

Distúrbio:

• Que é o impacto do distúrbio sobre a diversidade (adicional ao efeito da perda de habitat) em Pará?

fora da floresta: efeitos de área, isolação e borda

al dentro de floresta: e.g. corte seletiva, fogo

• Conservation value: média riqueza de espécies considerando apenas perda de habitat

Aves (460)Plantas (1538) Dung beetles (156)

Barlow et al. Nature 2016


Além da perda de habitat: efeito de distúrbio?

Loss of “conservation value”: diferença média entre riqueza de espécies esperado e riqueza observada

Porcentagem de perda de CV causada pelo distúrbio em relação à perda do CV por perda de habitat


Conservação da Biodiversidade em Paisagens Fragmentadas no Planalto Atlântico de São Paulo

• iniciado em 2000 por Ecologia e Zoologia IB USP• 6 paisagens com diferentes quantidades de floresta• classificação da cobertura da terra nas paisagem inteiras

(abordagem da ecologia de paisagens)• principais questões relacionado com a importância de quantidade de habitat

em diferentes escalas à distribução de espécies

10% 30% 50%

Martensen et al. Conserv Biol 2012


Riqueza de aves na escala da paisagem

• Riqueza de aves em 53 fragmentos• Pergunta: A riqueza de aves varia conforme a quantidade de habitat na

paisagem inteira?

Todas as espécies alta moderada baixa

sensibilidade à distúrbio

• corrobora existência de um limiar de quantidade de habitat

• porém, limiar mais alto do que prevista (acima de 30%)


Integridade de comunidades de vertebrados em relação à perdade habitat

Banks-Leite et al. SCIENCE 2014

• Integridade (= similaridade de comunidades em comparação à mata continua) em79 paisagens de 400ha (incluindo mata contínua)

Quantidade de habitat

• turnover de espécies em volta de 30% de habitat

queda da integridade abrupta no limiar






Vertebrados






• evidência forte corrobando um limiar importante de quantidade dehabitat em volta de 30%

Preservação da quantidade de habitat acima do limiarrepresenta uma ferramenta poderoso para preservar númerosrazoáveis de espécies

Take home messages

• perda de habitat representa a maior ameaça de biodiversidade no mundo

• além da perda de habitat em si há uma série de efeitos que potencialmenteaumentam os impactos da perda

degradação

efeitos e borda

fragmentação (mais fragmentos pequenos e isolados)

• a utilidade de diferentes modelos teóricos explicando efeitos da perda efragmentação de habitat depende do contexto(espacial, espécie(s) estudada(s))

• há evidência acumulando da existência de limiares de quantidades de habitat

Lista de referências

Andrén, H. 1994. Effects of habitat fragmentation on birds and mammals in landscapes with different proportions of suitable habitat: a review.Oikos 71:355-366.

Baillie, J. E. M., J. Griffiths, S. T. Turvey, J. Loh, and B. Collen. 2010. Evolution lost: status and trends of the world´s vertebrates. ZoologicalSociety of London, United Kingdom.

Banks-Leite, C., R. Pardini, L. R. Tambosi, W. D. Pearse, A. A. Bueno, R. T. Bruscagin, T. H. Condez, M. Dixo, A. T. Igari, A. C. Martensen, and J. P.Metzger. 2014. Using ecological thresholds to evaluate the costs and benefits of set-asides in a biodiversity hotspot. Science345:1041-1045.

Barlow, J., C. A. Peres, L. M. P. Henriques, P. C. Stouffer, and J. M. Wunderle. 2006. The responses of understorey birds to forest fragmentation,logging and wildfires: An Amazonian synthesis. Biological Conservation 128:182-192.

Barlow J., Lennox G.D., Ferreira J., Berenguer E., Lees A.C., Mac Nally R., Thomson J.R., Ferraz S.F.D., Louzada J., Oliveira V.H.F., Parry L., SolarR.R.D., Vieira I.C.G., Aragao L., Begotti R.A., Braga R.F., Cardoso T.M., de Oliveira R.C., Souza C.M., Moura N.G., Nunes S.S.,Siqueira J.V., Pardini R., Silveira J.M., Vaz-de-Mello F.Z., Veiga R.C.S., Venturieri A. & Gardner T.A. (2016). Anthropogenicdisturbance in tropical forests can double biodiversity loss from deforestation. Nature, 535, 144-+.

Bierregaard, R. O., T. E. Lovejoy, K. Valerie, A. A. dos Santos, and R. W. Hutchings. 1992. The biological dynamics of tropical Rainforestfragments: a prospective comparison of fragments and continuous forest. BioScience 42:859-866.

Boscolo, D. and J. P. Metzger. 2009. Is bird incidence in Atlantic forest fragments influenced by landscape patterns at multiple scales?Landscape Ecology 24:907-918.

Didham, R. K., V. Kapos, and R. M. Ewers. 2012. Rethinking the conceptual foundations of habitat fragmentation research. Oikos 121:161-170.Ellis, E. C., K. K. Goldewijk, S. Siebert, D. Lightman, and N. Ramankutty. 2010. Anthropogenic transformation of the biomes, 1700 to 2000.

Global Ecology and Biogeography 19:589-606.download maps: http://sedac.ciesin.columbia.edu/data/set/anthromes-anthropogenic-biomes-world-v2-1800/maps

Fahrig, L. 2003. Effects of habitat fragmentation on biodiversity. Annual Review of Ecology, Evolution and Systematics 34:487-515.Fischer, J. and D. B. Lindenmayer. 2007. Landscape modification and habitat fragmentation: a synthesis. Global Ecology and Biogeography

16:265-280.Gaggiotti, O. E. and I. Hanski. 2004. Mechanisms of population extinction. Pages 337-366 in I. Hanski and O. E. Gaggiotti, editors.

Metapopulation dynamics: perspectives from landscape ecology. Elsevier Academic Press, Burlington, San Diego, London.Haila, Y. 2002. A conceptual genealogy of fragmentation research: from island biogeography to landscape ecology. Ecological Applications

12:321-334.Hall, L. S., P. R. Krausman, and M. L. Morrison. 1997. The habitat concept and a plea for standard terminology. Wildlife Society Bulletin 25:173-

182.

Lista de referências

Hanski, I. 1999. Habitat connectivity, habitat continuity, and metapopulations in dynamic landscapes. Oikos 87:209-219.Hanski, I. and O. Ovaskainen. 2000. The metapopulation capacity of a fragmented landscape. Nature 404:755-758.Hanski, I. and D. S. Simberloff. 1997. The metapopulation approach, its history, conceptual domain, and application to conservation. Pages 5-

26 in I. A. Hanski and M. E. Gilpin, editors. Metapopulation Biology. Academic Press, San Diego, Californina.Lande, R. 1987. Extinction thresholds in demographic models of territorial populations. American Naturalist 130:624-635.Lapola, D. M., L. A. Martinelli, C. A. Peres, J. P. H. B. Ometto, M. E. Ferreira, and e. al. 2014. Pervasive transition of the Brazilian land-use

system. Nature Climate Change 4:27-35.Laurance, W. F. 2000. Do edge effects occur over large spatial scales? Trends in Ecology and Evolution 15:134-135.Laurance, W. F., J. L. C. Camargo, R. C. C. Luizao, S. G. Laurance, S. L. Pimm, E. M. Bruna, P. C. Stouffer, G. B. Williamson, J. Benitez-Malvido, H.L. Vasconcelos, K. S. Van Houtan, C. E. Zartman, S. A. Boyle, R. K. Didham, A. Andrade, and T. E. Lovejoy. 2011. The fate of Amazonian forest

fragments: A 32-year investigation. Biological Conservation 144:56-67.MacArthur, R. H. and E. O. Wilson. 1967. The theory of island biogeography. Princeton University Press, Princeton.Martensen, A. C., M. C. Ribeiro, C. Banks-Leite, P. I. Prado, and J. P. Metzger. 2012. Associations of forest cover, fragment area, and

connectivity with neotropical understory bird species richness and abundance. Conservation Biology 26:1100-1111.Murcia, C. 1995. Edge effects in fragmented forests - implications for conservation. Trends in Ecology & Evolution 10:58-62.Ribeiro, M. C., J. P. Metzger, A. C. Martensen, F. J. Ponzoni, and M. M. Hirota. 2009. The Brazilian Atlantic Forest: How much is left, and how is

the remaining forest distributed? Implications for conservation. Biological Conservation 142:1141-1153.Simberloff, D. S. and L. G. Abele. 1976. Island biogeography theory and practice. Science 191:285-286.Stouffer, P. C., E. I. Johnson, R. O. Bierregaard, and T. E. Lovejoy. 2011. Understory bird communities in Amazonian Rainforest fragments:

species turnover through 25 years post-isolation in recovering landscapes. PLoS ONE 6:e20543.doi:20510.21371/journal.pone.0020543.

Turner, M. G. 2005. Landscape ecology: what is the state of the science? Annual Review of Ecology Evolution and Systematics 36:319-344.Turner, M. G., R. H. Gardner, and R. V. O´Neill. 2001. Landscape ecology in theory and practice: pattern and process. Springer-Verlag, New

York.Van Houtan, K. S., S. L. Pimm, J. M. Halley, R. O. Bierregaard, Jr., and T. E. Lovejoy. 2007. Dispersal of Amazonian birds in continuous and

fragmented forest. Ecology Letters 10:219-229.Wilcox, B. A. and D. D. Murphy. 1985. Conservation strategy: the effects of fragmentation on extinction. The American Naturalist 125:879-887.With, K. A. and T. O. Crist. 1995. Critical thresholds in species´ response to landscape structure. Ecology 76:2446-2459.WWF. 2016. Living Planet Report 2016. Risk and resilience in a new era. WWW International, Gland, Switzerland

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