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7 escala

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7 escala

  1. 1. Pós-Graduação em Ecologia de Ecotonos UFT Escala, padrões e processos Fernando M. Pelicice
  2. 2. Como identificar e explicar o fenômeno ecológico?
  3. 3. Picket et al. (1994) Fenômeno “Qualquer evento observável, entidades, ou relações de interesse ao ecólogo.” Padrões “eventos que repetem, entidades recorrente, relações replicadas, ou trajetórias uniformes ou erráticas observadas no tempo ou no espaço” Processos “um conjunto de fenômenos no qual eventos seguem subseqüentemente no tempo e espaço. Eles podem estar causalmente conectados ou não.”
  4. 4. Padrões Espaço e tempo Percepção Fenômenos Natureza & Percepção Processos
  5. 5. Processos ecológicos ● Eventos que produzem fenômenos, estrutura e padrões ● Causas e mecanismos ● Evocados para explicar padrões
  6. 6. Eutrofização Distúrbio Dispersão Especiação FENÔMENOS E PADRÕES ECOLÓGICOS Estocasticidade Competição Qualidade hábitat Produção primária
  7. 7. ESPAÇO Forças locais TEMPO Forças regionais Presente COMUNIDADE ECOLÓGICA Passado
  8. 8. Processos (ESPAÇO) Locais Regionais Interações bióticas Dispersão Meio físico-químico Clima Distúrbios Geomorfologia Distúrbios
  9. 9. Hoeinghaus et al (2007)
  10. 10. Processos (TEMPO) Presente Passado Interações bióticas Histórico das forças Meio físico-químico História biogeográfica Invasão Especiação Clima
  11. 11. Harrison et al (2006)
  12. 12. Processos Local/presente Regional/presente Passado
  13. 13. ESPAÇO Forças locais TEMPO Forças regionais Presente COMUNIDADE ECOLÓGICA Passado
  14. 14. Determinismo local • Forças locais determinantes • Forças atuando no presente • Comunidades com elevado grau de determinismo
  15. 15. Chase (2003)
  16. 16. Luiz et al. (2004)
  17. 17. Pelicice et al. (2010)
  18. 18. Bini & Thomaz (2005)
  19. 19. História de invasão? Chase (2003)
  20. 20. História do ambiente? 1 ent m iron Env Environment 1 Envir onme nt 1 Chase (2003 - modificado)
  21. 21. História do ambiente? ABC ABC ABC Chase (2003 - modificado)
  22. 22. Escala Escala ESPAÇO TEMPO Forças locais Escala espaçotemporal Forças regionais Presente COMUNIDADE ECOLÓGICA Passado
  23. 23. Regional - presente Regional - passado Local - presente Local - passado Regional - presente Regional - passado
  24. 24. Luiz et al (2004)
  25. 25. Luiz et al (2004)
  26. 26. Hoeinghaus et al (2007)
  27. 27. Hoeinghaus et al (2007)
  28. 28. Moerke & Lamberti (2006)
  29. 29. Moerke & Lamberti (2006)
  30. 30. Vegetação em dunas - Israel (Mediterrâneo) Rajaniemi (2006)
  31. 31. Enriquecimento regional Saturação local Cornnell & Lawton (1992)
  32. 32. 7 9 13 15 10 7 9 17 13 10 11 17 5 9 12 10 5 9 12 10 17 19 25 27 14 15 15 14 25 22 35 20 23 25 28 13 12 25 14 25 20 13 30 20 SR Local 30 SR Local 35 15 10 5 15 10 5 0 0 0 10 20 SR Regional 30 40 0 10 20 SR Regional 30 40
  33. 33. Cornnell (1985)
  34. 34. Caley & Schluter (1997)
  35. 35. Caley & Schluter (1997)
  36. 36. Griffiths (1997)
  37. 37. Huston (1999)
  38. 38. Limitação ambiental Exclusão competitiva Huston (1999)
  39. 39. Booth & Swanton (2002)
  40. 40. Main effects: Composição Ejrnaes et al. (2006)
  41. 41. Oberdorff et al. (1997)
  42. 42. Tedesco et al. (2005)
  43. 43. Harrison et al. (2007)
  44. 44. Willis & Whittaker (1997)
  45. 45. “Portanto, variáveis que melhor explicam a riqueza de espécies numa escala espacial local ou numa escala temporal recente podem não ser as mesmas que explicam a riqueza em escalas espaciais regionais ou escalas temporais mais longas.” Willis & Whittaker (1997)
  46. 46. Harrison et al. (2008)
  47. 47. Harrison et al. (2006)
  48. 48. Escala espacial Processos regionais Padrões na comunidade Processos locais
  49. 49. Problema da escala? Percepção e padrões
  50. 50. Padrões “eventos que repetem, entidades recorrente, relações replicadas, ou trajetórias uniformes ou erráticas observadas no tempo ou no espaço” Picket et al. (1994)
  51. 51. Identificando padrões • Ordem, estrutura e relações • Dependem da percepção humana • Dependem da escala (tempo/espaço)
  52. 52. MacArthur (1960)
  53. 53. Dewdney (2003) McGill (2006)
  54. 54. Gaston (2000)
  55. 55. Gaston (2000)
  56. 56. Soininen et al. (2007)
  57. 57. TEMPO & ESPAÇO Absoluto Relativo ISAAC NEWTON (1642 – 1727)
  58. 58. Dependência com a escala ● Padrões dependem de atributos da escala ● Mesmas relações com tendências opostas ● Razão para confusão
  59. 59. Diversidade ? Produtividade
  60. 60. Local 1 Local 2 Local 3 Moore & Keddy (1989)
  61. 61. Escala de site within vegetation
  62. 62. Escala de região between vegetation
  63. 63. Waide et al. (1999)
  64. 64. Waide et al. (1999)
  65. 65. Chase & Leibold (2002)
  66. 66. ? Aceitação biológica Invasão Resistência biótica Diversidade
  67. 67. Shea & Chesson (2002)
  68. 68. Escala de site Escala local (350 cm2) Levine (2000)
  69. 69. Stohlgren et al. (2006)
  70. 70. Escala de mancha (1m2) Escala de paisagem (1ha) Knight & Reich (2005)
  71. 71. Invasão de plantas Stohlgreen et al. (2008)
  72. 72. Diversidade ? Área
  73. 73. Inglaterra Localidade (Broken Hill) Rosenzweig (1995)
  74. 74. Crawley & Harral (2001)
  75. 75. Diversidade ? Tempo
  76. 76. 400 M.a. 22 anos Knoll (1986) 50 M.a. 1 ano Rosenzweig (1995)
  77. 77. Outros padrões...
  78. 78. Não-equilíbrio? Composição anos Composição Equilíbrio? séculos
  79. 79. 1800 1200 900 600 300 0 a1 a10 a19 a28 a37 Anos 60 50 Composição Composição 1500 40 30 20 10 0 a1 a2 a3 a4 a5 a6 Anos a7 a8 a9 a10
  80. 80. Mcgarvey & Ward (2008)
  81. 81. Escala de mancha Escala continental Bellwood & Hughes (2001) Sale & Douglas (1984)
  82. 82. Caley & Schluter (1997)
  83. 83. 1 3 2 5 4 6 7 local 1 local 2 local 3 local 4 local 5 local 6 local 7 verde 0 1 0 1 0 1 0 vermelho 1 0 1 0 1 0 1
  84. 84. 1 2 3 4 local 1 local 2 local 3 local 4 verde 1 0 1 0 vermelho 0 1 0 1
  85. 85. 1 2 3 4 local 1 local 2 local 3 local 4 verde 1 1 1 1 vermelho 1 1 1 1
  86. 86. Porque existe dependência? ● Natureza complexa dos processos ● Natureza complexa da observação
  87. 87. Processos complexos... Múltiplos Processos Multiescalares Atravessam escalas
  88. 88. Escala espacial Processos regionais Padrões na comunidade Processos locais
  89. 89. Willis & Whittaker (1997)
  90. 90. B A C FATORES A B Regionais Locais NÍVEL DE ATUAÇÃO - reservatório como um todo - braços EXEMPLOS -clima, geologia,ácida, Chuva flutuações dos níveis de água, área do reservatócontaminação do rio rio e “pool” de espécies principal - estado trófico, declividade, Eutrofização, características do sedimento e contaminação do “fetch” tributário C Micro-escala - estandes - interações interespecíficas Erosão das margens, (competição, predação e parasitismo) e heterogeneidade desmatamento do sedimento em micro-escala
  91. 91. Wiens (1989)
  92. 92. (escala espacial) Níveis de organização Universo Relatividade geral Leis de Newton Objetos físicos Átomos Leis da química Forças nucleares
  93. 93. Observação complexa... Grain Percepção do fenômeno Extensão
  94. 94. Wiens (1989)
  95. 95. extent grain grain
  96. 96. diversidade α β grain
  97. 97. Wiens (1989)
  98. 98. diversidade β α extensão
  99. 99. Domínios de escala ● Intervalos na escala com comportamento característico ● Domínios separados por transições abruptas ● Predominância de processos particulares
  100. 100. Wiens (1989)
  101. 101. generalização ? ?
  102. 102. Smith et al. (2005)
  103. 103. Escala versus previsibilidade ● Dependência entre escala e previsão ● Baixa previsão em escalas menores (caótico) ● Variação é suavizada (averaged) em escalas maiores
  104. 104. cm, m, ha Planeta Terra Levin (1992)
  105. 105. Wiens (1989)
  106. 106. 1 coleta 5 anos de coleta
  107. 107. “Essa é a principal técnica da investigação científica: ao mudar a escala de descrição, nós mudamos de casos individuais imprevisíveis e únicos, para conjuntos de casos no qual o comportamento é regular o suficiente para permitir que generalizações sejam feitas.” Levin (1992, p. 1947)
  108. 108. Como escolher a escala certa? ● natureza do objeto em estudo ● questão a ser respondida
  109. 109. Dibble et al. (2006)
  110. 110. McAbendroth et al. (2005)
  111. 111. Dibble et al. (2006)
  112. 112. Kotliar & Wiens (2006)
  113. 113. “; cada indivíduo e cada espécie experimenta o ambiente num intervalo único de escalas, e então responde à individualistamente à variabilidade. Portanto, nenhuma descrição de variabilidade e previsibilidade do ambiente faz sentido sem referência ao intervalo de escalas que é relevante ao organismo ou processos sendo examinados. ” Levin (1992, p. 1959)
  114. 114. “Deve-se reconhecer que a descrição do sistema varia com a escolha da escala; que cada espécie, incluindo a espécie humana, amostrará e experimentará o ambiente em um intervalo único de escalas; e que, mais do que tentar determinar a escala correta, nós devemos simplesmente entender como a descrição do sistema muda através das escalas.” Levin (1992)
  115. 115. “O problema de relacionar fenômenos através da escala é o problema central na biologia e em todas as ciências. Estudos multi-escalares são fundamentais para complementar estudos tradicionais conduzidos em escalas mais estreitas de espaço, tempo e complexidade organizacional... ” Levin (1992, p. 1961)
  116. 116. Vamos restaurar... Qual o ponto de referência? 15.000 a.C. 1492 1800 1900

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