Thomas Püttker Causas de ameaças a biodiversidad as aves e a perda de habitat

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1 Thomas Püttker Causas de ameaças a biodiversidad as aves e a perda de habitat Diversidade, História Natural e Conservação de Vertebrados na América do Sul -BIZ 0304 Novembro 2014 Foto: Joel Sartore

2 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

3 Definição Habitat Recursos e condições presente numa área que produzem ocupação incluindo sobrevivência e reprodução de um organismo Hall et al. Wildl Soc Bull 1997 Habitat é espécie-específco específco Uso incorreto: Savana habitat Habitat de floresta

4 1. Importância da perda de habitat para vertebrados Classificação da IUCN

5 1. Importância da perda de habitat para vertebrados Principal ameaça para todos os vertebrados espécies descritas (~42% avaliado pela IUCN) classificados como ameaçados (=19%) Baillie et al. al (eds.) 2010

6 1. Importância da perda de habitat para vertebrados Agricultura e exploração madeireira maior ameaças Percentage of threatened species (CR, EN, VU) Baillie et al. (eds.) 2010

7 2. Extensão da perda de habitat Global: vegetação potencial Ellis et al. Global Ecol Biogr 2010

8 2. Extensão da perda de habitat Global: biomas anthropogénicos Populacao humana[bil] Ellis et al. Global Ecol Biogr 2010

9 2. Extensão da perda de habitat Global: biomas anthropogénicos Populacao humana[bil] Ellis et al. Global Ecol Biogr 2010

10 2. Extensão da perda de habitat Global: Intensidade de mudanças anthropogénicas Ellis et al. Global Ecol Biogr 2010

11 2. Extensão da perda de habitat Global : velocidade da transformação aumenta com tempo 55% 18% 27% Ellis et al. Global Ecol Biogr 2010

12 2. Extensão da perda de habitat Brasil : biomas anthropogénicos 1800

13 2. Extensão da perda de habitat Brasil : biomas anthropogénicos

14 2. Extensão da ameaça Brasil : agricultura e a perda de florestas Correlação entre produção agricula e desmatamento Porém, recém dissociação dos dois diminuição do desmatamento (legal e illegal) intensificação da agricultura nas áreas existentes Lapola et al. Nature 2014

15 2. Extensão da perda de habitat Brasil : vegetação nativa (Fonte: Ministério de Meio Ambiente 2004) Cerrado 60,4% Amazônia 84,9% Caatinga 62,7% Pantanal 86,7% Mata Atlântica 21,8% Total : 68,8% Pampa 41,3%

16 2. Extensão da perda de habitat Brasil : vegetação nativa (Fonte: Ministério de Meio Ambiente 2004) Cerrado 60,4% Amazônia 84,9% Caatinga 62,7% Pantanal 86,7% Mata Atlântica 21,8% Total : 68,8% 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, Pampa 41,3% benefiting from its critical export revenues. Lapola et al. Nature 2014

17 3. Principais teorias e mecanismos sobre como perda de habitat afeta a biodiversidade Perda e degradação de habitat Perda de habitat = perda de espaço

18 3. Principais teorias e mecanismos 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

19 3. Principais teorias e mecanismos sobre como perda de habitat afeta a biodiversidade Efeitos de borda abioticos mudanças em por ex. temperatura, radiação, humidade bioticos direitos bioticos indireitos mudanças em distribução e/ou abundância de espécies mudanças de interações (por ex. predação, competição)

20 3. Principais teorias e mecanismos sobre como perda de habitat afeta a biodiversidade Efeitos de borda abioticos mudanças em e.g temperatura, radiação, polluição, humidade bioticos direitos bioticos indireitos mudanças em distribução e/ou abundância de espécies mudanças de interacoes(e.g. predação, competição)

21 3. Principais teorias e mecanismos sobre como perda de habitat afeta a biodiversidade Área do habitat remanescente > > Tamanho da > Tamanho da Probabilidade < Probabilidade população população de extinção de extinção

22 3. Principais teorias e mecanismos sobre como perda de habitat afeta a biodiversidade Área do habitat remanescente > > Tamanho da > população Tamanho da Probabilidade < Probabilidade população de extinção de extinção Tamanhos de populações variam de uma forma estocástica Estocasticidade demográfica Estocasticidade do meio ambiente Estocasticidade genética

23 3. Principais teorias e mecanismos sobre como perda de habitat afeta a biodiversidade Área do habitat remanescente > > Tamanho da > Tamanho da Probabilidade população população de extinção < Probabilidade de extinção Tamanhos de populações variam de uma forma estocástica Tamanho da população 0 Tempo

24 3. Principais teorias e mecanismos sobre como perda de habitat afeta a biodiversidade Fragmentação do habitat mais remanescents pequenas mais efeitos de borda não representa necessáriamente

25 3. Principais teorias e mecanismos sobre como perda de habitat afeta a biodiversidade Fragmentação do habitat mais remanescents pequenas pequenas borda maisefeitosde borda Intensidade dos efeitos depende da relação entre conectividade da paisagem e conectividade do habitat para a espécie em foco não representa necessáriamente

26 3. Principais teorias e mecanismos sobre como perda de habitat afeta a biodiversidade Teorias e abordagens Teoria de Biogeografia de Ilhas (TBI) explica o número de espécies (riqueza) em ilhas em função de isolamento (distância ao continente) e tamanho da ilha MacArthur, R. & Edward O. Wilson 1963, 1967

27 3. Principais teorias e mecanismos sobre como perda de habitat afeta a biodiversidade Teorias e abordagens TBI Teoria de Metapopulações considera populações em fragmentos que sao (mais ou menos) interligados explica ocupação de fragmentos atravez de extinções e colonizações Levins,, R. 1969,, Hanski, I. (várias publicações)

28 3. Principais teorias e mecanismos sobre como perda de habitat afeta a biodiversidade Teorias e abordagens TBI Metapopulações Abordagem da Ecologia da Paisagem reconhesce paisagens como áreas espacialmente e temporalmente heterogéneas explica a distribução das espécies atravez de diferentes variáveis da paisagem

29 3. Principais teorias e mecanismos sobre como perda de habitat afeta a biodiversidade Teorias e abordagens TBI Metapopulações Ecologia da Paisagem 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)

30 3. Principais teorias e mecanismos sobre como perda de habitat afeta a biodiversidade Relações entre quantidade de habiat e fragmentação Andrén Oikos 1994, Fahrig Annu Rev Ecol Evol Syst 2003

31 3. Principais teorias e mecanismos sobre como perda de habitat afeta a biodiversidade Limiar de fragmentação Abund dância/riqueza 0% Quantidade de habitat 100% quantidade alta: perda de ind/esp = perda de habitat depois limiar: perda de ind/esp = perda de habitat + isolamento/tamanho Andrén Oikos 1994

32 4. Que se conhece para o Brasil e para aves Biological Dynamics of Forest Fragments Project (BDF 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

33 4. Que se conhece para o Brasil e para aves Qual é o efeito do tamanho do fragmento sobre as taxas 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 Stouffer et al. PLoS ONE 2011

34 4. Que se conhece para o Brasil e para aves rrent communities in the fragments a ong-term decay in species richness or a f extinction and colonization? extinction and colonization rates changed? Extinção e colonização ao longo do tempo colonização extinção Dependente do tamanho do fragmento: variação entre extinção e colonização maior em menores fragmentos comunidades mais dinâmicas em fragmentos pequenos (mais espécies visitam visitam ) extinção e colonização maior em fragmentos de 1ha ao contrário ao predição TBI Stouffer et al. PLoS ONE 2011

35 4. Que se conhece para o Brasil e para aves BDFFP e o contexto da paisagem A final, ainda ~50% da espécies foram encontrados em pelo menos alguns das fragmentos de 1ha e somente ~10% sumiram das fragmentos de 100ha distâncias baixas entre fragmentos/mata mata continua (80-650m) fonte de indivíduos/espécies perto permeabilidade da matriz aumentou com tempo 1980 Peak isolation Van Houten et al. Ecol Lett 2007

36 4. Que se conhece para o Brasil e para aves Conservação da Biodiversidade em Paisagens Fragmentadas no Planalto Atlântico de São Paulo 10% 30% 50% 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

37 4. Que se conhece para o Brasil e para aves Ocupação de fragmentos em relação à perda de habita Presência/ausência em 80 fragmentos (sem mata contínua) Pergunta: Como variáveis na escala do fragmento e da paisagem influenciam ocorrência de três espécies espécialistas? Escala Chiroxiphia caudata fragmento fragmento Xiphorhynchus fuscus paisagem paisagem paisagem paisagem paisagem Pyriglena leucoptera Boscolo,, Metzger Ecography 2011

38 4. Que se conhece para o Brasil e para aves Ocupação de fragmentos em relação à perda de habita Chiroxiphia caudata Xiphorhynchus fuscus Pyriglena leucoptera Boscolo,, Metzger Ecography 2011

39 4. Que se conhece para o Brasil e para aves Riqueza de aves na escala da paisagem Riqueza de aves em 53 fragmentos (sem mata contínua) 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%) Martensen et al. Conserv Biol 2012

40 4. Que se conhece para o Brasil e para aves Integridade de comunidades de vertebrados em relação à perda de habitat Integridade (= similaridade de comunidades em comparação à mata continua) em 79 paisagens de 400ha (incluindo mata contínua) turnover de espécies em volta de 30% de habitat queda da integridade abrupta no limiar Quantidade de habitat Banks-Leite et al. SCIENCE 2014

41 4. Que se conhece para o Brasil e para aves Integridade de comunidades de vertebrados em relação à perda de habitat Integridade (= similaridade de comunidades em comparação à mata continua) em 79 paisagens de 400ha (incluindo mata contínua) Vertebrados Quantidade de habitat Banks-Leite et al. SCIENCE 2014

42 4. Que se conhece para o Brasil e para aves Integridade de comunidades de vertebrados em relação à perda de habitat Integridade (= similaridade de comunidades em comparação à mata continua) em 79 paisagens de 400ha (incluindo mata contínua) evidência forte corrobando um limiar importante de quantidade de habitat em volta de 30% Preservação da quantidade de habitat acima do limiar representa uma ferramenta poderoso para preservar números razoáveis de espécies Quantidade de habitat Banks-Leite et al. SCIENCE 2014

43 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 potencialmente aumentam os impactos da perda fragmentação degradação efeitos e borda a utilidade de diferentes modelos teóricos explicando efeitos da perda e fragmentação de habitat depende do contexto (espacial espacial, espécie(s) (s)estudada estudada(s)) há evidência acumulando da existência de limiares de quantidades de habitat

44 Lista de referências Andrén, H Effects of habitat fragmentation on birds and mammals in landscapes with different proportions of suitable habitat: a review. Oikos 71: Baillie, J. E. M., J. Griffiths, S. T. Turvey, J. Loh, and B. Collen Evolution lost: status and trends of the world s vertebrates. Zoological Society 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 Using ecological thresholds to evaluate the costs and benefits of set-asides in a biodiversity hotspot. Science 345: Barlow, J., C. A. Peres, L. M. P. Henriques, P. C. Stouffer, and J. M. Wunderle The responses of understorey birds to forest fragmentation, logging and wildfires: An Amazonian synthesis. Biological Conservation 128: Bierregaard, R. O., T. E. Lovejoy, K. Valerie, A. A. dos Santos, and R. W. Hutchings The biological dynamics of tropical Rainforest fragments: a prospective comparison of fragments and continuous forest. BioScience 42: Boscolo, D. and J. P. Metzger Is bird incidence in Atlantic forest fragments influenced by landscape patterns at multiple scales? Landscape Ecology 24: Didham, R. K., V. Kapos, and R. M. Ewers Rethinking the conceptual foundations of habitat fragmentation research. Oikos 121: Ellis, E. C., K. K. Goldewijk, S. Siebert, D. Lightman, and N. Ramankutty Anthropogenic transformation of the biomes, 1700 to Global Ecology and Biogeography 19: download maps: Fahrig, L Effects of habitat fragmentation on biodiversity. Annual Review of Ecology, Evolution and Systematics 34: Fischer, J. and D. B. Lindenmayer Landscape modification and habitat fragmentation: a synthesis. Global Ecology and Biogeography 16: Gaggiotti, O. E. and I. Hanski Mechanisms of population extinction. Pages in I. Hanski and O. E. Gaggiotti, editors. Metapopulation dynamics: perspectives from landscape ecology. Elsevier Academic Press, Burlington, San Diego, London. Haila, Y A conceptual genealogy of fragmentation research: from island biogeography to landscape ecology. Ecological Applications 12: Hall, L. S., P. R. Krausman, and M. L. Morrison The habitat concept and a plea for standard terminology. Wildlife Society Bulletin 25: Hanski, I Habitat connectivity, habitat continuity, and metapopulations in dynamic landscapes. Oikos 87: Hanski, I. and O. Ovaskainen The metapopulation capacity of a fragmented landscape. Nature 404:

45 Lista de referências Hanski, I. and D. S. Simberloff 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 Extinction thresholds in demographic models of territorial populations. American Naturalist 130: Lapola, D. M., L. A. Martinelli, C. A. Peres, J. P. H. B. Ometto, M. E. Ferreira, and e. al Pervasive transition of the Brazilian land-use system. Nature Climate Change 4: Laurance, W. F Do edge effects occur over large spatial scales? Trends in Ecology and Evolution 15: 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 The fate of Amazonian forest fragments: A 32-year investigation. Biological Conservation 144: MacArthur, R. H. and E. O. Wilson 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 Associations of forest cover, fragment area, and connectivity with neotropical understory bird species richness and abundance. Conservation Biology 26: Murcia, C Edge effects in fragmented forests- implications for conservation. Trends in Ecology& Evolution 10: Ribeiro,M.C.,J.P.Metzger,A.C.Martensen,F.J.Ponzoni,and M.M.Hirota.2009.TheBrazilian AtlanticForest:Howmuch isleft,and howis the remaining forest distributed? Implications for conservation. Biological Conservation 142: Simberloff, D. S. and L. G. Abele Island biogeography theory and practice. Science 191: Stouffer, P. C., E. I. Johnson, R. O. Bierregaard, and T. E. Lovejoy Understory bird communities in Amazonian Rainforest fragments: species turnover through 25 years post-isolation in recovering landscapes. PLoS ONE 6:e doi: /journal.pone Turner, M. G Landscape ecology: what is the state of the science? Annual Review of Ecology Evolution and Systematics 36: Turner, M. G., R. H. Gardner, and R. V. O Neill 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 Dispersal of Amazonian birds in continuous and fragmented forest. Ecology Letters 10: Wilcox, B. A. and D. D. Murphy Conservation strategy: the effects of fragmentation on extinction. The American Naturalist 125: With, K. A. and T. O. Crist Critical thresholds in species response to landscape structure. Ecology 76: