CENÁRIOS PARA A AMAZÔNIA: USO DA TERRA, BIODIVERSIDADE E CLIMA Proposta: Modelagem da Distribuição Potencial das Palmeiras na Amazônia: Cenários Atuais e Futuros Luciana Satiko Arasato bolsista "Projeto Cenários" DPI-INPE Orientadora: Dra. Silvana Amaral
Roteiro... Objetivo Introdução: Palmeiras e MDE Proposta para o projeto Cenários Dados e metodologia proposta Resultados iniciais
Objetivo Modelar a distribuição potencial de palmeiras na Amazônia, baseado no conceito de nicho ecológico, no cenário de clima atual e futuro
Palmeiras Família Arecaceae (Palmae) São as mais características da flora tropical No Brasil: cerca de 36 gêneros e 195 espécies (Giulietti et al, 2005) Distribuição tropical e sub-tropical Arecoidea buriti
Palmeiras São de grande interesse comercial e importantes economicamente para as comunidades locais
Palmeiras Sensoriamento Remoto
Algumas características ESTIPE Solitária Cespitosa Acaule Euterpe precatoria Mart. açaí, juçara, açaí-da-mata Oenocarpus mapora H. Karst. bacaba, bacabinha Syagrus microphylla Burret coquinho, ariri
Algumas características Pinadas Palmadas Inteira Phytelephas macrocarpa Ruiz & Pav. Jarina, marfim-vegetal Mauritiella armata (Mart.) Burret Caraná, caranã, buritiana FOLHAS Geonoma baculifera (Poit.) Kunth ubim
Algumas características Dossel Sub-bosque Syagrus pseudococos (Raddi) Glassman Bactris tomentosa Mart. Desmoncus polyacanthos Mart trepadeira
ALGORITMO Modelagem de distribuição potencial de espécies (MDE) Pontos de ocorrência Posição geográfica Variáveis ambientais temperatura precipitação topografia MODELO de DISTRIBUIÇÃO de ESPÉCIES Distribuição Preditiva Modificado de Siqueira (2005)
ALGORITMO Modelagem de distribuição potencial de espécies (MDE) Relacionadas com: - FISIOLOGIA e ECOLOGIA DA ESPÉCIE; - ESCALA Pontos de ocorrência Posição geográfica Variáveis ambientais temperatura precipitação topografia MODELO de DISTRIBUIÇÃO de ESPÉCIES Distribuição Preditiva
Valeriano(2006) temperatura Nicho ecológico Nicho fundamental todas as características do hipervolume de n-dimensões que age na espécie Nicho realizado porção do nicho fundamental considerando as interações interespecíficas G.E. Huntchinson Nicho fundamental Nicho realizado Espaço ecológico tipo de solo
Proposta para o projeto Dados de presença de palmeiras Variáveis ambientais atuais
Proposta para o projeto Maxent MDEs cenário atual
Proposta para o projeto Variáveis ambientais futuros Maxent MDEs cenário atual
Proposta para o projeto Variáveis ambientais futuros Maxent??? MDEs cenário atual MDEs cenário futuro
Proposta para o projeto Modelos de distribuição potencial de palmeiras na Amazônia - CENÁRIO ATUAL Discutir: as condições ambientais que podem influenciar a definição dos nichos ecológicos das palmeiras; a distribuição desse grupo na Amazônia.
Proposta para o projeto Simulação com as condições climáticas provenientes de cenários de mudanças futuro.? Contribuir para o entendimento das influências das mudanças do clima na região em relação os limites do nicho ecológico para a sobrevivência das palmeiras.
Região da Amazônia Legal no Brasil Área de Estudo
Dados de ocorrência INSTITUTO DE BOTÂNICA Jardim Botânico de São Paulo Total: 2637 registros
Dados de ocorrência espécies com ocorrência somente na Amazônia Legal do Brasil com mínimo de 10 ocorrências
Espécies que serão modeladas 21 espécies Espécie número de ocorrências Mauritiella aculeata (Kunth) Burret 11 Mauritiella armata (Mart.) Burret 17 Attalea maripa (Aubl.) Mart. 10 Astrocaryum vulgare Mart. 10 Bactris concinna Mart. 10 Bactris elegans Barb.Rodr. 10 Bactris maraja Mart. 40 Bactris oligocarpa Barb.Rodr. 11 Barcella odora (Trail) Drude* 10 Socratea exorrhiza (Mart.) H. Wendl. 23 Chamaedorea pauciflora Mart. 18 Chamaedorea pinnatifrons (Jacq.) Oerst. 12 Euterpe oleracea Mart. 15 Euterpe precatoria Mart. 16 Geonoma brongniartii Mart. 16 Geonoma camana Trail 12 Geonoma deversa (Poit.) Kunth 45 Geonoma leptospadix Trail 15 Geonoma macrostachys Mart. 46 Geonoma maxima (Poit.) Kunth 32 Geonoma stricta (Poit.) Kunth 76
Variáveis ambientais CENÁRIO ATUAL Variáveis climáticas (67 variáveis): Bioclimáticas Precipitação Temperaturas: mínimas, médias e máximas http://www.worldclim.org/ Modelagem da distribuição potencial de palmeiras escala regional
Variáveis ambientais Topografia: altitude declividade orientação de vertente distância vertical a drenagem mais próxima - HAND http://www2.jpl.nasa.gov/srtm/
Variáveis ambientais www.dpi.inpe.br/ambdata/ Topografia: altitude Resolução espacial: 30 segundos de arco (aproximadamente 1km) declividade HAND (distância vertical a drenagem mais próxima)
Algoritmo Dados de presença Maxent (Entropia Máxima) Rodrigues (2011)
Algoritmo Dados de presença Maxent (Entropia Máxima) Rodrigues (2011) Programa Maxent
Phillips et al (2006) Maxent - PRINCÍPIO: define uma distribuição de probabilidade com base na máxima entropia (uniforme) que está sujeito a diversas restrições devido a falta de informação da distribuição real. - RESULTADO: é uma superfície contínua com valores de probabilidade das condições ambientais favoráveis para o estabelecimento da espécie e que varia de 1-0 0,8 0,8 0,6 0,4 0,7 0,9 0,81 0,2 0,05 0,4 0,1 0,06 0,01 0,3 0,3 0,5 Cada pixel: apresenta o valor de probabilidade de se ter o nicho ecológico da espécie, levando-se em consideração as variáveis ambientais iniciais http://www.dpi.inpe.br/referata/reunioes_2011.html Elisângela Silva da Cunha Rodrigues
Resultados iniciais... MDEs cenário atual 1) Geração de MDEs considerando todas as variáveis ambientais (71 variáveis) - Reamostragem dos dados: Validação cruzada
21 modelos 1 para cada espécie
Resultados iniciais... MDEs cenário atual 2) Escolha do conjunto de variáveis ambientais para cada espécie Correlação das variáveis; Ecofisiologia da espécie; O conjunto de variáveis ambientais influencia no modelo final
Variable Resultados iniciais... http://www.kew.org Percent Permutation contribution importance prec7_am 18.3 0.1 hand100_am 12.8 4.9 tmin12_am 11.7 0 bio14_am 9.8 0.1 bio19_am 9.7 12.6 bio17_am 5.4 17.5 altitude 3.6 1.2 bio13_am 2.5 0 bio7_am 2.4 2.7 tmean5_am 2.1 19.2 prec4_am 2 4.5 prec10_am 1.9 9.3 bio12_am 1.9 1.7 tmax7_am 1.7 6.8 declividade_am 1.7 1.7 prec8_am 1.3 2.2 bio4_am 1.3 2 exposicao_am 1.3 0.3 prec11_am 1.3 3.4 tmax10_am 0.9 0.5 prec2_am 0.9 0 tmin5_am 0.8 0 prec5_am 0.8 0.5 prec6_am 0.7 0 tmax6_am 0.5 1.7 tmean3_am 0.3 0.8 bio6_am 0.3 0 bio3_am 0.3 0.9 tmax2_am 0.3 0 prec3_am 0.3 0.8 tmean12_am 0.3 1.2 bio2_am 0.2 0 tmin4_am 0.2 1.2 tmax11_am 0.2 0.3 tmax1_am 0.1 0.6 prec12_am 0.1 0.3 tmin3_am 0.1 0 bio15_am 0.1 0 tmax9_am 0.1 0.2 tmin6_am 0 0 tmin9_am 0 0.2 tmax5_am 0 0.3 tmax12_am 0 0.1 tmean9_am 0 0 tmin1_am 0 0 tmean7_am 0 0 tmin8_am 0 0 bio9_am 0 0 bio18_am 0 0 tmax3_am 0 0 tmean10_am 0 0 tmin7_am 0 0 bio16_am 0 0 bio11_am 0 0 bio10_am 0 0 bio1_am 0 0 prec1_am 0 0 tmax8_am 0 0 tmax4_am 0 0 prec9_am 0 0 tmean11_am 0 0 tmean1_am 0 0 tmean2_am 0 0 tmean4_am 0 0 tmean6_am 0 0 tmean8_am 0 0 mask_amleg 0 0 tmin10_am 0 0 tmin11_am 0 0 bio8_am 0 0 bio5_am 0 0 tmin2_am 0 0 Todas as variáveis Bactris maraja Mart.
Resultados iniciais... 32 variáveis Variable Percent contribution Permutation importance prec7_am 16.6 0.3 hand100_am 12.3 3.7 bio19_am 10.7 14.6 bio14_am 8.4 0.1 tmean5_am 8.1 22 bio7_am 6.5 3.7 prec8_am 5.3 0.8 altitude 3.9 4.1 bio12_am 3.8 1.6 prec5_am 3.6 1 bio17_am 3.2 11.4 tmax6_am 2.3 1.2 bio4_am 2.3 0.9 prec10_am 2.3 9 prec4_am 2.1 6 tmax7_am 2 6.8 declividade_am 1.8 0.9 tmax10_am 1.1 0.6 exposicao_am 1 0.6 prec11_am 0.8 5.5 tmean12_am 0.5 0.5 prec3_am 0.3 1.7 prec12_am 0.2 0.6 bio3_am 0.2 0.5 tmax1_am 0.2 0.4 tmean3_am 0.2 0.6 tmin4_am 0.1 0.2 tmax9_am 0.1 0.3 tmax11_am 0.1 0.2 tmin9_am 0 0.1 tmax5_am 0 0 tmax12_am 0 0 Seleção pelo valor de importância fornecido pelo programa MAXENT Bactris maraja Mart.
Resultados iniciais... Variable Percent contribution Permutation importance bio14_am 25.7 0.2 hand100_am 14.8 7.3 bio19_am 12.5 20.2 bio17_am 8.5 14.6 tmean5_am 8.2 24.1 bio7_am 8.1 6.3 prec4_am 5.4 8.8 altitude 4 1 bio4_am 3 2.1 tmax7_am 2.2 7.6 bio12_am 2.2 1.8 exposicao_am 1.5 0.7 declividade_am 1.4 0.7 prec10_am 1.1 0.3 tmax1_am 1.1 3.4 bio3_am 0.2 0.6 tmin4_am 0.1 0.2 17 variáveis Bactris maraja Mart.
Resultados iniciais... MDEs cenário atual Próximos passos... - Escolher um grupo de variáveis ambientais para cada espécie e gerar o MDE cenário atual; - Gerar um mapa de ocorrência da espécie (presença e ausência) - Comparar esse MDE com a distribuição descrita por Henderson et al. (1995)
Resultados iniciais... MDEs cenário atual Próximos passos... - Escolher um grupo de variáveis ambientais para cada espécie e gerar o MDE cenário atual; - Gerar um mapa de ocorrência da espécie (presença e ausência) - Comparar esse MDE com a distribuição descrita por Henderson et al. (1995) Menor valor entre pontos Lowest Presence Threshold (LPT) Pearson et al. (2007)
Resultados iniciais... MDEs cenário atual Próximos passos... - Escolher um grupo de variáveis ambientais para cada espécie e gerar o MDE; - Gerar um mapa de ocorrência da espécie (presença e ausência) - Comparar mapa de ocorrência com a distribuição descrita por Henderson et al. (1995) avaliação do MDE.
E aí... Modelos de distribuição potencial de palmeiras na Amazônia - CENÁRIO ATUAL Discutir: as condições ambientais que podem influenciar a definição dos nichos ecológicos das palmeiras; a distribuição desse grupo na Amazônia.
E aí... Simulação com as condições climáticas provenientes de cenários de mudanças futuro.? Contribuir para o entendimento das influências das mudanças do clima na região em relação os limites do nicho ecológico para a sobrevivência das palmeiras.