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

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

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

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

1. Importância da perda de habitat para vertebrados Classificação da IUCN http://www.iucnredlist.org/

1. Importância da perda de habitat para vertebrados Principal ameaça para todos os vertebrados 62.839 espécies descritas (~42% avaliado pela IUCN) 11.939 classificados como ameaçados (=19%) Baillie et al. al (eds.) 2010

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

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

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

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

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

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

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

2. Extensão da perda de habitat Brasil : biomas anthropogénicos 1800 2000

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

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%

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

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

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

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)

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)

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

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

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

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

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

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

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)

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

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)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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. 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. 2014. Using ecological thresholds to evaluate the costs and benefits of set-asides in a biodiversity hotspot. Science 345:1041-1045. 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. Bierregaard, R. O., T. E. Lovejoy, K. Valerie, A. A. dos Santos, and R. W. Hutchings. 1992. The biological dynamics of tropical Rainforest fragments: 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. 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.

Lista de referências 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.TheBrazilian AtlanticForest:Howmuch isleft,and howis 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.