Persistência das comunidades

Pós-Graduação em Ecologia de EcotonosUFT

Fernando M. Pelicice

Como as comunidades persistem no tempo?

1. Balanço da Natureza

2. Equilíbrio

3. Não-equilíbrio

4. Múltiplos regimes (equilíbrios)

5. Dinâmica hierárquica de manchas

Wu & Loucks (1995)

Perspectivas

Wu & Louchs (1995)

Manutenção de um estado

Capacidade de retornar a um estado de equilíbrio

Equilíbrio

Estabilidade

Velocidade em que retorna ao equilíbrio

Resiliência

Capacidade de manter um estado

Resistência

Manutenção dentro de limites

Persistência

Variação nos atributos medidos

Variabilidade

Permanência do sistema em um estado particular

Regime

Estado da comunidade

t

(S, abundância, composição, etc)

Equilíbrio (point equlibria)

equilíbrio 1

equilíbrio 2

t

Equilíbrio estável

Estado da comunidade

(S, abundância, composição, etc)

Instável, não-equilíbrio

Equilíbrio instável

t

Estado da comunidade

(S, abundância, composição, etc)

Resiliente

Resiliênciamédia

Resiliênciabaixa

t

Estado da comunidade

(S, abundância, composição, etc)

Resistente

Resistência elevada

Resistência baixa

t

Estado da comunidade

(S, abundância, composição, etc)

Variabilidade nula

Variabilidade moderada

Variabilidade elevada

t

Estado da comunidade

(S, abundância, composição, etc)

Persistente

Persistente

Não-Persistente

t

Estado da comunidade

(S, abundância, composição, etc)

Regime 1

Regime 2

Regime 3

1. Balanço da Natureza

• Natureza criada, perfeita, acabada

• Existência de equilíbrio estático

• Interdependência obrigatória das partes

“De acordo com o que nós sabemos, podemos julgar a importância que assume

cada uma das Disposições da natureza ao

ponto de, se uma só minhoca faltasse, a água estagnada alteraria o solo e o bolor

apodreceria tudo. Se uma única função importante faltasse no mundo animal, seria

de recear o maior desastre do universo (...) se nas nossas terras morressem todos os

pardais, as plantações seriam presa fácil

dos grilos e outros insetos. A América, privada de porcos, seria infestada de

serpentes (...)”

Estado da comunidade

t

equilíbrio

2. Equilíbrio

• Versão científica do Balanço da Natureza

• Forte interdependência entre espécies

• Relações competitivas (co-evolução)

• Elevado determinismo

sucessão

clímax

Clements

Comunidade em equilíbrio

Teoria de Nicho

+

Recurso

Espécies

Visão clássica

Estado da comunidade

t

Equilíbrio estável

Equilíbrio

3. Não-Equilíbrio

• Ausência de equilíbrio estável

• Mudança freqüente

• Fundada em variabilidade

• Causas internas e externas

Natureza éum fluxo...

Henry Gleason

● Dispersão constante

●Meio variável

DeAngelis & Waterhouse (1986)

Estado da comunidade

t

Não-equilíbrio instável

Não-equilíbrio estável(stable cycles)

Estado da comunidade

t

Comunidades Persistentes

Invasões e especiação

Ambiente variável

Indeterminânciadas relações

+

+

Davis (1986)

Pyron et al (2006)

Duração de fluxo elevado

Variação hidrométrica

Townsend (1989)

Matthews & Matthews (2006)

Peixes em riachos experimentais

Sale & Douglas (1984)

Peixes em recifes de coral

Plantas em plots experimentais

Fukami et al (2005)

Pyron et al (2006)

Assembléia de peixes

Grossman et al (1998)

Davis (1986)

Winemiller (1995)

Oberdorff et al (2001)

Knoll (1986)

Knoll (1986)

Ricklefs & Miller (2000)

Invertebrados marinhos

Ricklefs & Miller (2000)

4. Múltiplos regimes

• Ausência de equilíbrio pontual estável

• Regime vinculado a situações particulares (atractor)

• Regime vinculado a situações limite (thresholds, bifurcações)

t

Estado da comunidade

Regime 1

Regime 2

Regime 3

Peterson et al (1998)

●Multiple equilibria states

● Alternative equilibria

● Regime shifts

●Multiple stable equilibria

Scheffer & Carpenter (2003)

Scheffer et al (1993)

Água clara Água túrbida

Scheffer et al (1993)

Scheffer et al (1993)

Experimento de remoção de peixes:

PlanctívorosBentônicos

Scheffer et al (1993)

lagos

lagos

Experimento de eutrofização:

Adição de nutrientes

Ruggiero et al (2005)

Lagos alpinos (Itália)

Scheffer et al (2003)

Scheffer et al (2003)

Estado 1

Estado 2

•Plantas submersas x flutuantes

•Variação na biomassa inicial

Scheffer et al (1993) Scheffer & Carpenter (2003)

Scheffer & Carpenter (2003)

Cobertura vegetal na região do Saara

Scheffer & Carpenter (2003)

(27-10-11)

Aumento global Área desmatadade temperatura (%)

1965 3

2011 0.8 17

Limite 2.0 20

5. Dinâmica hierárquica de manchas

• Mosaico de situações (heterogeneidade)

• Dependente da escala

• Natureza se apresenta fragmentada

• Engloba perspectivas anteriores

●Manchas com diferentes comportamentos

● Dinâmica mediada por fatores multi-escalares

Estados da comunidade

● Dinâmica dependente da escala

Natureza em manchas

Wu & Loucks (1995)

peixes lagartas polinizadores bentos

menor

maior

macrófitas/troncos

zona litorânea

rio

bacia

fendas, troncos e folhas

árvores

floresta

bioma

flores

árvores

floresta

bioma

matéria orgânica

remansos

rio

bacia

Wiens (1989)

Townsend (1989)

Tockner et al. (1999)

Tockner et al. (1999)

Tockner et al. (1999)

Quem estácerto?

1. Balanço da Natureza

2. Equilíbrio

3. Não-equilíbrio

4. Múltiplos estados de equilíbrio

5. Dinâmica hierárquica de manchas

Wu & Loucks (1995)

Perspectivas

DeAngelis & Waterhouse (1987)

Equilíbrio estável

Equilíbrio instável

Equilíbrio neutro

Não-equilíbrio

Muito além do equilíbrio estável...

Múltiplos regimes?

Equilíbrio não-pontual?

Estável Caótico

Ives & Carpenter (2007)

Muito além do equilíbrio estável...

Não-equilíbrio? Resiliência?

Mudança de regime?

Ives & Carpenter (2007)

Muito além do equilíbrio estável...

Resistência? Resistência?

Ives & Carpenter (2007)

O que devo concluir?

●Mudança contínua (variabilidade)

● Fatores que aceleram a mudança

● Regimes?

● Comunidades persistem

● Estrutura mínima?

Por que comunidades persistem?

● dinâmica populacional

● pool de espécies (dispersão)

● recursos e qualidade ambiental

● dinâmica interna

● distúrbio

● variação ambiental

● identidade funcional

DeAngelis & Waterhouse (1987)