Slide 1

Introduo a Mtodos de Estimativa de Riqueza e Anlises de BiodiversidadeInstrutor: Marcos Vincius Carneiro Vitalmarcosvital@gmail.comUniversidade Federal de AlagoasIBAMAEstrutura do curso- Planejamento, coleta e anlise de dados de biodiversidade.- Bases na ecologia e na estatstica (especialmente a multivariada).- Teoria, exemplos prticos e estudos de caso.Algumas indicaes fundamentais de leitura:- Measuring Biological Diversity, A.E. Magurran.- Ecological Methodology, C.J. Krebs.- Mtodos estatsticos multivariados, B.J.F. Manly.- Numerical Ecology, P. Legendre & L. Legendre.E algumas indicaes de software gratuitos:- EstimateS e PAST.- The R Project for Statistical Computing- Outros: Biodiversity Pro, PopTools (no Excel), PCORD (apenas multivariada) e outros.Objeto de estudo- Afinal, o que biodiversidade?Diversidade: riqueza e equabilidade.Composio.Riqueza: nmero de espcies.

Objeto de estudo: afinal, o que biodiversidade?

Equabilidade: distribuio das abundncias relativas.Objeto de estudo: afinal, o que biodiversidade?

Composio: a identidade das espcies.Objeto de estudo: afinal, o que biodiversidade?Objeto de estudo- Afinal, o que biodiversidade?Diversidade: riqueza e equabilidade.Composio.- Tipos de dados- Nmero de indivduos (ou presena/ausncia) de cada espcie em amostras/ambientes/locais/etc.- Fatores ambientais e outras variveis explicativas.Planejamento- ObjetivosTeoria, hipteses e predies.e/ou Clareza da finalidade do estudo.Planejamento- Objetivos- DelineamentoPlanejar com conhecimento prvio de como os dados coletados sero analisados.

Coletar dados que realmente se relacionem com os objetivos e que possibilitem responder de fato as perguntas feitas.Planejamento - delineamentoA lgica de se planejar experimentos!Um pouco de delineamento experimental. Alguns termos e conceitos importantes:

Unidades amostrais e amostras.

Rplicas, pseudo-rplicas e independncia. A independncia das unidades amostrais pressupostos de quase todas as anlises!Planejamento - delineamentoA lgica de se planejar experimentos!Um pouco de delineamento experimental. Algumas dicas simples mas importantes:

O que uma UA depende da sua pergunta.

Um projeto piloto sempre til.

No saia coletando antes de planejar!

No reproduza sem uma viso crtica.Planejamento - delineamentoA lgica de se planejar experimentos!Um pouco de delineamento experimental. O que deve ser garantido pelo desenho amostral:

Independncia das UAs.

Esforo amostral adequado.

Representatividade do ambiente amostrado. Relativo ao objetivo proposto.

Amplitude relevante das variveis medidas.Planejamento - delineamentoA lgica de se planejar experimentos!Um pouco de delineamento experimental. Problemas e conflitos comuns:

Representatividade local X rplicas independentes para a pergunta realizada.

Transectos enormes X vrios transectos. Ou parcelas, quadrats, etc.

Mistura de gradientes. Mais dicas:

A gravidade do uso de pseudo-rplicas depende do cenrio e da pergunta!

Se percebermos as pseudo-rplicas aps o trabalho, podemos lidar com elas somando informaes ou ajustando as concluses.

E lembre-se: escolher unidades amostrais em campo no olho no aleatrio!Planejamento - delineamentoColetando- Um breve apanhado dos mtodos de coleta.- Treinamento, conhecimento e experincia de campo.- Todos os mtodos so tendenciosos!- Padronizao do esforo e das unidades.

.Transectos de observao: aves e mamferos

. Particularidades: Dependem da experincia do coletor. Organismos devem ser avistados antes do observador. Problemas em se avistar espcies crpticas. Permite estimar a abundncia. Transectos de observao: aves e mamferos

Cmera armadilha: mamferos grandes

Baixa relao custo/benefcio. No permitem medir quantidade. Em alguns casos possvel distinguir indivduos. Cmera armadilha: mamferos grandes

50mPonto de escuta e playback: aves e anfbios No simples de padronizar (distncia de audio). No permite medir quantidade. Espcies que no respondem e espcies que imitam! Gravaes podem ser feitas com pouco treinamento.

50mPonto de escuta e playback: aves e anfbios

Rede de neblina: aves e morcegos

Em mata, no coleta espcies de dossel. No funciona com espcies de grande porte. Animais podem ser marcados e soltos. Rede de neblina: aves e morcegos

Armadilhas (Sherman e Tomahawck): pequenos mamferos

Restrito a espcies pequenas. Coleta depende da isca. Aprendizado! Permite marcao e recaptura. Armadilhas (Sherman e Tomahawck): pequenos mamferos

Pitfall: insetos, anfbios, rpteis e pequenos mamferos Restrito a espcies terrestres. Coleta pode ser afetada pelo lquido. Simples, barato e no depende da experincia.

Pitfall: insetos, anfbios, rpteis e pequenos mamferos Fcil padronizao. Medidas confiveis de abundncia. Parcelas: plantasAps as coletas organizao dos dados coletados- Siga a regra geral- Unidades amostrais nas linhas, variveis nas colunas- UA: local, armadilha, quadrat, etc.- Variveis: espcies, variveis ambientais, etc.- Valores: abundncia, biomassa, presena, etc.Aps as coletas organizao dos dados coletados- Siga a regra geral:- Amostras nas linhas, variveis nas colunas.var1var2var3...varXsp1sp2sp3...spYa1a2a3...aN25150050103290031012923009110251500501133290031203529230093471Aps as coletas anlise A anlise depende dos objetivos.

Deve ser definida antes, no planejamento!

Os mtodos em si so s ferramentas.

Cuidado com o apego s hipteses propostas.

Seja claro e no omita resultados.O que fazer com toda a informao?Extraindo informao dos dados.sp1sp2sp3sp4sp5sp6sp7sp8sp9sp10a114708202244a215118606244a312508004233a415504200004a577096102073a6150186106243a740176100072a84015250073a915309652004a10133072106234Aps as coletas anlise Dados X Informao:DadosInformaoO que fazer com toda a informao?Extraindo informao dos dados.Aps as coletas anlisesp1sp2sp3sp4sp5sp6sp7sp8sp9sp10a114708202244a215118606244a312508004233a415504200004a577096102073a6150186106243a740176100072a84015250073a915309652004a10133072106234O que fazer com toda a informao?Extraindo informao dos dados.Aps as coletas anliseO que fazer com toda a informao?Extraindo informao dos dados.Aps as coletas anlisendices de diversidade- Riqueza e equabilidade ao mesmo tempondices de diversidade- Riqueza e equabilidade ao mesmo tempoDilema Tostines! Pobreza como descritores. Escolha arbitrria do(s) ndice(s). Dependncia do esforo amostral. Problemas com a interpretao das medidas.- Alguns problemas com seu uso:Mo na massa- Usando um gerenciador de planilhas para realizar qualquer anlise!- Um exemplo prtico: o ndice de Shannon H = -(piln(pi))J = H/ln(S)

E o ndice de Simpson:D = (pi)2Medindo a diversidade- Como escolher o melhor ndice?- Uma soluo no escolher!- Os perfis de diversidade e a generalizao dos ndices.- A diferena entre os diversos ndices est contida no peso relativo que eles atribuem equabilidade.Medindo a diversidade- Calculando um perfil de diversidade: a srie de Hill.- Na = (p1a + p2a + p3a +...+ psa)1/(1-a)- Entendendo a frmula: substituindo valores.Medindo a diversidade- Calculando um perfil de diversidade: a srie de Hill.Uniforme"Normal" 1Dominnciasp1102461sp2102014sp310177sp410135sp510105sp61073sp71042sp81021sp91021sp101011Medindo a diversidade- Calculando um perfil de diversidade: a srie de Hill.

Medindo a diversidade- Calculando um perfil de diversidade: a srie de Hill."Normal" 1"Normal" 22442201417131381067543232211010101Medindo a diversidade- Calculando um perfil de diversidade: a srie de Hill.

Como comparar comunidades?- A riqueza um dos parmetros mais usados.- Mas cada espcie tem uma identidade prpria.

Como comparar comunidades?!Como comparar comunidades?- Composio de espcies.- Grau de semelhana entre as comunidades.

Anlise de agrupamento- Agrupa objetos, hierarquicamente, de acordo com seu grau de semelhana.1 Escolha de uma medida de semelhana.2 Clculo da matriz de similaridade.3 Aplicao de um mtodo de agrupamento.4 Basta adicionar gua!Coeficientes binrios- Dados de presena/ausncia.No de spp presentesNo de spp ausentesNo de ssp presentesabNo de ssp ausentescd* Coeficiente de JaccardSj = a / (a + b + c)Amostra AAmostra BCoeficientes binrios- Dados de presena/ausncia.No de spp presentesNo de spp ausentesNo de ssp presentesabNo de ssp ausentescd* Coeficiente de SorensenSs = 2a / (2a + b + c)Amostra AAmostra BCoeficientes binrios- Dados de presena/ausncia.No de spp presentesNo de spp ausentesNo de ssp presentesabNo de ssp ausentescd- Jaccard X Sorensen: qual a diferena?- Peso para as espcies em comum.Amostra AAmostra BCoeficientes quantitativos- Dados de abundncia, biomassa, etc.* Distncia Euclidiana* Distncia de Manhattan* Distncia de Bray-Curtis* ndice de similaridade de Morisita- Variao de 0 a 1.- Independente do tamanho da amostra!Mtodos de agrupamento- A partir da matriz de distncia, como construir os agrupamentos?- Cada mtodo funciona como um conjunto de regras sobre e que ordem agrupar.- Lembrando: o resultado depende do mtodo!- Ento a deciso deve ser feita antes.Mtodos de agrupamento- Passo a passo de todos os mtodos.1 Encontre o par de amostras mais similar, e agrupe-o. 2 Encontre o segundo par mais similar, ou a amostra mais similar ao primeiro agrupamento (o que for maior).3 Repita at agrupar todas as amostras.Mtodos de agrupamento- Cada mtodo muda a forma de definir a similaridade entre uma amostra e um agrupamento existente* Mtodo do vizinho mais prximo.* Mtodo do vizinho mais distante.* Mtodo de ligao mdia.* UPGMATransformaes e padronizaes dos dados* Transformaes- Raiz quadrada, log + 1, presena / ausncia, etc.* Padronizaes- Abundncia relativa.- Deciso deve ser tomada antes da anlise!- E baseada na teoria.