Download - 7 escala
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Escala, padrões e processos
Pós-Graduação em Ecologia de EcotonosUFT
Fernando M. Pelicice
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Como identificar e explicar o fenômeno ecológico?
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Padrões“eventos que repetem, entidades recorrente, relações replicadas, ou trajetórias uniformes ou erráticas observadas no tempo ou no espaço”
Processos“um conjunto de fenômenos no qual eventos seguem subseqüentemente no tempo e espaço. Eles podem estar causalmente conectados ou não.”
Fenômeno“Qualquer evento observável, entidades, ou relações de interesse ao ecólogo.”
Picket et al. (1994)
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Processos
Fenômenos
Padrões
Natureza & Percepção
Percepção
Espaço e tempo
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Processos ecológicos
● Eventos que produzem fenômenos, estrutura e padrões
● Causas e mecanismos
● Evocados para explicar padrões
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FENÔMENOS E PADRÕES
ECOLÓGICOS
EspeciaçãoDispersão
Competição
EutrofizaçãoDistúrbio
Estocasticidade
Produção primária
Qualidade hábitat
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Forças locais
Forças regionais
ESPAÇO
Presente Passado
TEMPO
COMUNIDADE ECOLÓGICA
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Processos
Locais
Interações bióticas
Meio físico-químico
Distúrbios
Regionais
Dispersão
Clima
Geomorfologia
Distúrbios
(ESPAÇO)
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Hoeinghaus et al (2007)
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Processos
Presente
Interações bióticas
Meio físico-químico
Invasão
Passado
Histórico das forças
História biogeográfica
Especiação
(TEMPO)
Clima
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Harrison et al (2006)
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Local/presente
Regional/presente
Processos
Passado
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Forças locais
Forças regionais
ESPAÇO
Presente Passado
TEMPO
COMUNIDADE ECOLÓGICA
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Determinismo local
• Forças locais determinantes
• Forças atuando no presente
• Comunidades com elevado grau de determinismo
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Chase (2003)
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Luiz et al. (2004)
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Pelicice et al. (2010)
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Bini & Thomaz (2005)
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Chase (2003)
História de invasão?
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Chase (2003 - modificado)
História do ambiente?
Environ
ment1
Environment 1
Environment 1
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Chase (2003 - modificado)
História do ambiente?
ABC
ABC
ABC
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Forças locais
Forças regionais
ESPAÇO
Presente Passado
TEMPO
COMUNIDADE ECOLÓGICA
Escala espaço-temporal
Escala Escala
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Regional - presente
Regional - passado
Local - presente
Local - passado
Regional - presente
Regional - passado
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Luiz et al (2004)
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Luiz et al (2004)
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Hoeinghaus et al (2007)
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Hoeinghaus et al (2007)
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Moerke & Lamberti (2006)
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Moerke & Lamberti (2006)
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Rajaniemi (2006)
Vegetação em dunas - Israel (Mediterrâneo)
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Cornnell & Lawton (1992)
Enriquecimento regional
Saturação local
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7 9
95
13 15
1012
25 27
2823
17 19
2022
0
5
10
15
20
25
30
0 10 20 30 40
SR Regional
SR
Lo
ca
l
10 17
25 35
7 9
95
13 11
1012
15 14
1413
14 15
1213
10 17
25 35
0
5
10
15
20
25
30
0 10 20 30 40
SR Regional
SR
Lo
ca
l
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Cornnell (1985)
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Caley & Schluter (1997)
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Caley & Schluter (1997)
![Page 37: 7 escala](https://reader034.vdocuments.com.br/reader034/viewer/2022052601/5596fc1b1a28abc55e8b4627/html5/thumbnails/37.jpg)
Griffiths (1997)
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Huston (1999)
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Huston (1999)
Limitação ambiental
Exclusão competitiva
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Booth & Swanton (2002)
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Ejrnaes et al. (2006)
Main effects: Composição
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Oberdorff et al. (1997)
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Tedesco et al. (2005)
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Harrison et al. (2007)
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Willis & Whittaker (1997)
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“Portanto, variáveis que melhor explicam a riqueza de espécies numa escala espacial local ou numa escala temporal recente podem não ser as mesmas que explicam a riqueza em escalas espaciais regionais ou escalas temporais mais longas.”
Willis & Whittaker (1997)
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Harrison et al. (2008)
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Harrison et al. (2006)
![Page 51: 7 escala](https://reader034.vdocuments.com.br/reader034/viewer/2022052601/5596fc1b1a28abc55e8b4627/html5/thumbnails/51.jpg)
Processos locais
Processos regionais
Padrões na comunidade
Escala espacial
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Percepção e padrões
Problema da escala?
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Padrões“eventos que repetem, entidades recorrente, relações replicadas, ou trajetórias uniformes ou erráticas observadas no tempo ou no espaço”
Picket et al. (1994)
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Identificando padrões
• Ordem, estrutura e relações
• Dependem da escala (tempo/espaço)
• Dependem da percepção humana
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MacArthur (1960)
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McGill (2006)
Dewdney (2003)
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Gaston (2000)
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Gaston (2000)
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Soininen et al. (2007)
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ISAAC NEWTON(1642 – 1727)
TEMPO & ESPAÇO
Absoluto
Relativo
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Dependência com a escala
● Padrões dependem de atributos da escala
●Mesmas relações com tendências opostas
● Razão para confusão
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Produtividade
Diversi-dade
?
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Local 1 Local 2
Local 3
Moore & Keddy (1989)
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Escala de site
withinvegetation
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Escala de região
betweenvegetation
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Waide et al. (1999)
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Waide et al. (1999)
![Page 68: 7 escala](https://reader034.vdocuments.com.br/reader034/viewer/2022052601/5596fc1b1a28abc55e8b4627/html5/thumbnails/68.jpg)
Chase & Leibold (2002)
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Diversidade
Invasão
?
Resistência biótica
Aceitação biológica
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Shea & Chesson (2002)
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Escala de site
Escala local (350 cm2)
Levine (2000)
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Stohlgren et al. (2006)
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Knight & Reich (2005)
Escala de mancha (1m2)
Escala de paisagem (1ha)
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Stohlgreen et al. (2008)
Invasão de plantas
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Área
Diversi-dade
?
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Inglaterra
Localidade (Broken Hill)
Rosenzweig (1995)
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Crawley & Harral (2001)
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Tempo
Diversi-dade
?
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Knoll (1986)
Rosenzweig (1995)
50 M.a.
400 M.a.
22 anos
1 ano
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Outros padrões...
![Page 81: 7 escala](https://reader034.vdocuments.com.br/reader034/viewer/2022052601/5596fc1b1a28abc55e8b4627/html5/thumbnails/81.jpg)
anos
Composição
séculos
Composição
Não-equilíbrio?
Equilíbrio?
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0
300
600
900
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a1 a10 a19 a28 a37
Anos
Co
mp
os
içã
o
0
10
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40
50
60
a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 a10
Anos
Co
mp
os
içã
o
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Mcgarvey & Ward (2008)
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Sale & Douglas (1984)
Bellwood & Hughes (2001)
Escala de mancha
Escala continental
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Caley & Schluter (1997)
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1
23
4
5
6
7
verde vermelho
local 1 0 1
local 2 1 0
local 3 0 1
local 4 1 0
local 5 0 1
local 6 1 0
local 7 0 1
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verde vermelho
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local 2 0 1
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1
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verde vermelho
local 1 1 1
local 2 1 1
local 3 1 1
local 4 1 1
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Porque existe dependência?
● Natureza complexa dos processos
● Natureza complexa da observação
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Processos complexos...
Processos
Múltiplos
Multi-escalares
Atravessam escalas
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Processos locais
Processos regionais
Padrões na comunidade
Escala espacial
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Willis & Whittaker (1997)
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A
A
B
B
C
C
FATORES NÍVEL DE ATUAÇÃO EXEMPLOS
Regionais
Locais
Micro-escala
-clima, geologia, flutuações dos níveis de água, área do reservató- rio e “pool” de espécies
- braços
- estandes
- estado trófico, declividade, características do sedimento e “fetch”
- interações interespecíficas(competição, predação eparasitismo) e heterogeneidadedo sedimento em micro-escala
- reservatório como um todo
Chuva ácida, contaminação do rio
principal
Eutrofização, contaminação do
tributário
Erosão das margens, desmatamento
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Wiens (1989)
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Níveis de organização
Átomos
Objetos físicos
Universo
Leis de Newton
Forças nucleares
(escala espacial)
Relatividade geral
Leis da química
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Observação complexa...
Percepção do fenômeno
Grain
Extensão
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Wiens (1989)
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grain
extent
grain
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grain
α
diversidade
β
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Wiens (1989)
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extensão
α
diversidade
β
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Domínios de escala
● Intervalos na escala com comportamento característico
● Predominância de processos particulares
● Domínios separados por transições abruptas
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Wiens (1989)
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generalização
??
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Smith et al. (2005)
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Escala versusprevisibilidade
● Baixa previsão em escalas menores (caótico)
● Dependência entre escala e previsão
● Variação é suavizada (averaged) em escalas maiores
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Levin (1992)
Planeta Terra
cm, m, ha
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Wiens (1989)
![Page 113: 7 escala](https://reader034.vdocuments.com.br/reader034/viewer/2022052601/5596fc1b1a28abc55e8b4627/html5/thumbnails/113.jpg)
1 coleta
5 anos de coleta
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“Essa é a principal técnica da investigação científica: ao mudar a escala de descrição, nós mudamos de casos individuais imprevisíveis e únicos, para conjuntos de casos no qual o comportamento é regular o suficiente para permitir que generalizações sejam feitas.”
Levin (1992, p. 1947)
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Como escolher a escala certa?
● natureza do objeto em estudo
● questão a ser respondida
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Dibble et al. (2006)
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McAbendroth et al. (2005)
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Dibble et al. (2006)
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Kotliar & Wiens (2006)
![Page 121: 7 escala](https://reader034.vdocuments.com.br/reader034/viewer/2022052601/5596fc1b1a28abc55e8b4627/html5/thumbnails/121.jpg)
“; cada indivíduo e cada espécie experimenta o ambiente num intervalo único de escalas, e então responde à individualistamente àvariabilidade. Portanto, nenhuma descrição de variabilidade e previsibilidade do ambiente faz sentido sem referência ao intervalo de escalas que é relevante ao organismo ou processos sendo examinados. ”
Levin (1992, p. 1959)
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“Deve-se reconhecer que a descrição do sistema varia com a escolha da escala; que cada espécie, incluindo a espécie humana, amostrará e experimentará o ambiente em um intervalo único de escalas; e que, mais do que tentar determinar a escala correta, nós devemos simplesmente entender como a descrição do sistema muda através das escalas.”
Levin (1992)
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“O problema de relacionar fenômenos através da escala é o problema central na biologia e em todas as ciências. Estudos multi-escalares são fundamentais para complementar estudos tradicionais conduzidos em escalas mais estreitas de espaço, tempo e complexidade organizacional... ”
Levin (1992, p. 1961)
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Vamos restaurar... Qual o ponto de referência?
15.000 a.C.
1492 1800 1900