A importância da Matriz -...
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A importância da Matriz
CONCEPTS
CASE STUDIES
• Permeabilidade na Amazônia
• Regulação de uso de stepping-stones
• Regulação da sensibilidade à fragmentação
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Ecological
processes
Landscape structure
Landscape ecology
• Patch proximity
• Corridors
• Matrix composition
Landscape connectivity
• Individual movement (sex, age, etc.)
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A matriz
Existem duas definições de matriz:
1. A matriz é a unidade da
paisagem funcionalmente (e
em geral, espacialmente)
dominante (i.e., a unidade que
controla a dinâmica da
paisagem).
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1. A matriz é a unidade da paisagem funcionalmente (e em geral,
espacialmente) dominante (i.e., a unidade que controla a dinâmica
da paisagem).
A matriz
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A matriz
2. A matriz é uma área
heterogênea, contendo uma
variedade de unidades de
não-habitat que apresentam
condições mais ou menos
favoráveis às espécies do
habitat estudado.
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b
a1
a2
a3
c
d e
Numa determinada Escala:
Mancha:
Área homogênea, restrita e não-linear da paisagem que se distin- gue das unidades vizinhas.
Corredor:
Área homogênea e linear da paisa- gem que se distingue das unidades vizinhas.
Matriz:
Conjunto de unidades de não-habitat
Agricultura
Pastagem Reflorestamento
A matriz
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A matriz
Funções da matriz:
1. Regula os efeitos de borda
2. Fonte de perturbação
3. Habitat alternativo
4. Controle dos fluxos entre
fragmentos de habitat
5. Regula o uso de corredores e
“stepping stones”
6. Regula a sensibilidade à
fragmentação
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Funções da matriz:
• 1. Pode influenciar a largura do efeito de
borda
A matriz
Maior
mortalidade
Menor
mortalidade
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Funções da matriz:
• 2. Pode funcionar como fonte de
perturbação e favorecer o desenvolvimento
de espécies generalistas, predadoras e
parasitas invasoras
A matriz
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Funções da matriz:
• 3. Pode funcionar como um habitat
alternativo.
A matriz
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A matriz
Funções da matriz:
1. Regula os efeitos de borda
2. Fonte de perturbação
3. Habitat alternativo
4. Controle dos fluxos entre
fragmentos de habitat
5. Regula o uso de corredores e
“stepping stones”
6. Regula a sensibilidade à
fragmentação
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(Antongiovanni & Metzger 2005)
A. Importância da matriz na regulação dos
fluxos biológicos
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F10ha
F1ha F10ha
Fazenda Esteio F100ha
F1ha
F10ha
Fazenda Porto Alegre
F1ha
F10ha
F100ha
Fazenda Dimona
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1986 1988 1990
1992 1995 1997
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Capoeiras de Cecrópia: - áreas apenas com cortes da vegetação; -indivíduos investem em crescimento em altura;
-mais altas, com dossel fechado e sub-bosque aberto;
- capoeiras com 5 anos já apresenta uma série de espécies de sucessão secundária;
- menor longevidade.
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Capoeiras de Vísmia: - áreas com cortes e queimadas;
-indivíduos jovens com muitas ramificações laterais;
- dossel aberto e sub-bosque mais fechado;
- inibem a germinação de outras espécies, dominando a área; - maior longevidade.
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Dossel de uma capoeira jovem de cecrópia
Mancha de uma capoeira jovem de vísmia
Área de pastagem em regeneração
Área em regeneração com manchas de capoeiras jovens de cecrópia e vísmia e pastagem
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Pastagem abandonada em regeneração
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“Fragmentos circundados por Cecropia spp foram mais
eficientemente recolonizados por aves florestais de sub-
bosque do que fragmentos circundados por Vismia spp”
(Stouffer & Bierregaard 1995)
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Fragmento Distância Método de Matriz
Isolamento
1ha 300 corte Cecrópia
1ha 210 corte Cecrópia
1ha 270 corte e queima Vísmia
1ha 480 corte e queima Vísmia
1ha 120 corte e queima Vísmia
10ha 780 corte Cecrópia
10ha 60 corte Cecrópia
10ha 540 corte e queima Vísmia
10ha 180 corte e queima Vísmia
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Obtenção dos dados e escolha das espécies de aves.
- dados de 1985 até 1992
- 11 espécies de aves insetívoras de sub-bosque mais
facilmente capturadas antes do isolamento
- novos indivíduos: Presença X Ausência
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Localidade de interesse na matriz (caminho de deslocamento)
“Caminho mais curto”
- Mata contínua = fonte de indivíduos
- Indivíduos novos atravessaram a matriz para alcançar o fragmento
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Permeabilidade da Matriz
PM = du.Ru,
d = distância.
Ru = coeficiente de resistência.
4 pixels de Cecrópia madura
3 pixels de igarapé
14 pixels de Cecrópia madura
3 pixels de Cecrópia jovem
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Frag
Mata
Contínua
PM = 10 x 1 = 10
Distância = 10 pixels; Resistência = 1
Frag
Mata
Contínua
PM = 10 x 2 = 20
Distância = 10 pixels; Resistência = 2
Valores de R foram inferidos de forma a simular 4 paisagens por fragmento e ano
PM = du.Ru
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Paisagem P1: Cecrópia é menos resistente que Vísmia.
Paisagem P2: Vísmia é menos resistente que Cecrópia.
Paisagem P3: Cecrópia e Vísmia têm a mesma resistência. Só a idade altera R.
Paisagem P4 - Todas as unidades oferencem a mesma resistência. Apenas as distâncias altera PM. R de todas as unidades = 1
Unidades R
Mata primária 1
Igarapé 2
Cecrópia madura 5
Vísmia madura 75
Cecrópia intermediáriá 10
Vísmia intermediária 150
Cecrópia jovem 20
Vísmia jovem 300
Pasto 350
Unidades R
Mata primária 1
Igarapé 2
Cecrópia madura 75
Vísmia madura 5
Cecrópia intermediáriá 150
Vísmia intermediária 10
Cecrópia jovem 300
Vísmia jovem 20
Pasto 350
Unidades R
Mata primária 1
Igarapé 2
Cecrópia madura 3
Vísmia madura 3
Cecrópia intermediáriá 30
Vísmia intermediária 30
Cecrópia jovem 300
Vísmia jovem 300
Pasto 350
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Resultados obtidos nas regressões entre a ocorrência de novos indivíduos de cada espécie nos fragmentos e os valores de PM obtidos em cada paisagem simulada.
Espécies Guilda P1 P2 P3 P4
D. merula s.c. G=4,314; P=0,038 G=6,627; P=0,010 G=7,284; P=0,007 G=4,660; P=0,031
G. rufigula s.c. G=5,110; P=0,024 G=6,229; P=0,013 G=9,487; P=0,002 n.s.
P. albifrons s.c. n.s. n.s. n.s. n.s.
H. poecilinota s.a. n.s. n.s. n.s. n.s.
M. collaris s.a. n.s. n.s. n.s. n.s.
D. stictolaema b.m. G=4,855; P=0,028 n.s. G=5,845; P=0,016 n.s.
G. spirurus b.m. n.s. n.s. n.s. n.s.
M. gutturalis b.m. n.s. n.s. n.s. n.s.
T. ardesiacus b.m. G=7,134; P=0,008 n.s. n.s. n.s.
T. caesius b.m. G=7,364; P=0,007 n.s. G=10,882; P=0,001 n.s.
X. pardalotus b.m. G=5,519; P=0,019 n.s. n.s. n.s.
N = 60; gl = 1.
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CONCLUSÃO
1) Matrizes mais maduras e dominadas por Cecropia spp parecem ser mais permeáveis que matrizes mais jovens e dominadas por Vismia spp;
2) O grau de isolamento per se não é capaz de explicar a entrada de indivíduos novos nos fragmentos;
3) A capacidade de determinar a entrada de novos indivíduos nos fragmentos é aumentada quando se considera conjuntamente as características da matriz inter-habitat e o grau de isolamento;
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A matriz
Funções da matriz:
1. Regula os efeitos de borda
2. Fonte de perturbação
3. Habitat alternativo
4. Controle dos fluxos entre
fragmentos de habitat
5. Regula o uso de corredores e
“stepping stones”
6. Regula a sensibilidade à
fragmentação
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B. Matriz no controle do uso de stepping
stones
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Matriz no controle do uso de stepping
stones
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Matriz no controle do uso de stepping
stones
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Matriz
pouco
permeável
Matriz
muito
permeável
Stepping stones
Matriz no controle do uso de stepping
stones
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![Page 35: A importância da Matriz - ecologia.ib.usp.brecologia.ib.usp.br/lepac/bie5770_2012/aula_5_Matriz_2012.pdf · Fonte de perturbação 3. Habitat alternativo 4. Controle dos fluxos entre](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022712/5c04483f09d3f2043a8b829b/html5/thumbnails/35.jpg)
Região de estudo
Pontal do Paranapanema
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Região de estudo
Pontal do Paranapanema
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Sistemas agroflorestais
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Sistemas agroflorestais
![Page 39: A importância da Matriz - ecologia.ib.usp.brecologia.ib.usp.br/lepac/bie5770_2012/aula_5_Matriz_2012.pdf · Fonte de perturbação 3. Habitat alternativo 4. Controle dos fluxos entre](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022712/5c04483f09d3f2043a8b829b/html5/thumbnails/39.jpg)
Pontos amostrados: paisagens fragmentadas
Bosques agroflorestais
Matriz
Corredores
Fragmentos pequeno
Fragmentos grandes
![Page 40: A importância da Matriz - ecologia.ib.usp.brecologia.ib.usp.br/lepac/bie5770_2012/aula_5_Matriz_2012.pdf · Fonte de perturbação 3. Habitat alternativo 4. Controle dos fluxos entre](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022712/5c04483f09d3f2043a8b829b/html5/thumbnails/40.jpg)
Levantamento da avifauna Ponto de escuta
4 visitas por área 10 minutos de observação Estação reprodutiva - agosto a fevereiro
Pipra
fasciicauda
![Page 41: A importância da Matriz - ecologia.ib.usp.brecologia.ib.usp.br/lepac/bie5770_2012/aula_5_Matriz_2012.pdf · Fonte de perturbação 3. Habitat alternativo 4. Controle dos fluxos entre](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022712/5c04483f09d3f2043a8b829b/html5/thumbnails/41.jpg)
0
17
4
1
14
38
47
18
911
6
2426
19
1
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
fg fp m cElementos da paisagem
Esp
écie
s (%
) 8
1
2
0
127
12
43
1416
1111
2622
15
4
0
10
20
30
40
50
60
70
80
fg fp b cElementos da paisagem
Esp
écie
s (%
)
aq - aquáticas
fl - florestais
fl_n - generalistas
n_fl - não-florestais
Distribuição das espécies nos diferentes elementos da paisagem
Resultado
Bosques
![Page 42: A importância da Matriz - ecologia.ib.usp.brecologia.ib.usp.br/lepac/bie5770_2012/aula_5_Matriz_2012.pdf · Fonte de perturbação 3. Habitat alternativo 4. Controle dos fluxos entre](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022712/5c04483f09d3f2043a8b829b/html5/thumbnails/42.jpg)
Resultado
Comparação da riqueza dos diferentes grupos de espécies entre os elementos de conexão
fp b c m
Elementos da paisagem
0
2
4
6
8
10
12
Es
pé
cie
s g
en
era
lis
tas
(n
)
fp b c m
Elementos da paisagem
2
4
6
8
10
12
14
16
Es
pé
cie
s n
ão
-flo
res
tais
fp b c m
Elementos da paisagem
8
12
16
20
24
28E
sp
éc
ies
to
tais
(n
)
fp b c m
Elementos da paisagem
0
2
4
6
8
Es
pé
cie
s f
lore
sta
is (
n)
![Page 43: A importância da Matriz - ecologia.ib.usp.brecologia.ib.usp.br/lepac/bie5770_2012/aula_5_Matriz_2012.pdf · Fonte de perturbação 3. Habitat alternativo 4. Controle dos fluxos entre](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022712/5c04483f09d3f2043a8b829b/html5/thumbnails/43.jpg)
Quando os stepping stones promovem a conectividade?
Relação espécie dependente
Baixa
Stepping stones
Baixa
Eficiência de
stepping stones
Alta
Baixa
Permeabilidade
da matriz
Intermediária
Alta
![Page 44: A importância da Matriz - ecologia.ib.usp.brecologia.ib.usp.br/lepac/bie5770_2012/aula_5_Matriz_2012.pdf · Fonte de perturbação 3. Habitat alternativo 4. Controle dos fluxos entre](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022712/5c04483f09d3f2043a8b829b/html5/thumbnails/44.jpg)
Conclusão
1. Estratégias de restauração com stepping stones
funcionam para permeabilidades intermediárias da
matriz (o que depende da espécie)
![Page 45: A importância da Matriz - ecologia.ib.usp.brecologia.ib.usp.br/lepac/bie5770_2012/aula_5_Matriz_2012.pdf · Fonte de perturbação 3. Habitat alternativo 4. Controle dos fluxos entre](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022712/5c04483f09d3f2043a8b829b/html5/thumbnails/45.jpg)
A matriz
Funções da matriz:
1. Regula os efeitos de borda
2. Fonte de perturbação
3. Habitat alternativo
4. Controle dos fluxos entre
fragmentos de habitat
5. Regula o uso de corredores e
“stepping stones”
6. Regula a sensibilidade à
fragmentação
![Page 46: A importância da Matriz - ecologia.ib.usp.brecologia.ib.usp.br/lepac/bie5770_2012/aula_5_Matriz_2012.pdf · Fonte de perturbação 3. Habitat alternativo 4. Controle dos fluxos entre](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022712/5c04483f09d3f2043a8b829b/html5/thumbnails/46.jpg)
C. Sensibilidade à fragmentação: hipótese da tolerância à matriz
Correlações de Spearman
Significativo
Sapos: r=0.753, p<0.0001
Aves: r=0.814, p<0.00001
Mamíferos: r=0.512, p=0.05
Não-significativo
formigas: r=0.121, p=0.57
Amazônia Brasileira – 80 km ao Norte de Manaus (Gascon et al. 1999)
![Page 47: A importância da Matriz - ecologia.ib.usp.brecologia.ib.usp.br/lepac/bie5770_2012/aula_5_Matriz_2012.pdf · Fonte de perturbação 3. Habitat alternativo 4. Controle dos fluxos entre](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022712/5c04483f09d3f2043a8b829b/html5/thumbnails/47.jpg)
Diversidade de sapos e lagartos de serrapilheira numa paisagem
fragmentada do Planalto Atlântico de São Paulo
![Page 48: A importância da Matriz - ecologia.ib.usp.brecologia.ib.usp.br/lepac/bie5770_2012/aula_5_Matriz_2012.pdf · Fonte de perturbação 3. Habitat alternativo 4. Controle dos fluxos entre](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022712/5c04483f09d3f2043a8b829b/html5/thumbnails/48.jpg)
• matas: 31% da paisagem
• as áreas abertas: 39%
• áreas construídas: 15%
Fragmentos florestais
Fragmentos florestais amostrados
Matriz agrícola
Outros tipos de matriz
O 1 2Km
S 23º 47´10”
O 47º 07´24”
S 23º40´4”O 47º02´10”
A
B
A
MC3
MC1
GD3
PC2
PI3
MI4 MC2
GD4
PC3
MI3
MC4GD5
MI2
PC4
GD2
PC1 PI1
GD1
PI2
MI1
a
c
b
d
Matriz amostrada
Fragmentos florestais
Fragmentos florestais amostrados
Fragmentos florestaisFragmentos florestais
Fragmentos florestais amostrados
Matriz agrícolaMatriz agrícola
Outros tipos de matrizOutros tipos de matriz
O 1 2Km
S 23º 47´10”
O 47º 07´24”
S 23º40´4”O 47º02´10”
A
B
A
MC3
MC1
GD3
PC2
PI3
MI4 MC2
GD4
PC3
MI3
MC4GD5
MI2
PC4
GD2
PC1 PI1
GD1
PI2
MI1
a
c
b
d
Matriz amostradaMatriz amostrada
Paisagem fragmentada:
• As áreas destinadas à
agricultura representam a
principal matriz da
paisagem (cerca de 57%
da matriz).
![Page 49: A importância da Matriz - ecologia.ib.usp.brecologia.ib.usp.br/lepac/bie5770_2012/aula_5_Matriz_2012.pdf · Fonte de perturbação 3. Habitat alternativo 4. Controle dos fluxos entre](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022712/5c04483f09d3f2043a8b829b/html5/thumbnails/49.jpg)
Coleta
• 4 localidades – adjacentes aos fragmentos
• plantio e pousio
Borda
Mata Matriz
- 10 m
80 m 10 m
20 m
0 m
100 m
70 m
60 m
50 m
40 m
90 m
30 m
10 m
![Page 50: A importância da Matriz - ecologia.ib.usp.brecologia.ib.usp.br/lepac/bie5770_2012/aula_5_Matriz_2012.pdf · Fonte de perturbação 3. Habitat alternativo 4. Controle dos fluxos entre](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022712/5c04483f09d3f2043a8b829b/html5/thumbnails/50.jpg)
•3 interior da mata
•2 matriz
• 5 matriz+mata 100 m
70 m
90 m
30 m
40 m
-10 m
-10 m
-10 m
100 m
100 m
Amostragem da matriz em 2004
• 464 sapos de serrapilheira de dez espécies
• 6 lagartos de três espécies (só na borda)
![Page 51: A importância da Matriz - ecologia.ib.usp.brecologia.ib.usp.br/lepac/bie5770_2012/aula_5_Matriz_2012.pdf · Fonte de perturbação 3. Habitat alternativo 4. Controle dos fluxos entre](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022712/5c04483f09d3f2043a8b829b/html5/thumbnails/51.jpg)
Resultado
Abundância na matriz
Abundância nos fragmentos/ abundância no controle
A.mar
B.ict (6)
E.gue
P.olf
Pboi
P.her
4 6 8 10 12
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0 B.orn
Bufo ictericus
Physalaemus olfersii
![Page 52: A importância da Matriz - ecologia.ib.usp.brecologia.ib.usp.br/lepac/bie5770_2012/aula_5_Matriz_2012.pdf · Fonte de perturbação 3. Habitat alternativo 4. Controle dos fluxos entre](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022712/5c04483f09d3f2043a8b829b/html5/thumbnails/52.jpg)
![Page 53: A importância da Matriz - ecologia.ib.usp.brecologia.ib.usp.br/lepac/bie5770_2012/aula_5_Matriz_2012.pdf · Fonte de perturbação 3. Habitat alternativo 4. Controle dos fluxos entre](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022712/5c04483f09d3f2043a8b829b/html5/thumbnails/53.jpg)
O modelo de tolerância à matriz é limitado quando
aplicado a paisagens fragmentadas há mais tempo e com
maior grau de perturbação
O modelo é mais explicativo quando considera o
tamanho do fragmento
Conclusão
![Page 54: A importância da Matriz - ecologia.ib.usp.brecologia.ib.usp.br/lepac/bie5770_2012/aula_5_Matriz_2012.pdf · Fonte de perturbação 3. Habitat alternativo 4. Controle dos fluxos entre](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022712/5c04483f09d3f2043a8b829b/html5/thumbnails/54.jpg)
A conectividade/matriz modula a sensibilidade à
fragmentação
10 50 10
0 % de habitat
50
90
% d
e es
péc
ies
pre
serv
ad
as
Arrhenius (1921)
S= c . Az
S: riqueza
específica
A: área da
ilha
c e z são duas
constantes
z médio =
0,30
![Page 55: A importância da Matriz - ecologia.ib.usp.brecologia.ib.usp.br/lepac/bie5770_2012/aula_5_Matriz_2012.pdf · Fonte de perturbação 3. Habitat alternativo 4. Controle dos fluxos entre](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022712/5c04483f09d3f2043a8b829b/html5/thumbnails/55.jpg)
Alta
Média
Baixa
Conectividade:
10 50 100
% de habitat
50
90
% d
e es
péc
ies
pre
serv
ad
as
![Page 56: A importância da Matriz - ecologia.ib.usp.brecologia.ib.usp.br/lepac/bie5770_2012/aula_5_Matriz_2012.pdf · Fonte de perturbação 3. Habitat alternativo 4. Controle dos fluxos entre](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022712/5c04483f09d3f2043a8b829b/html5/thumbnails/56.jpg)
0
20
40
60
80
100
120
0 50 100 150 200 250
Área (ha)
Riq
ue
za
de
esp
écie
s d
e a
ve
s
Viçosa (Ribon et al. 2003)
Vila Velha (Luiz dos Anjos et al.)
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• Regula os fluxos biológicos
• Regula o uso de stepping-stones e corredores
• Determina parcialmente a sensibilidade à
fragmentação
Importância da matriz
Necessidade de um manejo de mosaicos