resiliência e estados múltiplos - Departamento de Ecologia - IB

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RESILIÊNCIA E ESTADOS
MÚLTIPLOS
RESILIÊNCIA E ESTADOS MÚLTIPLOS
2. MODELOS SIMPLES OU SIMPLES DEMAIS?
Domínios de atração, resiliência e estabilidade
Holling 1973, Van Nes e Scheffer 2004
1. DA ONDE SAIU ESTA AULA?
3. RESILIÊNCIA
Analogias e conceitos
Comunidades x ecossistemas
Beisner et al. 2003, Peterson
et al. 1998, Walker et al. 2004
5. IMPLICAÇÕES PARA O MANEJO
Resiliência e o manejo de sistemas
sócio-ecológicos
Resiliance Alliance, Fischer et al.
2009
4. MÚLTIPLOS ESTADOS
Evidência empírica
Exemplos
Schröder et al. 2005, Folke et al. 2004
Assembléia de pequenos mamíferos
em paisagens de Mata Atlântica
especialistas
60
60
60
50
50
50
40
40
40
30
30
30
20
20
20
10
10
10
0
0,0
generalistas
número de indivíduos
Perda de floresta na escala da paisagem
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
0
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
0
0.0
60
60
60
50
50
50
40
40
40
30
30
30
20
20
20
10
10
10
0
0.0
0.5
1.0
Pardini et al. Plos One
1.5
2.0
2.5
0
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
tamanho do fragmento (ha)
0
0.0
0.5
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1.5
2.0
2.5
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
Assembléia de pequenos mamíferos
em paisagens de Mata Atlântica
Pardini et al. Plos One
FASCINANTE!!!!!
Retomando...
Populações
Propriedades
Comunidades
Ecossistemas
Abundância
Composição
Biomassa
Abundâncias relativas
Quantidade e fluxos de
matéria e energia
Estrutura etária
Riqueza e diversidade
Produtividade
Razão Sexual
Estrutura trófica
Respiração total
Taxa de crescimento
intrínseca
Estabilidade e resiliência
Metabolismo total
Taxa de natalidade e
mortalidade
Taxa de imigração e
emigração
Retomando...
EQUILÍBRIO
ESTÁVEL
Estabilidade
EQUILÍBRIO
INSTÁVEL
0
K
t
0
t
K
RESILIÊNCIA E ESTADOS MÚLTIPLOS
2. MODELOS SIMPLES OU SIMPLES DEMAIS?
Domínios de atração, resiliência e estabilidade
Holling 1973, Van Nes e Scheffer 2004
1. DA ONDE SAIU ESTA AULA?
3. RESILIÊNCIA
Analogias e conceitos
Comunidades x ecossistemas
Beisner et al. 2003, Peterson
et al. 1998, Walker et al. 2004
5. IMPLICAÇÕES PARA O MANEJO
Resiliência e o manejo de sistemas
sócio-ecológicos
Resiliance Alliance, Fischer et al.
2009
4. MÚLTIPLOS ESTADOS
Evidência empírica
Exemplos
Schröder et al. 2005, Folke et al. 2004
Holling C.S. 1973. Resilience and stability of ecological
systems. Annu. Rev. Ecol. Syst. 4:1-23.
“Individuals die, populations disappear, and species become extinct. That is one view of
the world. But another view of the world concentrates not so much on presence or
absence as upon the numbers of organisms and the degree of constancy of their
numbers. These are two very different ways of viewing the behavior of systems and the
usefulness of the view depends very much on the properties of the system concerned.”
comportamento de sistemas pode ser atacado através
de duas visões de mundo distintas
presença/ausência
qualitativo
números e constância dos números
quantitativo
Holling C.S. 1973. Resilience and stability of ecological
systems. Annu. Rev. Ecol. Syst. 4:1-23.
sistemas profundamente afetados por
mudanças externas e continuamente
confrontados com o inesperado
aparelho desenhado por um
engenheiro para executar uma tarefa
específica em uma faixa estreita de
condições externas previsíveis
constância do comportamento do
sistema é menos importante do que
a persistência das relações
performance consistente e nãovariável onde pequenos desvios da
performance pretendida precisam ser
imediatamente corrigidos
atingir constância
atenção muda para questões
qualitativas de existência ou não
eventos críticos são a freqüência e
amplitude das oscilações
Holling C.S. 1973. Resilience and stability of ecological
systems. Annu. Rev. Ecol. Syst. 4:1-23.
Análises teóricas e empíricas
em ecologia foram herdadas
da física clássica
Abordagem analítica criada
em uma área onde é útil e
transferida para outra onde
talvez não seja
Menos uma visão
significativa da realidade e
mais uma percepção
conveniente
aparelho desenhado por um
engenheiro para executar uma tarefa
específica em uma faixa estreita de
condições externas previsíveis
performance consistente e nãovariável onde pequenos desvios da
performance pretendida precisam ser
imediatamente corrigidos
atingir constância
eventos críticos são a freqüência e
amplitude das oscilações
Holling C.S. 1973. Resilience and stability of ecological
systems. Annu. Rev. Ecol. Syst. 4:1-23.
VISÃO CENTRADA EM EQUILÍBRIOS É ESSENCIALMENTE ESTÁTICA
NÃO PERMITE AVALIAR O COMPORTAMENTO DOS SISTEMAS QUE NÃO ESTÃO
PERTO DO EQUILÍBRIO
CASO DE MUITOS SISTEMAS ECOLÓGICOS, EM ESPECIAL DAQUELES QUE SOFREM
A INFLUÊNCIA DO HOMEM
FOCAR NA PROBABILIDADE DE EXTINÇÃO DE ELEMENTOS
MUDAR A ÊNFASE DE ESTADOS DE EQUILÍBRIO PARA CONDIÇÕES DE PERSISTÊNCIA
Holling C.S. 1973. Resilience and stability of ecological
systems. Annu. Rev. Ecol. Syst. 4:1-23.
MODELOS TEÓRICOS PRESA-PREDADOR
ANÁLISE DE PROCESSOS
CURVAS DE REPRODUÇÃO
ESTABILIDADE E RESILIÊNCIA
Holling C.S. 1973. Resilience and stability of ecological
systems. Annu. Rev. Ecol. Syst. 4:1-23.
flutuação de 2 populações que se regulam
a partir de uma determinada condição inicial
em ambiente constante
população y
PLANO DE FASE
população x
EQUILÍBRIO ESTÁVEL
ALGUMAS SITUAÇÕES POSSÍVEIS EM AMBIENTE CONSTANTE
população y
EQUILÍBRIO INSTÁVEL
AMPLITUDE DAS
OSCILAÇÕES AUMENTAM
DOMÍNIO DE ATRAÇÃO
ESTABILIDADE NEUTRA
EQUILÍBRIO PERIÓDICO
EQUILÍBRIO ESTÁVEL
TRAJETÓRIAS FECHADAS
AMPLITUDE DAS
OSCILAÇÕES DIMINUEM
CICLO LIMITE ESTÁVEL
IMPORTANTES PARA
ANÁLISE CLÁSSICA DE
ESTABILIDADE
CURIOSIDADES TEÓRICAS
EM ECOLOGIA
ESTABILIDADE LOCAL, E NÃO GLOBAL
população x
REVISÃO DOS MODELOS TEÓRICOS PRESA-PREDADOR
 May 1972. Limit cycles in predator-prey communities. Science 177: 900-2.
 Wangersky, Cunningham 1 957. Time lag in prey-predator population models. Ecology 38: 136-9.
 Holling, Ewing 1971 . Blind man's buff: exploring the response space generated by realistic ecological
simulation models. Proe. Int. Symp. Statist. EcoL. 2: 207-29.
LOTKA-VOLTERRA, os mais simples e menos realísticos:
 Predação é função linear do produto presa-predador,
Crescimento da população do predador é proporcional
a este mesmo produto
 Não há atrasos ou elementos espaciais, tampouco
limiares, ou não-linearidades
Predação – presa, predador
e taxa de ataque (a)
f – eficiência do predador
população y
 Morte da presa se dá apenas por predação,
população x
REVISÃO DOS MODELOS TEÓRICOS PRESA-PREDADOR
 May 1972. Limit cycles in predator-prey communities. Science 177: 900-2.
 Wangersky, Cunningham 1 957. Time lag in prey-predator population models. Ecology 38: 136-9.
 Holling, Ewing 1971 . Blind man's buff: exploring the response space generated by realistic ecological
simulation models. Proe. Int. Symp. Statist. EcoL. 2: 207-29.
x
t
y
x
y
t
REVISÃO DOS MODELOS TEÓRICOS PRESA-PREDADOR
 May 1972. Limit cycles in predator-prey communities. Science 177: 900-2.
 Wangersky, Cunningham 1 957. Time lag in prey-predator population models. Ecology 38: 136-9.
 Holling, Ewing 1971 . Blind man's buff: exploring the response space generated by realistic ecological
simulation models. Proe. Int. Symp. Statist. EcoL. 2: 207-29.
Modelos que incorporam algumas das complexidades
CICLO LIMITE ESTÁVEL
VÁRIOS MODELOS
RE-ANALISADOS POR
MAY
EQUILÍBRIO INSTÁVEL
ATRASO
DOMÍNIO DE ATRAÇÃO
ATRASO
RESPOSTA DO PREDADOR ATINGE PLATÔ
ATAQUE DO PREDADOR NÃO RANDÔMICO
POPULAÇÃO MÍNIMA DA PRESA ABAIXO DA
QUAL NÃO HÁ REPORDUÇÃO
REVISÃO DA ANÁLISE DE PROCESSOS
CURVAS DE REPRODUÇÃO- representa efeito combinado fecundidade e mortalidade
População na geração t+1
População na geração t
 Representam a população em uma geração em
função da população na geração passada;
 No ponto de cruzamento com uma linha reta com
inclinação de 1 (que indica populações iguais nas duas
gerações), encontra-se a condição de equilíbrio;
%
 Na forma mais simples (usada no manejo de pesca),
a curva é uni-modal;
Densidade da população
 Assume que a mortalidade aumenta regularmente e
a fecundidade é estável ou declina com o aumento da
densidade da população
REVISÃO DA ANÁLISE DE PROCESSOS
CURVAS DE REPRODUÇÃO - efeitos da densidade sobre a fecundidade e mortalidade são muito
mais complicados e não-lineares
População na geração t+1
População na geração t
MORTALIDADE POR PREDAÇÃO
 Aumenta - aumento da população do predador,
redução dos ataques em baixas densidades da presa;
 Diminui - saciação do predador, efeito de outras
variáveis sobre a população do predador
%
FECUNDIDADE
 Em baixa densidade, pode ser inexistente
 Aumenta rapidamente
 Diminue por aumento da competição por sítios de
reprodução, ou interferência no acasalamento, etc
Densidade da população
REVISÃO DA ANÁLISE DE PROCESSOS
CURVAS DE REPRODUÇÃO - efeitos da densidade sobre a fecundidade e mortalidade são muito
mais complicados e não-lineares
População na geração t+1
População na geração t
 2 equilíbrios estáveis (EQ)
 2 equilíbrios instáveis:
 ES (scape threshold) – pequenas mudanças levam para
um dos dois equilíbrios estáveis
%
 EX (extinction threshold) - pequena mudança para
baixo leva a extinção
Densidade da população
condições que gerariam DOMÍNIOS
DE ATRAÇÃO, com cada domínio
separado dos demais por LIMIARES DE
ESCAPE ou EXTINÇÃO
REVISÃO DOS MODELOS TEÓRICOS PRESA-PREDADOR
DOMÍNIO DE ATRAÇÃO
 Conseqüências importantes para a persistência e
probabilidade de mudança brusca do sistema;
população y
 São ainda tão simples que não deveriam ser vistos de
maneira definitiva ou quantitativa
 O que os modelos deixam de fora? Essas omissões
tornam os domínios de atração mais ou menos prováveis?
população x
 Acaso, heterogeneidade espacial, e número adequado
de dimensões ou variáveis
ESTABILIDADE E RESILIÊNCIA
Comportamento dos sistemas ecológicos - duas propriedades distintas
(ANTES CHAMADAS PELO MESMO NOME):
RESILIÊNCIA:
ESTABILIDADE:
 habilidade dos sistemas de absorver
mudanças e persistir;
 habilidade dos sistemas de retornar ao
equilíbrio depois de uma perturbação
temporária;
propriedade cujo resultado é a
persistência
 tão maior quando mais rápido e com
menos flutuações retornar;
propriedade cujo resultado é o grau de
flutuação ao redor do equilíbrio
qualitativo
quantitativo
ESTABILIDADE E RESILIÊNCIA
SISTEMAS POUCO ESTÁVEIS PODEM SER RESILIENTES
BALANÇO ENTRE ESTABILIDADE E RESILIÊNCIA
 Produto da história evolutiva dos sistemas frente a amplitude de flutuações randômicas
que tenham vivenciado
Quanto mais homogêneo o ambiente no espaço e no tempo, maior a probabilidade do
sistema de apresentar baixas flutuações (alta estabilidade) e baixa resiliência
Quanto mais aberto o sistema para migrações, maior a resiliência, mas não
necessariamente a estabilidade
ESTABILIDADE E RESILIÊNCIA
VISÕES CONFLITANTES ENTRE DIVERSIDADE, CONECTÂNCIA E ESTABILIDADE
 Elton e MacArthur – maior número
de ligações maior estabilidade
 May – maior número de ligações
desestabilizam os sistemas
 Muitas ligações permitem a
manutenção do fluxo de energia e
nutrientes através de ligações
alternativas quando uma espécie se
torna rara ou se extingue
 Muitas ligações levam a maiores
flutuações
RESILIÊNCIA
ESTABILIDADE
qualitativo
quantitativo
ESTABILIDADE E RESILIÊNCIA
MANEJO DE SISTEMAS ECOLÓGICOS
 Ênfase nos domínios de atração e na
persistência
 Ênfase no equilíbrio e na manutenção
do mesmo
 Manter opções, focar eventos em
escala regional e não local, focar na
heterogeneidade
 Manter o mundo previsível e extrair o
excesso de produção com a menor
flutuação possível
 Não assumir conhecimento, esperar o
inesperado
 Pode reduzir a resiliência e tornar o
sistema susceptível ao acaso
RESILIÊNCIA
ESTABILIDADE
qualitativo
quantitativo
May, R.M. 1977. Thresholds and breakpoints in
ecosystems with a multiplicity of stable states. Nature
269: 471-477.
“A dinâmica é descrita por um único vale (um atrator global)? Ou a
paisagem que representa a dinâmica é marcada por muitos vales separados por
montanhas e divisores de água?
No primeiro caso, o sistema tem um único estado para o qual tenderá a
partir de todas as condições inicias e de qualquer perturbação. No segundo, o
estado em que o sistema se estabelece depende das condições iniciais: o sistema
pode voltar para este estado depois de perturbações pequenas, mas grandes
perturbações tem a chance de levar o sistema para alguma outra região da
paisagem de dinâmica.
Se há apenas um estado, efeitos históricos não são importantes; se há
muitos estados alternativos localmente estáveis, acidentes históricos podem ser
de significância primordial.
Obviamente questões deste tipo são muito importantes no
entendimento e manejo de ecossistemas.”
ANÁLISE DE MODELOS DE 1 OU 2 ESPÉCIES
van Nes & Scheffer. 2004. Large species shifts triggered
by small forces. Am. Nat. 164: 255-266.
MÚLTIPLOS ESTADOS E O NÚMERO DE ESPÉCIES NAS COMUNIDADES
Modificação do modelo de LOTKA-VOLTERRA:
 K sujeito a fator ambiental ao qual a espécie tem determinada sensibilidade
 Fator de imigração
 Ruído adicionado ao fator ambiental
150 comunidades de 20 espécies
 Para cada uma, 100 simulações variando as condições iniciais de todas as espécies
van Nes & Scheffer. 2004. Large species shifts triggered
by small forces. Am. Nat. 164: 255-266.
MÚLTIPLOS ESTADOS:
 Comuns em modelos
de muitas espécies
 Especialmente se há
simetria na competição
 Múltiplos atratores na
definição da composição
das comunidades
van Nes & Scheffer. 2004. Large species shifts triggered
by small forces. Am. Nat. 164: 255-266.
MÚLTIPLOS ESTADOS:
 Comuns em modelos
de muitas espécies
 Especialmente se há
simetria na competição
 Múltiplos atratores na
definição da composição
das comunidades
RESILIÊNCIA E ESTADOS MÚLTIPLOS
2. MODELOS SIMPLES OU SIMPLES DEMAIS?
Domínios de atração, resiliência e estabilidade
Holling 1973, Van Nes e Scheffer 2004
1. DA ONDE SAIU ESTA AULA?
3. RESILIÊNCIA
Analogias e conceitos
Comunidades x ecossistemas
Beisner et al. 2003, Peterson
et al. 1998, Walker et al. 2004
5. IMPLICAÇÕES PARA O MANEJO
Resiliência e o manejo de sistemas
sócio-ecológicos
Resiliance Alliance, Fischer et al.
2009
4. MÚLTIPLOS ESTADOS
Evidência empírica
Exemplos
Schröder et al. 2005, Folke et al. 2004
Beisner, Haydon, Cuddington. 2003. Alternative stable
states in ecology. Front. Ecol. Environ. 1: 376–382.
Interesse nas regras de montagem de
comunidades (Law and Morton 1993;
Drake 1991)
Foca nos efeitos das mudanças ambientais
no estado de comunidades e ecossistemas
(Scheffer et al. 2001; Dent et al. 2002)
 O ambiente é de alguma maneira
considerado fixo
PERSPECTIVA DA COMUNIDADE
PERSPECTIVA DO ECOSSISTEMA
CONCEITOS E ANALOGIAS COMUNS ÀS DUAS
PERSPECTIVAS
SUPERFÍCIE ou PAISAGEM
 Todos os estados possíveis de um sistema
POSIÇÃO DA BOLA
 Estado atual do sistema
NATUREZA DA PAISAGEM
 antecipa o movimento da bola
 na ausência de intervenção externa, a bola
sempre rola montanha abaixo
VALES ou BACIAS
 DOMÍNIOS DE ATRAÇÃO
 uma vez dentro do domínio “rola” para aquele
estado
PERGUNTA QUE NÃO QUER CALAR:
COMO A BOLA SE MOVE DE UMA BACIA
PARA A OUTRA??
 mudanças no ambiente
perturbação direta sobre as VARIÁVEIS
do sistema, e.g. densidade populacional
 que levam a mudança dos PARÂMETROS
que determinam o comportamento e
interação das VARIÁVEIS do sistema, e.g.
taxas de natalidade, mortalidade,
capacidade de suporte, migração
 MOVA A BOLA (estado do sistema)
 condições ambientais fixas
 MUDE A PAISAGEM (estados possíveis)
 condições ambientais mutáveis
PERSPECTIVA DA COMUNIDADE
PERSPECTIVA DO ECOSSISTEMA
UMA DETERMINADA QUANTIDADE – VARIÁVEL OU PARÂMETRO?
VARIÁVEIS
 Quantidades que mudam rápido em
resposta a dinâmica do modelo
 Apresentam portanto feedbacks
rápidos com variávies incluídas no
modelo
PARÂMETROS
 Quantidades que são independentes ou
fracamente afetadas pela dinâmica do
modelo
 Apresentam feedbacks muito lentos com
as variáveis incluídas no modelo
EXEMPLO - PRESSÃO DE PESCA
 sujeita a rápido feedback do estoque
de peixes – VARIÁVEL (homens como
predadores)
 independente de feedbacks com os
estoques de peixes – PARÂMETRO (taxa de
mortalidade)
PERSPECTIVA DA COMUNIDADE
PERSPECTIVA DO ECOSSISTEMA
RESILIÊNCIA E ESTABILIDADE DE NOVO!?!?!
 característica da bacia (DOMÍNIO DE ATRAÇÃO)
RESILIÊNCIA
 largura, perturbação necessária
 determina o quanto de perturbação o
sistema pode receber sem mudar de estado
ESTABILIDADE
inclinação, velocidade
 importa apenas quando a perturbação não é
suficiente para tirar o sistema do DOMÍNIO DE
ATRAÇÃO
Peterson et al. 1998.
RESILIÊNCIA
RESILIÊNCIA :
 capacidade do sistema de absorver distúrbios e reorganizar-se de maneira a reter
essencialmente a mesma função, estrutura, identidade e feedbacks
Walker et al. 2004.
RESILIÊNCIA
 característica da bacia (DOMÍNIO DE ATRAÇÃO)
 ESTÁTICAS
PERSPECTIVA DA COMUNIDADE
DINÂMICAS
 RESILIÊNCIA PODE SER ERODIDA
PERSPECTIVA DO ECOSSISTEMA
MUDANÇAS BRUSCAS DE REGIME (REGIME SHIFTS)
mesma força - resultados muito diferentes
 mudanças bruscas de regime – NÃO
proporcionais às perturbações
MUDANÇAS BRUSCAS DE REGIME (REGIME SHIFTS)
mesma força - resultados muito diferentes
 mudanças bruscas de regime – NÃO
proporcionais às perturbações
HISTERESE
 se refere às condições ambientais PORTANTO SE APLICA DIRETAMENTE APENAS A
PERSPECTIVA ECOSSISTÊMICA
 Numa mesma condição ambiental o sistema
pode estar em estados diferentes
 A reversão de um estado para o outro ocorre
em condições ambientais distintas
HISTERESE
 EXEMPLO
Águas claras com vegetação
submersa
Águas turvas sem vegetação
submersa
eutrofização
HISTERESE
 FEEDBACKS QUE LEVAM A ESTABILIZAÇÃO DE UM ESTADO
Águas claras com vegetação
submersa
Águas turvas sem vegetação
submersa
eutrofização
Scheffer et al. 1993
RESILIÊNCIA E ESTADOS MÚLTIPLOS
2. MODELOS SIMPLES OU SIMPLES DEMAIS?
Domínios de atração, resiliência e estabilidade
Holling 1973, Van Nes e Scheffer 2004
1. DA ONDE SAIU ESTA AULA?
3. RESILIÊNCIA
Analogias e conceitos
Comunidades x ecossistemas
Beisner et al. 2003, Peterson
et al. 1998, Walker et al. 2004
5. IMPLICAÇÕES PARA O MANEJO
Resiliência e o manejo de sistemas
sócio-ecológicos
Resiliance Alliance, Fischer et al.
2009
4. MÚLTIPLOS ESTADOS
Evidência empírica
Exemplos
Schröder et al. 2005, Folke et al. 2004
Schröder et al. 2005. Direct experimental evidence for
alternative stable states: a review. Oikos 110: 3-19.
PROBLEMAS DOS ESTUDOS NÃO-MANIPULATIVOS
Não podem DESCARTAR EXPLICAÇÕES ALTERNATIVAS, mais parcimoniosas:
 Respostas abruptas, mas ainda assim contínuas, às condições ambientais
 Ciclos de longa periodicidade
Chavez et al. Science 2003
Schröder et al. 2005. Direct experimental evidence for
alternative stable states: a review. Oikos 110: 3-19.
TESTES ROBUSTOS ATRAVÉS DE EXPERIMENTOS MANIPULATIVOS
(1) TESTE DE DISCONTINUIDADE
Limiares diferentes para mudanças
de um estado para o outro
(3) Sensibilidade do estado
às condições iniciais
(2) TESTE DA NÃO-RECUPERAÇÃO
permanência no estado depois da transição
Schröder et al. 2005. Direct experimental evidence for
alternative stable states: a review. Oikos 110: 3-19.
 Web-of-Science (1986/2004)
 Biological Abstracts (1980/2004)
 Resilience Alliance Online Database (Resilience and SFI 2004)
Para cada estado, avaliaram:
ALTERNATIVIDADE: diferentes estados nas mesmas condições ambientais
ESTABILIDADE: sem mudança depois que todos os indivíduos residentes já tivessem
sido substituídos
Para cada estudo:
 TIPO: campo ou laboratório
 HABITAT: marinho, água doce ou terrestres
 GRUPOS DE ORGANISMOS
 ESQUEMA TEÓRICO
Schröder et al. 2005. Direct experimental evidence for
alternative stable states: a review. Oikos 110: 3-19.
 35 experimentos
 14 não apropriados pelo tempo curto ou inconsistências no desenho
 21 restantes, 13 (62%) encontraram suporte e 8 (38%) não para a existência de
múltiplos estados alternativos
Folke et al. 2004. Regime shifts, resilience, and
biodiversity in ecosystem management. Annu. Rev. Ecol.
Evol. Syst. 35:557–81.
Folke et al. 2004. Regime shifts, resilience, and
biodiversity in ecosystem management. Annu. Rev. Ecol.
Evol. Syst. 35:557–81.
Recifes de coral e recifes de algas
Recifes de coral e recifes de algas - Caribe
Declínio acentuado
Resposta linear a mudanças ambientais? Múltiplos estados?
Limitações éticas para experimentação em escala adequada
Gardner et al. Science 2003.
Recifes de coral e recifes de algas - Caribe
Mumby Coral Reefs 2009.
Recifes de coral e recifes de algas
Modelo de simulação parametrizado com dados
Simula feedback que manteria os diferentes estados
Mumby Coral Reefs 2009.
Recifes de coral e recifes de algas
Modelo de simulação parametrizado com dados
Simula feedback que manteria os diferentes estados
Mumby et al. Nature 2007.
FLORESTAS DE KELP E OURIÇO DO MAR
FLORESTAS DE KELP E OURIÇO DO MAR
Steneck et al. Environmental Conservation 2002.
FLORESTAS DE KELP E OURIÇO DO MAR
Steneck et al. Environmental Conservation 2002.
FLORESTAS DE KELP E OURIÇO DO MAR
RESILIÊNCIA E ESTADOS MÚLTIPLOS
2. MODELOS SIMPLES OU SIMPLES DEMAIS?
Domínios de atração, resiliência e estabilidade
Holling 1973, Van Nes e Scheffer 2004
1. DA ONDE SAIU ESTA AULA?
3. RESILIÊNCIA
Analogias e conceitos
Comunidades x ecossistemas
Beisner et al. 2003, Peterson
et al. 1998, Walker et al. 2004
5. IMPLICAÇÕES PARA O MANEJO
Resiliência e o manejo de sistemas
sócio-ecológicos
Resiliance Alliance, Fischer et al.
2009
4. MÚLTIPLOS ESTADOS
Evidência empírica
Exemplos
Schröder et al. 2005, Folke et al. 2004
RESILIÊNCIA E O MANEJO DE SISTEMAS SOCIOECOLÓGICOS
estudar a dinâmica de sistemas
sócio-ecológicos
 conceitos de RESILIÊNCIA,
ADAPTABILIDADE, e
TRANSFORMABILIDADE
 base para desenvolvimento
sustentável
RESILIÊNCIA E O MANEJO DE SISTEMAS SOCIOECOLÓGICOS
 mudança de paradigma no
manejo de recursos naturais:
Da OTIMIZAÇÃO TOP-DOWN
COMMAND-AND-CONTROL
para PROMOÇÃO DE RESILIÊNCIA E
SELF-ORGANIZATION
RESILIÊNCIA E O MANEJO DE SISTEMAS SOCIOECOLÓGICOS
Fischer et al. TREE 2009.
Suding and Hobbs TREE 2009.
RESILIÊNCIA E O MANEJO DE SISTEMAS SOCIOECOLÓGICOS
Hobbs et al. TREE 2009.
RESILIÊNCIA E O MANEJO DE SISTEMAS SOCIOECOLÓGICOS
RESILIÊNCIA E ESTADOS MÚLTIPLOS
Resiliência e Estados Múltiplos
Beisner, B.E. et al. 2003. Alternative stable states in ecology. Front. Ecol. Environ. 1: 376–382.
Elmqvist et al. 2003. Response diversity, ecosystem change, and resilience. Frontiers in Ecology and
Environment1: 488–494.
Fischer, J. et al. 2007. Functional Richness and Relative Resilience of Bird Communities in Regions with
Different Land Use Intensities. EcosystemsDOI: 10.1007/s10021-007-9071-6.
Folke, C. et al. 2004. Regime shifts, resilience, and biodiversity in ecosystem management. Annu. Rev. Ecol.
Evol. Syst. 35: 557–81.
Grimm, V. & Wissel, C. 1997. Babel, or the ecological stability discussions: an inventory and analysis of
terminology and a guide for avoiding confusion. Oecologia 109: 323–334.
Holling C.S. 1973. Resilience and stability of ecological systems. Annu. Rev. Ecol. Syst. 4: 1-23.
May, R.M. 1997. Thresholds and breakpoints in ecosystems with a multiplicity of stable states. Nature 269:
471-477.
Peterson, G. et al. 1998. Ecological Resilience,Biodiversity, and Scale. Ecosystems 1: 6–18.
Scheffer, M. et al. 2001. Catastrophic shifts in ecosystems. Nature 413: 591-596.
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