Slide sem t

1
PROGRAMA DE VERÃO DO LNCC 2004 MINICURSO Introd
ução aos Modelos em Ecologia Populacional Michel
Iskin da Silveira Costa 9 de fevereiro a 13 de
fevereiro de 2004
2
PARTE 1
3
Introdução aos modelos em ecologia populacional
Contagem de indivíduos - Densidade populacional
Reprodução de séries temporais - Censos
populacionais
Gerações separadas
Gerações sobrepostas
Homogeneidade espacial e etária (estágio)
4
Modelagem da variação do número de indivíduos de
uma população
Número de nascimentos (B)
5
Gerações separadas Dinâmica
independente da densidade
1000 ovos X 0,92920 larvas
920 larvas X 0,25 230 pupas
230 pupas X 0,2 46 adultos
Combinando-se as frações de sobrevivência 0,92
X 0,25 X 0,2 0,046 fração de sobrevivência
total média
1000
4600
x 0,046
x 100
6
Um modelo de dinâmica populacional independente
da densidade
Dinâmicas possíveis
7
Gerações separadas Caso Logístico Dependência da
densidade
8
Na fase larval
Como Lt0,92 Et e Lmax0,92 Emax
Equação Logística
9
Simulações do logístico discreto
R2 e K5
10
Simulações do logístico discreto
R2,7 e K5
11
R3 e K5
Simulações do logístico discreto
12
Simulações do logístico discreto
R3,5 e K5
13
Simulações do logístico discreto
R3,9 e K5
14
Gerações separadas Caso Ricker Dependência da
densidade
15
Na fase larval
Como Lt0,92 Et
Equação de Ricker
16
Modelo de Ricker
17
Modelo de Ricker
18
Modelo de Ricker
19
Modelo de Ricker
20
Modelo de Ricker
21
Modelo de BevertonHolt
22
PARTE 2
23
Estrutura dos modelos de gerações discretas sem
sobreposição de gerações
Populações de equilíbrio
Graficamente
Bissetriz
F
24
Incorporação de fecundidade e mortalidade
específicas de faixas etárias
Instante t2
Fecundidade b0 vezes o número de indivíduos de
idade a0 em t1
Sobrevivência p0 vezes o número de indivíduos
de idade a0 em t1
25
Incorporação de fecundidade e mortalidade
específicas de faixas etárias
0
26
(No Transcript)
27
EVOLUÇÃO TEMPORAL DE QUATRO FAIXAS ETÁRIAS DE UMA
POPULAÇÃO
28
Diagrama de um modelo de estrutura de estágios
L - GRANDE
T - MINÚSCULO
M - MÉDIO
S - PEQUENO
29
(No Transcript)
30
Crescimento populacional contínuo
t1
t2
31
Detectar os processos que influenciam a variação
do número de indivíduos entre os instantes t1 e
t2
32

33
Reprodução Contínua
34
Caso independente da densidade
35
Simulações Exponencial contínuo r0,1 (linha
vermelha) e r-1 (linha azul)
EXTINÇÃO
36
Caso logístico
37
Simulações Logístico contínuo r0,3 e K50 Uma
condição inicial acima da capacidade suporte e
outra abaixo
38
PARTE 3
39
Interações tróficas
Mecanismos de predação
Resposta funcional
Resposta funcional Número de presas capturadas
por unidade de tempo por predador
r - raio de visão do predador
40
Resposta funcional tipo I
Número de presas capturadas por unidade de
tempo por predador
Densidade de presas
CONSUMO ILIMITADO
41
Resposta funcional tipo II
Número de presas capturadas por unidade de
tempo por predador
Densidade de presas
SATURAÇÃO DO CONSUMO
42
Resposta funcional tipo III
Número de presas capturadas por unidade de
tempo por predador
Densidade de presas
SATURAÇÃO DO CONSUMO
43
Interações tróficas
Predação
Parasitismo
Herbivoria
Variação do crescimento do recurso no mesmo
intervalo de tempo
PREDADOR GERALISTA
44
Recurso com crescimento logístico e consumo por
reposta funcional tipo I
45
(No Transcript)
46
Recurso com crescimento logístico e consumo por
reposta funcional tipo II
47
Multiplicidade de estados de equilíbrio
48
Recurso com crescimento logístico e consumo por
reposta funcional tipo III
49
Multiplicidade de estados de equilíbrio
Populações de equilíbrio
50
Interações tróficas Predador especialista
Crescimento das presas na ausência
dos predadores no mesmo intervalo de tempo
Conversão das presas consumidas em novos
predadores no mesmo intervalo de tempo
51
Modelo de Predação Lotka Volterra Simples
N- Presas P - Predadores
Crescimento das presas na ausência
dos predadores no mesmo intervalo de tempo
Conversão das presas consumidas em novos
predadores no mesmo intervalo de tempo
Taxa de mortalidade de predadores
52
(No Transcript)
53
Simulações Lotka Volterra Gráfico do plano de
fase Predadores X Presas
54
Lotka Volterrra - Plano de fase Várias
populações iniciais
55
Simulações Lotka Volterra dependência da
densidade nas presas
N- Presas P - Predadores
Crescimento das presas na ausência
dos predadores no mesmo intervalo de tempo
Conversão das presas consumidas em novos
predadores no mesmo intervalo de tempo
Taxa de mortalidade de predadores
56
Simulações Lotka Volterra dependência da
densidade nas presas Resposta funcional tipo I
57
Simulações Lotka Volterra dependência da
densidade nas presas Resposta funcional tipo I
58
Modelo de predação com resposta funcional tipo II
N- Presas P - Predadores
Crescimento das presas na ausência
dos predadores no mesmo intervalo de tempo
Conversão das presas consumidas em novos
predadores no mesmo intervalo de tempo
Taxa de mortalidade de predadores
59
Simulações Lotka Volterra dependência da
densidade nas presas Resposta funcional Tipo II
60
Simulações Lotka Volterra dependência da
densidade e resposta funcional tipo II
61
PARTE 4
62
Multiplicidade de estados de equilíbrio
Populações de equilíbrio
COMO VARIA O NÚMERO DE POPULAÇÕES DE EQUILÍBRIO
COM A QUANTIDADE DE PREDADORES (P)?
63
DESTA FORMA,
COLAPSO
64
Modelo de predação com resposta funcional tipo II
N- Presas P - Predadores
65
Relação Hospedeiro-Parasitóide
Ovos de Hospedeiro
66
Modelo Hospedeiro-Parasitóide Homogeneidade
espacial e resposta funcional tipo Poisson
67
Homogeneidade espacial Dependência da
densidade nos hospedeiros e resposta funcional
tipo Poisson
RICKER
68
Modelo Hospedeiro-Parasitóide Dependência da
densidade de hospedeiros e resposta funcional
tipo Poisson
69
Modelo Hospedeiro-Parasitóide Dependência da
densidade de hospedeiros e resposta funcional
tipo Poisson
70
Modelo Hospedeiro-Parasitóide Dependência da
densidade de hospedeiros e resposta funcional
tipo Poisson
71
Modelo Hospedeiro-Parasitóide Dependência da
densidade de hospedeiros e resposta funcional
tipo Poisson
72
Modelo Hospedeiro-Parasitóide Dependência da
densidade de hospedeiros e resposta funcional
tipo Poisson
73
Cadeias tróficas Recursos bióticos Resposta
funcional tipo I
O enriquecimento de nutrientes (aumento do valor
de K ) não altera o nível populacional de
consumidores (C) no equilíbrio
74
Cadeias Tróficas
Populações de equilíbrio
K1
K2
K3
Quantidade de nutriente K
75
Cadeias tróficas Recursos bióticos Resposta
funcional tipo II
O enriquecimento de nutrientes (aumento do valor
de K não altera o nível populacional de
consumidores (C) no equilíbrio)
76
Cadeias tróficas Recursos abióticos Resposta
funcional tipo I
FONTE EXTERNA
77
Cadeias tróficas Recursos abióticos Resposta
funcional tipo II
FONTE EXTERNA
78
CASCATAS TRÓFICAS
BIOMANIPULAÇÃO

79
PARTE 5
80
LOGÍSTICO
EFEITO ALLEE NÍVEL POPULACIONAL MÍNIMO PARA A
SOBREVIVÊNCIA
81
Predador presa com efeito Allee nas presas
82
Predador presa com efeito Allee nas presas
83
Competição interespecífica
INTERFERÊNCIA
(-)
CONSUMIDORES RECURSOS IMPLÍCITOS
(-)
EXPLORAÇÃO
CONSUMIDORES RECURSOS EXPLÍCITOS
84
Modelo de Lotka Volterra para competição por
interferência
85
LOTKA VOLTERRRA COMPETIÇÃO POR INTERFERÊNCIA
COEXISTÊNCIA
86
LOTKA VOLTERRRA COMPETIÇÃO POR INTERFERÊNCIA
COEXISTÊNCIA
87
LOTKA VOLTERRRA COMPETIÇÃO POR INTERFERÊNCIA
EXCLUSÃO COMPETITIVA
88
LOTKA VOLTERRRA COMPETIÇÃO POR INTERFERÊNCIA
EXCLUSÃO COMPETITIVA
89
Competição por recursos abióticos Exploração
Resposta funcional tipo II
DUAS ESPÉCIES EM UM MESMO NÍVEL TRÓFICO
EXCLUSÃO COMPETITIVA
90
Competição por recursos bióticos Exploração
Resposta funcional tipo II
DUAS ESPÉCIES EM UM MESMO NÍVEL TRÓFICO
COEXISTÊNCIA - EXCLUSÃO COMPETITIVA
91
Modelos de Dinâmica de Metapopulação
Balanço de colonização e extinção local
Modelos de Metapopulação de uma Espécie
Ambiente fragmentado
COLONIZAÇÃO EXTERNA
I L H A S
COLONIZAÇÃO INTERNA
Não há distinção de localização espacial nem de
área entre os fragmentos. Todos são
colonizados com a mesma probabilidade
92
Modelos de Dinâmica de Metapopulações
Modelos de Metapopulação de uma Espécie
Colonização Externa
93
Modelos de metapopulação de uma espécie Caso
Continente - ilha Colonização externa
Não há possibilidade de extinção global
94
Modelos de metapopulação de uma espécie
Colonização interna
Pesistência da metapopulação
Proporção das áreas ocupadas no equilíbrio
Destruição de habitat
Proporção de habitat disponível
95
Metapopulações de espécies competitivas
Espécie 1 competitivamente superior a espécie 2
Espécie 2
Espécie 1
96
Modelo de metacomunidades com duas espécies
competitivas Colonização interna
ESPÉCIE 1 COMPETITVAMENTE SUPERIOR
ESPÉCIE 2
97
Destruição de habitat Espécies competitivas
Destruição de habitat
Proporção das áreas ocupadas no equilíbrio
Proporção de habitat disponível
98
METAPOPULAÇÕES - PREDADOR-PRESA
Presa
Predador
99
METAPOPULAÇÕES - PREDADOR-PRESA COLONIZAÇÃO
INTERNA
Espécie 2 Presa
Espécie 1 Predador
100
Destruição de habitat Predador-presa
Proporção das áreas ocupadas no equilíbrio
No equilíbrio,
Proporção de habitat disponível
Persistência do predador
101
RESUMO
UMA ESPÉCIE
GERAÇÕES SEPARADAS - GERAÇÕES CONTÍNUAS
SOBREPOSIÇÃO DE GERAÇÕES - ESTRUTURA ETÁRIA E DE
ESTÁGIO
DUAS OU MAIS ESPÉCIES
EXPLORAÇÃO DE RECURSO
PREDAÇÃO PARASITISMO HERBIVORIA
COMPETIÇÃO
CADEIAS TRÓFICAS
METAPOPULAÇÃO
102
LISTA DE ALGUNS PESQUISADORES
Abrams P A Akçakaya H R Arditi R Bascompte
J Beddington J R Begon M Berryman A A Case
T Chesson P De Angelis D L De Roos AM Dennis
B Doebelli M Getz W M Ginzburg L R Gotelli N
J Grover J Gurney W S C
Hanski I Hassell M P Hastings A Holt R D Kareiva
P Levin S A Nisbet R Polis G A Rohani
P Roughgarden J Ruxton G D Scheffer M Schmitz
O.J. Strong D R Sutherland W J Tilman D Turchin P
103
LISTA DE ALGUNS PERIÓDICOS
ECOLOGY ECOLOGICAL MONOGRAPHS AMERICAN
NATURALIST OIKOS ECOLOGY LETTERS TRENDS IN
ECOLOGY AND EVOLUTION JOURNAL OF ANIMAL
ECOLOGY JOURNAL OF ECOLOGY JOURNAL OF APPLIED
ECOLOGY RESTORATION ECOLOGY ECOSYSTEMS ECOLOGICAL
RESEARCH BIOLOGICAL CONSERVATION PROCEEDINGS OF
THE ROYAL SOCIETY BIOLOGICAL SERIES CONSERVATION
BIOLOGY ANNUAL REVIEW OF ECOLOGY AND
SYSTEMATICS ANNUAL REVIEW OF ENTOMOLOGY THEORETICA
L POPULATION BIOLOGY JOURNAL OF THEORETICAL
BIOLOGY ECOLOGICAL MODELLING BULLETIN OF
MATHEMATICAL BIOLOGY JOURNAL OF BIOLOGICAL
SYSTEMS MATHEMATICAL BIOSCIENCES NATURAL
RESOURCES MODELING
104
LISTA DE ALGUNS LIVROS
Population Ecology A Unified Study of Animals
and Plants Michael Begon, David J. Thompson, M.
Mortimer Blackwell Science 1996
Ecology Individuals, Populations and
Communities Michael Begon, C. R. Townsend, J. L.
Harper Blackwell Science 1996
Dynamics of arthropod predator-prey systems,
Hassell M P Theoretical ecology principles and
applications, May R M ECOLOGICAL DYNAMICS,
Nisbet R e Gurney W S C MATHEMATICAL BIOLOGY,
Murray, J D MATHEMATICAL MODELS IN BIOLOGY ,
Keshet L E LECTURE NOTES IN BIOMATHEMATICS