O documento discute métodos para medir parâmetros populacionais como abundância, densidade e estrutura. Ele explica que a densidade populacional é o número de indivíduos por unidade de área e como esta pode ser estimada através de amostragem, contagens totais ou marcação e recaptura de organismos.

1. Ecologia de Populações
Prof. Dr. Harold Gordon Fowler
popecologia@hotmail.com
Abundância e Densidade
Populacional

2. Populações
Os ecólogos geralmente definam uma
população como um grupo de indivíduos da
mesma espécies que vivem numa área
específica.
Caracterizada pela distribuição (tamanho, forma e
localização da área, padrão espacial)
Caracterizada pela abundancia (número de
indivíduos, número de indivíduos por área =
densidade).
A determinação da distribuição e abundancia de
populações é um problema focal para os ecólogos

3. População
Padrão estática da população
Cada população pode ser descrita pelos
parâmetros estáticos de:
Abundancia; (número total de indivíduos)
Densidade; (número de indivíduos por unidade
de área)
Estrutura interna; (hierarquia, quem é quem,
estrutura sexual (animais – monogamia,
poligamia)

4. Acer rubrum
Betula lenta
Castanea sativa
Fagus
sylvaticus
Magnolia
acuminata
Pinus strobus
Quercus robur
Tsuga
heterophylla
Padrão dinâmica
Porcentagem
de cada da população
espécie

5. Padrão estática da população
Tamanho populacional – o número total
de indivíduos na população
Fig. 50.2

6. Tamanho populacional
Tamanho: número de indivíduos
Padrão estática da população
Simplesmente
é o número
de indivíduos
na população
num período
de tempo.

7. Tamanho
Populacional
O número de organismos
presentes num tempo
particular = abundancia
– Os números podem
aumentar, decair, o
ficar constante
Padrão estática da
população

8. TAMANHO POPULACIONAL
Padrão estática da população
número de indivíduos que ela contém;
planos de gestão e conservação – entender a
variação do tamanho;
densidade: no de indivíduos / unidade de área
multiplicado pela área total estima-se a
população total

9. Densidade Populacional
Padrão estática da população
Densidade – o número de indivíduos por área
ou volume

10. Densidade Populacional
Padrão estática da população
Porque uma população se define em termos de uma amplitude
geográfica natural ou arbitraria, então a densidade
populacional pode ser definida simplesmente pelo número de
indivíduos por unidade de área
Espécies distintas existem em densidades diferentes em seus
ambientes, e a mesma espécie pode alcançar uma densidade em
um ambiente e outra em outro ambiente
As densidades populacionais podem ser determinadas em termos
de alguma medida alem do tamanho populacional por unidade de
área como biomassa populacional por unidade de área
Podemos determinar um tamanho populacional médio [ou
densidade] para várias espécies, o tamanho médio pode ter
menos interesse do que a tendência anual dos números.

11. Padrão estática da população
Densidade Populacional dos Estados Unidos

12. Densidade Populacional
Padrão estática da população
O número de indivíduos na população
por unidade de área ou volume num
período de tempo.
– Para muitos organismos, é a densidade de
uma população em vez de que seus
números que afeita o organismo.
– Pode ser difícil medir
– Os indivíduos não ocupam todo o espaço
da área

13. Densidade Populacional
Padrão estática da população
O número de indivíduos dentro de uma
população por unidade de área num período
de tempo
– As densidades altas facilitam encontrar um par
para cruzar, mas também aumentam a
competição, e a vulnerabilidade a predação
– As densidades baixas dificultam encontros de
um par para cruzar, mas os indivíduos gozam de
recursos e espaço sem limites

14. Padrão estática da população
Densidade:
Tamanho da população: (nº de indivíduos ou biomassa) em
relação a uma unidade de espaço;
-Densidade bruta: nº ou biomassa / unidade de espaço;
-Densidade específica ou ecológica: números ou biomassa /
unidade de espaço do habitat;
-Abundância relativa: índice relativo ao tempo;
-Frequência: índice relativo à ocorrência;
-Valor de importância: densidade e freqüência combinadas;

15. Densidade Ecológica
Padrão estática da população
Número de indivíduos por unidade de
habitat disponível
Usada raramente
Difícil determinar a porção da área que
forma um habitat apropriado
Parte do habitat apropriado pode não ser
ocupada

16. Densidade Populacional
Padrão estática da população
Medida da população por unidade de
área ou volume
Formula: Dp= N
E
Densidade populacional = número de indivíduos
÷ unidade de espaço

17. Medindo a densidade
Padrão estática da população
métodos para medir a densidade: censo total,
amostragem, marcação e recaptura, retirada e método
sem área.

18. MEDINDO A DENSIDADE
Padrão estática da população
contar todos os indivíduos: pop. pequena,
identificação única;
plantas ou organismos sésseis: densidade
local extrapolada para total;
organismo se move mais rápido – outros
métodos;
Marcação e recaptura;

19. ESTRUTURA POPULACIONAL
Padrão estática da população
• Densidade e distribuição de indivíduos;
• Proporções – classe etária;
• Sistemas de acasalamento;
• Variação genética;
• Comportamento dinâmico: nascimentos,
mortes e movimentos

20. Cientistas podem estudar populações
durante anos

21. Flutuações extremos do tamanho
populacional são mais comuns nos
invertebrados do que em mamíferos grandes
730,000
Vento
Pesca comercial (kg) de
flutuando carangejos machos (log)
100,000
que leva os
ovos ao mar
Canibalismo
10,000
1950 1960 1970 1980 1990
Ano

22. Densidade Populacional
As densidades variam muito entre grupos
taxonômicos e entre populações
– Devido aos efeitos da mobilidade e tamanho
relativo ao pesquisador humano
– Os animais pequenos geralmente são mais
abundantes do que os animais grandes

23. Densidade da População Mundial

24. Densidade da População Mundial

25. Mapa Mundial da Densidade
Populacional [wikipedia.org]

26. A Distribuição da População
Global por Região, 2003 e 2050
Europa África Europa 7%
12% 14% África
America 20%
Do Norte
5%
America
Do Norte
America 5%
Latina Ásia e
Ásia e 9% Oceania
Oceania
59% America
60%
Latina
9%
População total em 2003: 6,3 bilhões População total em 2050: 9,3 bilhões

27. Densidade e Distribuição Populacional
O Homem se distribui de forma
heterogênea e vive em densidades
diferentes regionalmente.

28. População por região
Bilhões
5.3
3.9
2.0
0.9 0.7 0.8
0.6 0.5

29. Porcentagem da população
por região
Porcentagem

30. Densidade
Dependente da entrada e saída
– entrada:
nascimentos, imigração;
– saída:
mortes, emigração

31. Amostragem Populacional
Muitos fatores podem afeitar o tamanho populacional
Competição
Estrutura Dentro da
Populacional espécie
Entre as espécies
Outras interações
Predação,
Eventos aleatórios Densidade Herbívora
Demográficos, populacional outros
genéticos
Atributos do habitat Variação
Ambiental
Qualidade, Sucessão ou
Anos bons,
quantidade, Perturbação
Anos ruins
configuração
conectividade

32. Perdix perdix em vários países
Causas do declínio
– Perda de ninhos (26%)
– Mortalidade dos filhotes (29%
 44%)
– caça (7%)
– Mortalidade do inverno (38%)
Falta de
alimento
Potts (1986)

33. Densidade
Definições básicas
•DENSIDADE POPULACIONAL: Número de indivíduos por
unidade de área ou volume. Varia de ordens de magnitude

34. Densidade
Problema
Existem 10,400 ratos que vivem num
campo de 1000m x 1000m.
Qual é a densidade da população?
Resposta
A área do campo e de 1,000,000 (m2).
A densidade de ratos é 10,400
ratos/1,000,000m2=.0104/m2.

35. Densidade
Densidade bruta - No. de indivíduos por
unidade de área (sem referencia a
variação na qualidade do habitat)
Densidade ecológica - Número de
indivíduos por unidade de área de
habitat apropriado
Abundância absoluta versus abundância
relativa

36. Estimação do tamanho populacional
Tamanho populacional (número de
indivíduos) é a medida última de uma
população:
– Geralmente queremos saber quais fatores
causam a mudança do tamanho e os processos
que regulam o tamanho
O tamanho populacional total tem dois
componentes:
– densidade, o número de indivíduos por unidade
de área
– área ocupada
Densidade  área ocupada = tamanho
populacional.

37. Outros unidades de medição
de populações do Homem
A densidade aritmético é a maneira mais comum de medir a densidade
populacional, mas outros métodos foram desenvolvidos para
proporcionar uma medida mais precisa da densidade populacional numa
área particular.
Densidade Aritmética: O número total de pessoas / área km².
Densidade Fisiológica: A população total / a quantidade de terra
cultivável.
Densidade Agrícola: A população rural total / quantidade de terra
agrícola.
Densidade Residencial: O número de pessoas que vivem numa área
urbana / a área da terra residencial.
Densidade Urbana: O número de pessoas que vivem numa área urbana /
a área urbana total
Ótimo ecológico: A densidade da população que pode ser sustentada
pelo recursos naturais da área.

38. População: Densidade e
Abundancia
– O número de indivíduos de uma espécie por unidade
de área ou volume
Como medimos o tamanho populacional?
– Na maior parte dos casos, não é possível contar todos
os indivíduos numa população
– População
números (e densidades) são
estimados por indicadores
indiretos, como o número
de ninhos ou cavas

39. Dinâmica de animais no Serengeti

40. Mensurando a Densidade
Densidade absoluta
– Número de indivíduos por unidade de área
Densidade relativa
– Comparação de duas ou mais áreas para
determinar qual tem mais

41. Determinando a Densidade Populacional:
como os ecólogos contam?
A densidade é estimada por amostragem
Sub-amostragem:
– Parcelas
– Transectos
– Marcação e recaptura (organismos moveis)

42. Determinando a Densidade Populacional:
como os ecólogos contam?
Contagem completa: contagem de cada
indivíduo na população
Amostragem da População:
– Contagem de indivíduos em porções
pequenas da área (como parcelas) e
depois calcular a densidade
– Marcação e recaptura
– Índice de abundancia relativa
(armadilhas)

43. Métodos de Amostragem
Populacional
Contagens Direitos
– Armadilha
– Parcela
– Transeto
– CPUE
Marcação-Recaptura
Sem área

44. Técnicas
Amostragem dobro
– Levantamentos por captura
– Levantamentos por Videografia
Amostragem por distancia
– Transecto Linear
– Parcela circular variável
Captura –Marcação -Recaptura

45. Amostragem Populacional

46. Como estimar a densidade?
Densidade absoluta
Censo completo: contagem de cada indivíduo
da população
Um censo total pode ser possível:
– Apropriado para populações pequenas nas quais
os indivíduos podem ser marcados ou
reconhecidos individualmente
– Freqüentemente usado para espécies em risco
de extinção, e em particular para organismos
maiores como mamíferos e aves
Outras técnicas podem ser necessárias para
organismos moveis

47. Contando Indivíduos
Censo completo: contagem de
cada indivíduo da população
Amostra da População:
– contagem de indivíduos em partes
pequenas da área (parcelas) e após
calcular a densidade
– marcação e recaptura
– índice de abundância relativa (uso
de armadilhas)

48. CONTAGEM
DIREITO ARMADILHA
Contagem de todos os indivíduos Estações que capturam ou
na unidade amostral registram o passagem de
Difícil quando os indivíduos são animais moveis
abundantes (levantamentos – Armadilhas vivas ou
aéreos de jacarés) pegajosas, redes, câmara
Pode subestimar se alguns automática
indivíduos são crípticos – Armadilhas com isca,
Pode superestimar se os mesmos precisa conhecer a área
indivíduos são contados mais de atração da isca
de uma vez

49. Contagem de Indivíduos

50. Determinando a Densidade Populacional:
como os ecólogos contam?
Contagem de todos os indivíduos
– Funciona para populações pequenas de
organismos grandes ou lentos
Orcas em Oregon
200-300 em
registros históricos
71 em 1973
99 em 1995
88 em 2008

51. Determinando a Densidade Populacional:
como os ecólogos contam?
Contagem de todos os indivíduos
Sub-amostragem:
– Transectos
– Parcelas

52. Censos Totais
Para as espécies sésseis, a densidade local
pode ser determinada por parcelas, e
depois extrapolada a área total ocupada.
– 9 cupinzeiros em cerrado queimado, 6
cupinzeiros em cerrado não queimado
– 1 sauveiro em cerrado queimado, 18 sauveiros
em cerrado não queimado
– Densidade por ha é o número em 300m2 * 33.3
300 cupinzeiros/ha em cerrado queimado, 200/ha em
cerrado não queimado
33.3 sauveiros/ha em cerrado queimado, 600/ha em
cerrado não queimado
– Premissa é que a área restante é igual a área
amostrada

53. Determinando o Tamanho
da População
Contagens diretas são
mais precisas mas
geralmente
impossíveis fazerem
Podemos amostrar uma
área e depois
extrapolar

54. Censos
Presume p = 1.00 ou N (parâmetro) = C
(estatística)
Aplicação restrita a áreas de amostragem
pequenas
O censo no Brasil é lei
– A amostragem estatística é ilegal!

55. Amostragem por Retirada
O modelo de retirada: dN/dt = -aN, onde a
é a taxa de retirada.
A solução dessa equação diferencial é N =
Noexp(-at), onde No é a população inicial
O número de indivíduos
capturados por unidade de
tempo é igual a A(t) =
aNoexp(-at) Os parâmetros
a e No podem ser estimados
usando a regressão não
linear.

56. Amostragem por Retirada
Pielou (p. 127) usou um método diferente na
estimação dos parâmetros baseada na
análise dos dois primeiros intervalos de
tempo só. . Por exemplo, se as capturas
nos dois primeiros intervalos de tempo
foram 29 e 18 indivíduos, então
a = (29-18)/29 = 0.38.
Esse modelo pode ser gerado sob a premissa
de recrutamento de indivíduos (emergência
de insetos adultos).

57. Referencias
Buckland, S.T., Anderson, D.R., Burnham, K.P. e Laake, J.L. 1993. Distance
Sampling: Estimating Abundance of Biological Populations. Chapman
and Hall, London, reprinted 1999 by RUWPA, University of St.
Andrews, Scotland. 446pp.
Caughley, G. 1974. Bias in aerial survey. J. Wildl. Manage. 38:921-933.
Caughley, G. 1977. Sampling in aerial survey. J. Wildl. Manage. 41:605-
615.
Elzinga, C.L., D.W. Salzer, J.W. Willoughby, e J.P. Gibbs. 2002.
Monitoring plant and animal populations. Blackwell Science, Malden,
NY.
Hayek, L.-A. C., e M. A. Buzas. 1997. Surveying Natural Populations.
Columbia University Press, New York.
Henderson,P.A. 2003. Practical Methods in Ecology Blackwell, Oxford.
Hilborn, R., e M. Mangel. 1997. The Ecological Detective: Confronting
Models with Data. Princeton University Press, Princeton, NJ.
McCallum, H. 2000. Population Parameters: Estimation for Ecological
Models. Blackwell, Oxford.

58. Referencias
Krebs, C. J. 1989. Ecological methodology. Harper e Row, Publ., New York.
654pp.
National Park Service (NPS). 2000. Glacier Bay National Park and Preserve:
Humpback Whales.
New, T. R. 1998. Invertebrate Surveys for Conservation. Oxford
University Press, Oxford.
Schmitt, R. J., e C. W. Osenberg, eds. 1996. Detecting Ecological Impacts:
Concepts and Applications in Coastal Habitats. Academic Press, San
Diego.
Sutherland, W. J., ed. 1996. Ecological Census Techniques: A Handbook.
Cambridge University Press, Cambridge, UK.
Thompson, W. L., G. C. White, e C. Gowan. 1998. Monitoring Vertebrate
Populations. Academic Press, San Diego.
Young, L. J., e J. H. Young. 1998. Statistical Ecology: A Population
Perspective. Kluwer Academic Publishers, Boston.

59. Estimativas Populacionais
Perguntas
Que tipos de populações e situações são apropriados para cada
método? Em quais condições esses modelos não devem ser
aplicados?
Quais requisitos de cada método e como esses influenciem o
desenho e métodos de estudos de campo?
Distinguir as premissas dos métodos de marcação e recaptura e
de capturas por esforço
Quais são os benefícios e falhas de índices de densidade,
censos totais, transetos lineares e métodos de marcação e
recaptura?
Quais são as premissas de cada método?