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Densidade

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Densidade Populacional

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Densidade

  1. 1. Ecologia de Populações Prof. Dr. Harold Gordon Fowler popecologia@hotmail.comAbundância e Densidade Populacional
  2. 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 depopulações é um problema focal para os ecólogos
  3. 3. População Padrão estática da populaçãoCada população pode ser descrita pelosparâmetros estáticos de:Abundancia; (número total de indivíduos)Densidade; (número de indivíduos por unidadede área)Estrutura interna; (hierarquia, quem é quem,estrutura sexual (animais – monogamia,poligamia)
  4. 4. Acer rubrumBetula lentaCastanea sativaFagussylvaticusMagnoliaacuminataPinus strobusQuercus roburTsugaheterophylla Padrão dinâmica Porcentagem de cada da população espécie
  5. 5. Padrão estática da população Tamanho populacional – o número total de indivíduos na população Fig. 50.2
  6. 6. Tamanho populacionalTamanho: número de indivíduosPadrão estática da população Simplesmente é o número de indivíduos na população num período de tempo.
  7. 7. Tamanho Populacional O número de organismos presentes num tempo particular = abundancia – Os números podem aumentar, decair, o ficar constantePadrão estática da população
  8. 8. TAMANHO POPULACIONAL Padrão estática da populaçãonúmero de indivíduos que ela contém;planos de gestão e conservação – entender avariação do tamanho;densidade: no de indivíduos / unidade de áreamultiplicado pela área total estima-se apopulação total
  9. 9. Densidade Populacional Padrão estática da população Densidade – o número de indivíduos por área ou volume
  10. 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. 11. Padrão estática da populaçãoDensidade Populacional dos Estados Unidos
  12. 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. 13. Densidade Populacional Padrão estática da populaçãoO 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. 14. Padrão estática da populaçãoDensidade:Tamanho da população: (nº de indivíduos ou biomassa) emrelação 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. 15. Densidade Ecológica Padrão estática da populaçãoNúmero de indivíduos por unidade de habitat disponívelUsada raramenteDifícil determinar a porção da área que forma um habitat apropriadoParte do habitat apropriado pode não ser ocupada
  16. 16. Densidade Populacional Padrão estática da populaçãoMedida da população por unidade deárea ou volume Formula: Dp= N EDensidade populacional = número de indivíduos÷ unidade de espaço
  17. 17. Medindo a densidade Padrão estática da população métodos para medir a densidade: censo total,amostragem, marcação e recaptura, retirada e métodosem área.
  18. 18. MEDINDO A DENSIDADE Padrão estática da populaçãocontar todos os indivíduos: pop. pequena,identificação única;plantas ou organismos sésseis: densidadelocal extrapolada para total;organismo se move mais rápido – outrosmétodos;Marcação e recaptura;
  19. 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. 20. Cientistas podem estudar populações durante anos
  21. 21. Flutuações extremos do tamanho populacional são mais comuns nos invertebrados do que em mamíferos grandes 730,000Vento Pesca comercial (kg) deflutuando carangejos machos (log) 100,000que leva osovos ao marCanibalismo 10,000 1950 1960 1970 1980 1990 Ano
  22. 22. Densidade PopulacionalAs 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. 23. Densidade da População Mundial
  24. 24. Densidade da População Mundial
  25. 25. Mapa Mundial da DensidadePopulacional [wikipedia.org]
  26. 26. A Distribuição da PopulaçãoGlobal 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. 27. Densidade e Distribuição Populacional O Homem se distribui de forma heterogênea e vive em densidades diferentes regionalmente.
  28. 28. População por regiãoBilhões 5.3 3.9 2.0 0.9 0.7 0.8 0.6 0.5
  29. 29. Porcentagem da população por regiãoPorcentagem
  30. 30. DensidadeDependente da entrada e saída – entrada: nascimentos, imigração; – saída: mortes, emigração
  31. 31. Amostragem PopulacionalMuitos 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. 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. 33. Densidade Definições básicas•DENSIDADE POPULACIONAL: Número de indivíduos porunidade de área ou volume. Varia de ordens de magnitude
  34. 34. Densidade ProblemaExistem 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. 35. DensidadeDensidade 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 apropriadoAbundância absoluta versus abundância relativa
  36. 36. Estimação do tamanho populacionalTamanho 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 tamanhoO tamanho populacional total tem dois componentes: – densidade, o número de indivíduos por unidade de área – área ocupadaDensidade  área ocupada = tamanho populacional.
  37. 37. Outros unidades de medição de populações do HomemA densidade aritmético é a maneira mais comum de medir a densidadepopulacional, mas outros métodos foram desenvolvidos paraproporcionar uma medida mais precisa da densidade populacional numaárea particular.Densidade Aritmética: O número total de pessoas / área km².Densidade Fisiológica: A população total / a quantidade de terracultivável.Densidade Agrícola: A população rural total / quantidade de terraagrícola.Densidade Residencial: O número de pessoas que vivem numa áreaurbana / a área da terra residencial.Densidade Urbana: O número de pessoas que vivem numa área urbana /a área urbana totalÓtimo ecológico: A densidade da população que pode ser sustentadapelo recursos naturais da área.
  38. 38. População: Densidade e Abundancia – O número de indivíduos de uma espécie por unidade de área ou volumeComo 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. 39. Dinâmica de animais no Serengeti
  40. 40. Mensurando a DensidadeDensidade absoluta – Número de indivíduos por unidade de áreaDensidade relativa – Comparação de duas ou mais áreas para determinar qual tem mais
  41. 41. Determinando a Densidade Populacional: como os ecólogos contam?A densidade é estimada por amostragemSub-amostragem: – Parcelas – Transectos – Marcação e recaptura (organismos moveis)
  42. 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. 43. Métodos de Amostragem PopulacionalContagens Direitos – Armadilha – Parcela – Transeto – CPUEMarcação-RecapturaSem área
  44. 44. TécnicasAmostragem dobro – Levantamentos por captura – Levantamentos por VideografiaAmostragem por distancia – Transecto Linear – Parcela circular variávelCaptura –Marcação -Recaptura
  45. 45. Amostragem Populacional
  46. 46. Como estimar a densidade?Densidade absolutaCenso completo: contagem de cada indivíduo da populaçãoUm 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 avesOutras técnicas podem ser necessárias para organismos moveis
  47. 47. Contando IndivíduosCenso completo: contagem de cada indivíduo da populaçãoAmostra 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. 48. CONTAGEM DIREITO ARMADILHAContagem de todos os indivíduos Estações que capturam ou na unidade amostral registram o passagem deDifícil quando os indivíduos são animais moveis abundantes (levantamentos – Armadilhas vivas ou aéreos de jacarés) pegajosas, redes, câmaraPode 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. 49. Contagem de Indivíduos
  50. 50. Determinando a Densidade Populacional: como os ecólogos contam?Contagem de todos os indivíduos – Funciona para populações pequenas de organismos grandes ou lentosOrcas em Oregon200-300 emregistros históricos71 em 197399 em 199588 em 2008
  51. 51. Determinando a Densidade Populacional: como os ecólogos contam?Contagem de todos os indivíduos Sub-amostragem: – Transectos – Parcelas
  52. 52. Censos TotaisPara 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. 53. Determinando o Tamanho da PopulaçãoContagens diretas são mais precisas mas geralmente impossíveis fazeremPodemos amostrar uma área e depois extrapolar
  54. 54. CensosPresume p = 1.00 ou N (parâmetro) = C (estatística)Aplicação restrita a áreas de amostragem pequenasO censo no Brasil é lei – A amostragem estatística é ilegal!
  55. 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 inicialO número de indivíduoscapturados por unidade detempo é igual a A(t) =aNoexp(-at) Os parâmetrosa e No podem ser estimadosusando a regressão nãolinear.
  56. 56. Amostragem por RetiradaPielou (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. 57. ReferenciasBuckland, 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. 58. ReferenciasKrebs, 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. 59. Estimativas Populacionais PerguntasQue tipos de populações e situações são apropriados para cadamétodo? Em quais condições esses modelos não devem seraplicados?Quais requisitos de cada método e como esses influenciem odesenho e métodos de estudos de campo?Distinguir as premissas dos métodos de marcação e recaptura ede capturas por esforçoQuais são os benefícios e falhas de índices de densidade,censos totais, transetos lineares e métodos de marcação erecaptura?Quais são as premissas de cada método?

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