Escala

Ecologia de
Populações
Harold Gordon Fowler, Ph.D.
popecologia@hotmail.com

Escala e Escalamento na Ecologia
Ecologia de Populações - Escala

1

Escala

•O que é escala?

•Por que a escala é importante?
•Quais são as escalas apropriados de usar?
•Escalamento:
Acima: De abaixo para acima
Embaixo: de acima para abaixo
•Umas regras de escala
•Como estudar uma estrutura escalar?

Uso comum de ‘escala’


Problemas de Escala
Qual é a relevância de escala?
As observações tem consistência em escalas diferentes?

Exemplos: conceitos de sucessão de Clements e Gleason*

*fde Allen eHoekstra. 1992. Toward a Unified Ecology. Columbia press. (chapter 4: The community criterion)


3

Escala
•O

problema de escala é considerado como um
problema central da ecologia.
• Não existe uma escala correta para estudar algo e
os resultados do estudo dependem da escala usada.
• Uma mudança linear de escala não implica uma
mudança linear do valor mensurado. Os padrões
dependentes de escala podem ser complexos e não
lineares.
• Como pode selecionar a escala(s) apropriada(s)
para um estudo?

29
4

Escala
A heterogeneidade é uma característica
fundamental da natureza, e está
presente na maioria dos variáveis
naturais. A heterogeneidade aparece a
qualquer escala.
Os sistemas ecológicos se organizam
hierarquicamente em várias escalas
espaciais e temporais.

Escala e Dados Ecológicos
Pattern and Process in the Plant Community
AS Watt, The Journal of Ecology, 1947
- GoogleScholar, 534 citações

The Problem of Pattern and Scale in
Ecology SA Levin, Ecology, 1992
GoogleScholar, 1377 citações

Por que a escala é importante?
A natureza e paisagens têm organização hierárquica.
Todos os atributos são dependentes de escala;
Nossa capacidade de desenvolver teorias das relações
entre padrão e processos é dependente do entendimento
de escalas de descrição e escalas nas quais as relações
ocorrem naturalmente;
A ligação errada entre escala do padrão e escala do
processo limita a previsibilidade dos estados ecológicos
futuros, o qual inibe o desenvolvimento de planos reais de
manejo, uma razão puramente aplicada;
Existem razões estatísticas e de amostragem (como
amostrar a uma escala que permite replicas
independentes);

7

O Conceito de Escala
Se
a previsão entre escalas e níveis
hierárquicas é a chave para entender
a complexidade ecológica

Por que escala importa?


8

A Escala Cósmica Temporal

O Calendário
Cósmico de Carl
Sagan (Dragons
of Eden, 1977)
Cada mês é
aproximadamente
igual a 1 bilhão de
anos

Unidades Temporais e de Rochas
Unidades temporais
(períodos de tempo)
Eona
Era
Período
Época
Idade

Unidades das rochas
(sequencia das
rochas)
Eonotema
Eratema
Sistema
Serie
Estágio

A Escala Temporal da
Vida
Longevidade
10log a

Terra

Volume
3
10log m

Vida da Terra

baleia

baleia

bactéria
ATP

bactéria
Molécula de água

11

A variabilidade natural do
sistema Terra - Atmosfera
•

A variabilidade natural pode ser classificada pelo tipo
de força ativa (interna ou externa ao sistema climático)
e se é periódico ou cíclico ou de episódios.

Modas da Variabilidade Natural que conhecemos:
escala
forma forças
Sazonal
90 dias
cíclica externa
El niño ciclo interno
3-5 anos cíclica interna
Oscilação do Atlântico Norte
décadas
cíclica interna??
Vulcanismo
nenhuma episódios externa
Idades de gelo
40,000 anos cíclica interna
Décadas do Pacifico
20-50 anos cíclica ????

12

Continuo Geográfico – Escalas de Processos Ecológicos

Whales

Escalas temporais
e espaciais


13

Continuo Geográfico –
Escalas de Processos Ecológicos
Whales

Clorofila
superficial


14

Adaptação
Escalas de Tempo, mecanismos, e
flexibilidade
Regulação

Fisiológico/comportamento

<< 1 geração

Reversível

Aclimação

Fisiológico/comportamento

<1 geração

Reversível

Desenvolvimento Desenvolvimento/comportamento ~1 geração

Não Reversível

Evolutivo

Reversível

Genético/ecológico

>1 geração


15

Comprimento

Tamanho e tempo de geração

Tempo de geração


16

Escala

A Balcanização da Ciência
Epidemiologia
Ornitologia
Mastologia
Entomologia

Botânica
Microbiologia
Escala Geológica
Ecologia de Paisagens
Ecologia de Comunidades
Ecologia de Populações
Etologia
Fisiologia
Biologia Celular
Biologia Molecular
Agricultura

Saúde

Recursos
Naturais

Aplicação


17

Ciências sociais

Pequena

Específico

ESCALA

CONHECIMENTO

Grande

Geral
Ecologia


18

A escala importa devido a
possibilidade da transmutação
Os padrões diferentes ‘qualitativamente’
Aparecem a níveis hierárquicos
e escalas diferentes
O’Neill, R. V. 1979

Isso é o problema, ou por que não se
preocupar de escalamento?

19

Oceanos mundiais

Geografia do Ecossistema

Bacias oceânicas

Nível mínimo de manejo

Águas
Internacionais
LMEs
EEZs

Águas
Territoriais
Costas
Mares
internas
Bacias
Baias e
Estuários
Governo RMO IMOs
Federal RSO ISOs

Governo


ONGs Academia

20

Vulnerabilidade e a
Emergência da Complexidade
Escalas temporais e espaciais expandidas
para lidar com “a sociedade atual e as
relações Homem – ambiente que
acontecem antes dos desastres” (Hewitt
1983)
A natureza e a sociedade interagem
produzindo a vulnerabilidade,
requerendo ….
Uma forma mais complexa para lidar com
desastres e as relações Homem Natureza.

21

A variação de escala pode ter efeitos
distintos em espécies distintas

(imagem do manual de Fragstats )

O padrão de distribuição espacial é ‘sensível a escala’

A escala continental as
Aves são agregadas em
regiões, biomas e
habitats

Dentro dos habitats, Dentro das
manchas, os
agregam em
Territórios
manchas com
são
mais retorno
uniformes

Dentro dos territórios,
os comportamentos
são ‘agregados’
nos micro-habitats

Em geral,
se examina a uma escala suficiente grande, as coisas se agregam
Mas se examina a uma escala suficiente pequena se aproximam uniforme.

23

Paisagem
Movimento:
semanas

Região
Movimento:
meses ou anos
Comunidade
Movimento:
semanas

Movimento:
minutos Manchas
Plantas
individuais
Movimento:
minutos
Uso de hábitat por herbívoros a distintas escalas

Espaço: a última fronteira
da ecologia?

Como definamos distintas
escalas?
Processos distintos
Taxas de processos

Os distintos níveis se baseiam na variação das taxas dos
processos: menores nos níveis superiores do que nos níveis
inferiores.
Os processos que determinam um mesmo fenômeno a
distintas escalas podem ser diferentes.

As escalas necessárias na ecologia
de populações:
Escala Temporal: (a) longevidade/duração; (b) o
período/ciclo; e (c) escala do comprimento de
correlação/ integral;
Escala Espacial: (a) extensão espacial; (b)
período espacial; e (c) escala do comprimento
de correlação/ integral;
Escala do "Organismo“: (a) tamanho
corporal/massa; (b) taxa de crescimento
específico a espécie; (c) taxa de extinção; (d)
a longevidade; (e) a área vital; (f) nicho, e
outros.

Escala Espacial e seus
componentes

O grão e extensão precisam ser definidos
por a espécie pesquisada. Se isso não
acontece os padrões não terão
significância biológica e pode resultar
em conclusões erradas.

Fina

Escala

Zona de
heterogeneidade
funcional

Grão

Zona de
heterogeneidade
funcional

Extensão

Extensão medida

Extensão

Grão

Grão medido

Grossa

Respostas dos organismos a
heterogeneidade ambiental
Sensibilidade
Grão grosso

Percebem a heterogeneidade

Grão fino

não percebem a heterogeneidade
A uma escala particular

Os padrões de “escala grande” de
distribuição:
A variação da abundancia de uma espécie
dentro da sua amplitude geográfica.
Causada pela variação de qualidade de habitat

Importância de escala nos
padrões de distribuição
A uma escala o padrão poderia ser
aleatório, e a outra escala poderia ser
uniforme

Definição:
A escala é o domínio espacial e temporal de
um objeto ou processo. Em geral, as escalas
dos padrões ou estruturas observados e as
escalas dos processos que os cria ou mantém
são correlacionadas positivamente, mas
sempre isso não acontece. A escala se
caracteriza por grau (resolução) e extensão:

·Grão: unidade menor de medida
· Extensão: Área total (ou duração do tempo)
do estudo do fenômeno

32

Grão Ambienal
Grão:
Textura dos elementos que compõem uma
paisagem
Depende do tamanho das manchas que são
reconhecíveis.

Uma paisagem de grão fino é formado por
manchas pequenas

Uma paisagem de grão grosso é formado por
manchas grandes

Grão Grosso

Grão Fino

Grão Ambienal

Escala e Grão
A resolução deve ser
somente uma função da
tecnologia e
independente do
contexto do estudo?
Quanta fina é suficiente –
ou mais resolução pode
nos causar errar?
Versus


35

Grão e extensão

estabelecem a escala e limitam qual entes e
ciclos podem ser observados. Se não
observamos algo pode ser devido a
mensuração não apropriada (grão e extensão
escolhidos erradamente). Precisamos
estabelecer os limites do processo ou
estrutura.


36

Grão e Extensão de uma espécie
Grão: menor escala da
percepção da heterogeneidade

Extensão: Maior escala da
percepção da heterogeneidade

Sensibilidade a mancha: Grão e extensão de uma
espécie
Espécie A
Espécie B
Extensão

Para essas manchas
a espécie A
demonstra um grão
grosso

Extensão

Grão
Para essa mancha a espécie A
Grão
é de grão fino
O grão e a extensão de uma espécie dependem do
tamanho e a dispersão

Aspectos de Escala
Como escala é relevante?
As observações em varias escalas são consistentes?

*de Allen e Hoekstra. 1992. Toward a Unified Ecology. Columbia press. (chapter 4: The community criterion)

39

Grão e Extensão
Escala Espacial

Escala Temporal
grão

grau

extensão

extensão
• Na

ecologia a escala
é medida em termos
de grau e extensão.
30

40

Grão de uma área de estudo:
• Medidas

tomadas em proximidade espacial ou
temporal (grão pequeno) tendem ser mais
correlacionadas entre elas do que com medidas
tomadas distintamente (não independentes).

AUTOCORRELAÇÃO


41

Extensão de uma área de estudo
Escolha uma extensão baseada na amplitude de
variação esperada (de opiniões de expertos, revisão
bibliográfica, e/ou amostragem preliminar), logística
do projeto (como acesso, custo) e metas de manejo.
extensão
Pequena demais

tempo


42

O que é ‘Escala’?
A escala espacial inclua duas
características:
resolução e extensão
Temporalmente, chamamos essas
características a resolução e o
horizonte temporal
Confusão com o termo ‘Grão’

43

Dois componentes de escala espacial
Aumento do tamanho do grão (resolução)

Aumento de extensão


44

Escala e Ecologia
Resolução espacial

Diminuir tamanho do pixel
Aumentar a resolução

>1m  1 km

Escala e Ecologia
Escopo espacial

Escala e Ecologia
Unidade é o ‘indivíduo’

O tomador de decisão é o proprietário do
lote, não os lotes

Escala e Ecologia
Escopo espacial
Resolução temporal
– MODIS: 1-2 vezes por dia
– Landsat ~ a cada 16 dias

Resolução ‘Característica’
– Resolução espectral (hiper versus multiespectro)
– Precisão de elevação

Ambigüidade do uso do
termo “Grão”
1) MacArthur e Levins (1964) : tamanho de
grão = a maneira como os animais usam
uma área.
1) Grão fino = generalistas
2) Grão grosso = especialistas
3) Ou o tamanho da unidade de recurso
2) Wiens (1989) tamanho da unidade de
observação do indivíduo
3) Forman e Gordon (1986) tamanho do
elemento da paisagem

49

Cuidado com a Escala
Nessa disciplina:
Grão -o tamanho das manchas de habitat
do animal relativo a movimentação do
animal, ou capacidade de se locomover
a distancias relativamente grandes


50

Cuidado com a Escala

Grão Grosso - se a capacidade de
dispersão do organismo é baixa
relativa ao tamanho das manchas de
habitat
Grão Fino - se a movimentação do
organismo é alta relativa ao tamanho
das manchas de habitat

Os organismos podem ocorrer em várias
manchas!

51

Resumo dos usos do termo
‘grão’
1) Escala de heterogeneidade da
paisagem (Forman e Gordon)
2) Escala de estudo da paisagem ou
população (Wiens)
3) Escala de discriminação de e uso de
recursos dentro de uma paisagem
(MacArthur e Levins)
4) Escala da dispersão entre manchas
apropriadas (disciplina)

52

Escala, Ecologia e Dados
Pontos de vista do chão e de sensoriamento remoto

Mundo Real

Amostras de chão

Sensoriamento
Remoto

TERMINOLOGIA DE
ESCALAS
“É importante para que os ecólogos
não sejam ambíguos no uso de termos
relacionados a escala”

Turner et al. 2001. Landscape ecology in theory and practice.
Island Press. Pg 27.

Não confunda ‘escala’ com ‘nível de organização’.


54

Escala e
Processos


55

Poucas escalas empuxam as funções
ecológicas, e por isso, devemos escolher as escalas
apropriadas (Holling 1991)
Exemplo de regimes de perturbação de escalas
diferentes
· A regime natural de perturbação =- o padrão de
larga duração da freqüência, intensidade, extensão
espacial, e heterogeneidade interna das perturbações
· Uma floresta boreal apresenta uma perturbação
grande, intensa e iniciada pela germinação que resulta
num padrão de grão grosso de floresta da mesma faixa
etária mas
· As florestas temperadas úmidas têm perturbações
menores e menos intensas que matam as árvores em
manchas de uma a poucas árvores, o que resulta num
mosaico de manchas de grão mais fino de mosaicos de
56
manchas de idades não iguais - Escala
Ecologia de Populações

Intervalo da Perturbação / Intervalo de Recuperação

Impacto da perturbação depende de:
Tamanho e Freqüência
Equilíbrio ou
estado estável

Estável, pouca
variância

Estável,
Variância
muito
Elevada l

Estável,
Variância
elevada

Estável,
pouca
variância

Não estável,
Mal função ou
Colapso

Extensão da Perturbação / extensão de Paisagem

57

A análise em escalas múltiplas é
necessária
(Levin 1992)

A importância relativa dos parâmetros que controlam os
processos ecológicos varia com a escala, como localmente o
começo de incêndios depende da posição topográfica, cargas
de combustíveis, mas em escalas espaciais grandes,
frequência e extensão dos incêndios são determinadas por
clima e tempo a períodos temporais maiores



58

necessária
(Levin 1992)

Os efeitos cumulativos do nível do manejo de talhão (grau
mais fino) se expressem ao nível da paisagem. A retirada de
poucas árvores remove uma quantidade trivial de habitat
para espécies de sucessão avançada, mas cumulativamente,
essa população pode ser colocado em risco pela
fragmentação da várzea
·


59

necessária
(Levin 1992)

·Algumas atividades de escala local podem ter impactos a

escalas grandes. Como os efeitos a jusante de
deslizamentos pequenos a montante.

·A paisagem pode exibir limiares críticos nos quais os
processos ecológicos demonstram mudanças qualitativas.
Como a disseminação de perturbação controlada por
frequência quando a área do habitat está sob o liminar mas
pela intensidade quando está superior ao limiar


60

Estágios múltiplos de vida ou escalas de
estrutura podem ser precisas para uma espécie
Os processos de escalas pequenas podem
interagir para criar controles de embaixo para
acima dos processos e padrões do paisagem.
Como por exemplo os fatores edáficos locais de
escala fina que resultam na distribuição de tipos
de florestas mas ao nível grosso as clareiras
estão associadas com perturbações do matriz
(Pastor e Broschart 1990).
·

61

· Os

processos de escala grande podem
exercer um controle de acima para embaixo
criando o contexto para a dinâmica a escalas
mais finas, como por exemplo, os eventos
extremos e não freqüentes que podem
influenciar a distribuição e composição da flora
e fauna


62

·

A escala do estudo afeita as conclusões sobre
padrões e processos.
Por isso, é necessário estudar os fenômenos
ecológicos nas escalas inerentes (ou escalas
múltiplas) de sua ocorrência


63

Os controles principais dos processos dos
ecossistemas dependem da escala temporal
Extinção
Glaciação
Migração
Perturbação florestal
El Niño
Ciclo anual
Frente de Tempo
Ciclo diurno
Fechamento de estomas
Tempo de retorno (anos) (escala logarítmica)

64

Os controles dominantes sobre os processos dos
ecossistemas mudam com escala temporal e espacial
1. Os processos rápidos de escala pequena proporcionam
mecanismos de processos de escalas maiores
2. Os processos lentos de escala grande são “constantes”
que proporcionam contexto para processos menores mais rápidos
Circulação
termohalina

Migração
Tempo (anos)

Sucessão
Substituição
de árvores
Herbivoria
Alocação
Entrada de
recursos

Troca
metabólica


Comprimento (m2)

65

– Faz pouca
diferencia na
relação
tamanho e
tempo

Tempo de recuperação (anos)
(logarítmico)

Se a perturbação
é natural ou
causada pelo
Homem

104

Desastres naturais
Desastres causados pelo Homem
Desastres naturais ou
Causados pelo Homem

1,000

Meteoro

Exploração de
aqüíferos

Poluição
industrial

Salinação

Urbanização

100
Agricultura
moderna

Incêndio
florestal

Enchente
Bomba
Nuclear

Vulcão

Chuva
ácida

Tsunami

Derrame de
petróleo
Deslize de
terra

10

Quede de
árvores
Relâmpago
1
10

3

10

2

10

1

1

10

100

104

1,000

Escala espacial (km2)
(logarítmica)


66

Escalamento Ascendente
Começa com a mensuração de indivíduos ou entes e
adiciona restrições apropriadas para explicar os
fenômenos resultantes em níveis superiores.
O objetivo é usar informação disponível em escalas
mais finas para prever processos em escalas
maiores.
A técnica ascendente é necessário devido ao
conjunto de escalas múltiplas e um entendimento do
mecanismo causando fenômenos em escalas maiores.
Precisamos aprender como agregar e simplificar,
conservando a informação essencial sem ficar
bloqueado por detalhes de Populações - Escala
não necessários.
Ecologia

67

Escalamento
Ascendente
Exemplos:
· Modelo de dinâmica de talhões (Urban et al.) ou de
sucessão inicial
A riqueza e diversidade de espécies numa paisagem
· Previsão do sequestro de carbono em escala global
· Previsão da população de colhereiros numa região

68

Escalamento Descendente
Usa o conceito de restrições para prever fenômenos em
escalas mais finas. O objetivo é identificar as
restrições que são importantes em cada nível.
Exemplos:
· Tipos ecológicas das terras em São Paulo
· Mudança climática global: GCM Þ modelo Regionalizado
Þ Condição Local do tempo e micro-clima da floresta
· Vegetação mundial
· Dinâmica da paisagem
· Livros em bibliotecas e sub-diretorios do computador

69

Umas Regras de
Escalamento
Entre escalas, podemos aprender como a informação se
translada. Precisamos determinar qual informação é
preservada e perdida ao mover de uma escala a outra.
·

· As previsões baseadas em qualquer das duas técnicas
precisam uma identificação clara dos parâmetros
(variáveis independentes) em escalas diferentes.
Isso se deve a fato de que qualquer processo
importante a uma escala frequentemente não é
importante (ou previsível) a outras escalas, e
informações diferentes se perdem quando os dados
espaciais são consideradas a uma escala grossa de
resolução.

70

Identificação de um arranjo de
escalas nas quais o processo pode ser
detectado.
A chave é o estudo dos fenômenos ecológicos entre
escalas em vez de escolher a escala "correta."

Por isso, nosso esforço é para detectar padrões que
ocorrem em escalas múltiplas.


71



Umas Regas de Escalamento
Escalas de Perturbação


72

Como estudar um estrutura escalar?

Folha visto de longe

Métodos
quantitativos como
a geoestatística,
análise de ondas,
análise espectral,
análise fractal, e
simulações de
computador
explore ou
identifique as
escalas de padrão
(e processos).

Folha visto de microscópio

73

Dimensões de Escala

Fenômeno

Espaço

(Escala de processo ou padrão)

Escala de observação)
Escala de Experimento

Componentes de Escala

fenômeno

Tipos de Escala Escala extrínseca

Tempo

Escala Observada
ou Inferida do

Nível de
Organização

Tempo
Espaço
Eventos de Organização

Escala de análise ou modelagem
Escala de política (Escala de diretrizes)

Grão = Resolução
Apoio
Mapeamento mínimo
Extensão = Área ou tempo de estudo
Escala geográfica
Cobertura = Densidade das amostras
Espaçamento = Intervalo da amostra
Tamanho de Grão = 1 pixel
Distancia de retorno
Extensão = 36 pixels
Escala cartográfica – da mapa
Cobertura
Ecologia de Populações - Escala 9/36 = 25%
Espaçamento: variável

74

Wu & Li 2005

As escalas ecológicas na
prática:
De Processo
De Observação
De Modelagem
De Manejo


76

Medidas podem resultar
em Resoluções e Extensões
Diferentes a Escalas
Diferentes


77

Isso ocorre na extrapolação
?

Inferência além da
amplitude de valores
conhecidos

“EXTRAPOLAMOS QUANDO TRANSFEREMOS
INFORMAÇÃO DE UMA ESCALA A OUTRA
ESCALA, OU DE TAMANHO DE GRÃO OU DE
EXTENSÃO, OU DE UM SISTEMA (OU
CONJUNTOS DE DADOS) A OUTRO SISTEMA
DA MESMA ESCALA”

Turner et al. 2001, p.31 78

Ocorre ao fazer uma interpolação?

“a inserção de termos intermediados
numa serie”

Log 6480 = 3.8116
Log 6490 = 3.8192
Encontra o Logaritmo de 6484

79

INTERPOLAÇÃO

Log 6480 = 3.8116
Log 6490 = 3.8192
Encontra o Logaritmo de 6484
Diferencia entre o logaritmo de 6480 e 6484
= 4 Diferencia entre os logaritmos de 6480 e
6490 = 10
Diferencia entre as mantissa = .0076
Por isso
4/10 X .0076 = .0003 de aumento
3.8116 + .0003 = 3.8146 = Logaritmo 6484

80

MANTISSA

A interpolação é somente uma
razão porque a dinâmica é
linear

?

?

?

?

?

?

?

LOG


81

A extrapolação é usada para transformar informação:
De uma escala a outra escala (ou tamanho de grão ou
extensão) ou
De um sistema ou conjunto de dados a outro sistema da
mesma escala
A extrapolação é fácil somente se as relações são
lineares
A extrapolação causa problemas reais quando as
relações não são lineares e os limiares críticos
resultam em mudanças abruptas de alguma
qualidade


82

Transformação de uma escala a
outra escala
Especialistas de matas fechadas?

ESCALA DE
HABITAT
antas e formigas
De correição ocuparam
Todos os tipos de
Mata com copas
Maiores de 4 m

ESCALA DE FLORESTA
Antas dentro da floresta
Não selecionaram

As
for

As áreas de floresta a base
De altura, cobertura, ou

ESCALA DE ÁREA VITAL
As áreas vitais ocupadas

Sempre incluam

Mais floresta fechada
Do que a disponibilidade sugere. O mosaico de

Florestas selecionadas contém
Áreas cortadas menores de sua disponibilidade
[proportional

competição

ESCALA DA PAISAGEM
Paisagem com mais de 20 a 30%
Da mata cortada
Não foram ocupadas


83

Transformação dentro de
um conjunto de dados

O’Neill 1979, King, Johnson, and O’Neill 1991, Bissonette 1997

84

Quando ocorre mudanças
qualitativas desse tipo, é
conhecido como uma
transmutação
Apresenta um dos problemas
centrais da ecologia

As mudanças qualitativas entre
escalas

85

 ESCALA
Refere a dimensão espacial ou temporal de um
objeto ou um processo. Escala tem dois
componentes:
a) espacial: resolução e extensão
b) temporal: resolução e horizonte temporal
NÍVEL Ou ORGANIZAÇÃO
Usado para identificar o local ou nível dentro de
uma hierarquia biótica


86

A escala se
caracteriza pela
resolução e
extensão
Grão = a
resolução mais
fina (tamanho de
célula). Quais são
as implicações?
Extensão = o
tamanho da área
de estudo.

Turner et al. 2001. Landscape ecology in theory and practice. Springer, N.Y.
(Fig.2.2)

87

‘Regras’ para
definir
manchas de
mapas de
raster

a. Vizinho mais próximo

a

b

c

b. Segundo vizinho mais
próximo
c. Terceiro vizinho mais
próximo
Gardner, R. H. and S. Walters.2002. Chapter 9, S.Gergel &
Ecologia de Populações - Escala landscape ecology. Springer, N.Y. 88
M.Turner, eds. Learning

Uma fonte de confusão: escala para
geógrafos e ecólogos
Geógrafos

Ecólogos

definam escalas grandes e pequenas de forma diferente
Escala cartográfica: O grau da redução espacial que indica o
comprimento usado para representar uma escala maior de medição

Na Geografia, a escala cartográfica é expressada como a fração
representativa (FR) de distancia do mapa a distancia superficial
ESCALA GRANDE = RESOLUÇÃO MUITA FINA

(1:500 = mapa grande de extensão espacial pequena)
Versus escala pequena = resolução grossa
Os ecólogos entendem o oposto!
Escala Fina = áreas pequenas com mais resolução e detalhe
Escala ampla = áreas grandes com menos resolução e detalhe

89

Diferencias entre escalas
Absolutas e Relativas
1.

ESCALA ABSOLUTA: distancia, tempo ou área
atual

2. ESCALA RELATIVA: distancias, tempos ou
áreas relativas
Por exemplo,
Numa escala relativa, dois pontos superficiais
que ficam próximos em linha reta podem ser
separadas por obstáculos geográficos de forma
que o animal usa mais energia indo de ponto A a
ponto B do que ir diretamente de ponto A a
ponto B Qual cenário possua uma distancia
relativa maior para uma anta?

90

Qual tem uma distancia relativa maior?

PONTO
‘A’

PONTO
‘B’


91

Medição de Escalas

p Escala  frequência s máximas 


f 

 fS ( f )df
0



 S ( f )df
0

f Escala  1

2f

w Escala  mesmo que a escala f mas usa
comprimento da onda  1/f em vez de frequência
From Denney, M.W. et al. 2004. Quantifying scale in ecology: Lessons from a
wave-swept shore. Ecological Monographs 74: 513-532


92

Medição de Escalas
v Escala 


ai

2

93

São concordantes as medidas de escala?
A escala espacial
geralmente aumenta
com a extensão
As escalas não sempre são
concordantes
Será que existe “A
Escala” para vários
fatores ecológicos?
De outra forma, estamos
medindo as coisas
certas?


94

“Escalamento horizontal ou vertical”

Relacionando escalas:
Relacione a escala de um caramujo a escala da
variação da força de uma onda – o que
podemos aprender?


95

“Escalamento Ascendente ou
Escalamento Horizontal”
Relacionando escalas:
Relaciona a escala de um caramujo a escala da
força da variação de onda – o que podemos
aprender?


96

Autoc-orrelaçao Temporal
Análise de Series Temporais
Gráficos de ACF

Auto-correlação:
•A

1.0

P ≥ 0.05

Moran’s I

auto-correlação é uma
forma de pseudoreplicação e leva pensar
que tem mais amostras
independentes que
realmente existem (os
graus de liberdades são
reduzidos)
A auto-correlação superestimará a significância
estatística do resultado
(valor da P) ou produzirá
um resultado errado.

0.0

-1.0


Distancia de retorno

Auto-correlaçao Espacial
Estatística Espacial
I de Moran

97

Espaçamento de Amostras:
TOTAL
1.0

1.0

P ≥ 0.05

0.0

0.0

10

50

90

130
-.5

ACF

Moran’s I

.5

Confidenc e Limits

-1.0

C fficient
oe
1

3
2

-1.0

Distancia de retorno (m)

5
4

Lag Number

7
6

9
8

11
10

13
12

15
14

16

Time Interval (month)

Tran rms: differen (1)
sfo
ce

Distancia de Retorno
(Espaço) = 50m

Tempo de retorno
(Tempo) = 1mês

34

98

Reduzindo a Auto-correlação (ou
quando ignora a auto-correlação):

Separe o agrega as amostras no
espaço ou no tempo pela distância
do tempo de resposta onde a
auto-correlação vira zero.

≥1mês
≥50m

Quando não
precisa
preocupar de
autocorrelação?

Se a análise demonstra uma
relação MUITO forte ( P<0.01)
então a perda de alguns graus
de liberdade provavelmente não
mudará suas conclusões. Nesse
caso, a autocorrelação não terá
35
muito importância.
?Ecologia de Populações - Escala

99

Escala e Ecologia

A escala regional e do paisagem é o novo
desafio.
As mudanças novas podem ser os próximos
desafios.
Precisamos
• Ecologia espacial
• Ecologia de escala grande
• Ecologia mecanicamente robusta

Ecologia
Sensoriamento
Remoto

Complexidade

Escala e Ecologia

=
Ecologia espacial
Ecologia de escala grande
Ecologia mecanicamente robusta



Por meio do
Estudo empírico dos dados

O que aprendemos?
Um entendimento de
Escala é fundamental


Muitas relações e
hipóteses nulas podem
ser levantadas e
testadas com olho na
escala

102

Perguntas


103

Escala

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