1. Pós-Graduação em Ecologia de Ecotonos
UFT
Escala, padrões e
processos
Fernando M. Pelicice

2. Como identificar
e explicar o
fenômeno
ecológico?

3. Picket et al. (1994)
Fenômeno
“Qualquer evento observável, entidades, ou
relações de interesse ao ecólogo.”
Padrões
“eventos que repetem, entidades recorrente,
relações replicadas, ou trajetórias uniformes ou
erráticas observadas no tempo ou no espaço”
Processos
“um conjunto de fenômenos no qual eventos
seguem subseqüentemente no tempo e espaço. Eles
podem estar causalmente conectados ou não.”

4. Padrões
Espaço e
tempo
Percepção
Fenômenos
Natureza &
Percepção
Processos

5. Processos
ecológicos
● Eventos que produzem fenômenos,
estrutura e padrões
● Causas e mecanismos
● Evocados para explicar padrões

6. Eutrofização
Distúrbio
Dispersão
Especiação
FENÔMENOS E
PADRÕES
ECOLÓGICOS
Estocasticidade
Competição
Qualidade
hábitat
Produção
primária

7. ESPAÇO
Forças
locais
TEMPO
Forças
regionais
Presente
COMUNIDADE
ECOLÓGICA
Passado

8. Processos
(ESPAÇO)
Locais
Regionais
Interações bióticas
Dispersão
Meio físico-químico
Clima
Distúrbios
Geomorfologia
Distúrbios

9. Hoeinghaus et al (2007)

11. Processos
(TEMPO)
Presente
Passado
Interações bióticas
Histórico das forças
Meio físico-químico
História biogeográfica
Invasão
Especiação
Clima

12. Harrison et al (2006)

13. Processos
Local/presente
Regional/presente
Passado

14. ESPAÇO
Forças
locais
TEMPO
Forças
regionais
Presente
COMUNIDADE
ECOLÓGICA
Passado

15. Determinismo
local
• Forças locais determinantes
• Forças atuando no presente
• Comunidades com elevado grau
de determinismo

16. Chase (2003)

17. Luiz et al. (2004)

18. Pelicice et al. (2010)

19. Bini & Thomaz (2005)

20. História de invasão?
Chase (2003)

21. História do ambiente?
1
ent
m
iron
Env
Environment 1
Envir
onme
nt 1
Chase (2003 - modificado)

22. História do ambiente?
ABC
ABC
ABC
Chase (2003 - modificado)

23. Escala
Escala
ESPAÇO
TEMPO
Forças
locais
Escala
espaçotemporal
Forças
regionais
Presente
COMUNIDADE
ECOLÓGICA
Passado

24. Regional - presente
Regional - passado
Local - presente
Local - passado
Regional - presente
Regional - passado

25. Luiz et al (2004)

26. Luiz et al (2004)

27. Hoeinghaus et al (2007)

28. Hoeinghaus et al (2007)

29. Moerke & Lamberti (2006)

30. Moerke & Lamberti (2006)

31. Vegetação em dunas - Israel
(Mediterrâneo)
Rajaniemi (2006)

32. Enriquecimento
regional
Saturação local
Cornnell & Lawton (1992)

33. 7
9
13
15
10
7
9
17
13
10
11
17
5
9
12
10
5
9
12
10
17
19
25
27
14
15
15
14
25
22
35
20
23
25
28
13
12
25
14
25
20
13
30
20
SR Local
30
SR Local
35
15
10
5
15
10
5
0
0
0
10
20
SR Regional
30
40
0
10
20
SR Regional
30
40

34. Cornnell (1985)

35. Caley & Schluter (1997)

36. Caley & Schluter (1997)

37. Griffiths (1997)

38. Huston (1999)

39. Limitação
ambiental
Exclusão
competitiva
Huston (1999)

40. Booth & Swanton (2002)

41. Main effects: Composição
Ejrnaes et al. (2006)

43. Oberdorff et al. (1997)

45. Tedesco et al. (2005)

46. Harrison et al. (2007)

47. Willis & Whittaker (1997)

48. “Portanto, variáveis que melhor explicam a riqueza de
espécies numa escala espacial local ou numa escala
temporal recente podem não ser as mesmas que
explicam a riqueza em escalas espaciais regionais ou
escalas temporais mais longas.”
Willis & Whittaker (1997)

49. Harrison et al. (2008)

50. Harrison et al. (2006)

51. Escala espacial
Processos
regionais
Padrões na
comunidade
Processos
locais

52. Problema
da escala?
Percepção e padrões

53. Padrões
“eventos que repetem, entidades recorrente,
relações replicadas, ou trajetórias uniformes ou
erráticas observadas no tempo ou no espaço”
Picket et al. (1994)

54. Identificando
padrões
• Ordem, estrutura e relações
• Dependem da percepção humana
• Dependem da escala
(tempo/espaço)

55. MacArthur (1960)

56. Dewdney (2003)
McGill (2006)

57. Gaston (2000)

58. Gaston (2000)

59. Soininen et al. (2007)

60. TEMPO & ESPAÇO
Absoluto
Relativo
ISAAC NEWTON
(1642 – 1727)

61. Dependência com a
escala
● Padrões dependem de atributos da
escala
● Mesmas relações com tendências
opostas
● Razão para confusão

62. Diversidade
?
Produtividade

63. Local 1
Local 2
Local 3
Moore & Keddy (1989)

64. Escala de
site
within
vegetation

65. Escala de
região
between
vegetation

66. Waide et al. (1999)

67. Waide et al. (1999)

68. Chase & Leibold (2002)

69. ?
Aceitação biológica
Invasão
Resistência biótica
Diversidade

70. Shea & Chesson (2002)

71. Escala de site
Escala local
(350 cm2)
Levine (2000)

72. Stohlgren et al. (2006)

73. Escala de mancha
(1m2)
Escala de paisagem
(1ha)
Knight & Reich (2005)

74. Invasão de
plantas
Stohlgreen et al. (2008)

75. Diversidade
?
Área

76. Inglaterra
Localidade
(Broken Hill)
Rosenzweig (1995)

77. Crawley & Harral (2001)

78. Diversidade
?
Tempo

79. 400 M.a.
22 anos
Knoll (1986)
50 M.a.
1 ano
Rosenzweig (1995)

80. Outros padrões...

81. Não-equilíbrio?
Composição
anos
Composição
Equilíbrio?
séculos

82. 1800
1200
900
600
300
0
a1
a10
a19
a28
a37
Anos
60
50
Composição
Composição
1500
40
30
20
10
0
a1
a2
a3
a4
a5
a6
Anos
a7
a8
a9
a10

83. Mcgarvey & Ward (2008)

84. Escala de
mancha
Escala
continental
Bellwood & Hughes (2001)
Sale & Douglas (1984)

85. Caley & Schluter (1997)

86. 1
3
2
5
4
6
7
local 1
local 2
local 3
local 4
local 5
local 6
local 7
verde
0
1
0
1
0
1
0
vermelho
1
0
1
0
1
0
1

87. 1
2
3
4
local 1
local 2
local 3
local 4
verde
1
0
1
0
vermelho
0
1
0
1

88. 1
2
3
4
local 1
local 2
local 3
local 4
verde
1
1
1
1
vermelho
1
1
1
1

89. Porque existe
dependência?
● Natureza complexa dos processos
● Natureza complexa da observação

90. Processos
complexos...
Múltiplos
Processos
Multiescalares
Atravessam
escalas

91. Escala espacial
Processos
regionais
Padrões na
comunidade
Processos
locais

92. Willis & Whittaker (1997)

93. B
A
C
FATORES
A
B
Regionais
Locais
NÍVEL DE ATUAÇÃO
- reservatório como um todo
- braços
EXEMPLOS
-clima, geologia,ácida,
Chuva flutuações dos
níveis de água, área do reservatócontaminação do rio
rio e “pool” de espécies
principal
- estado trófico, declividade,
Eutrofização,
características do sedimento e
contaminação do
“fetch”
tributário
C
Micro-escala
- estandes
- interações interespecíficas
Erosão das margens,
(competição, predação e
parasitismo) e heterogeneidade
desmatamento
do sedimento em micro-escala

94. Wiens (1989)

95. (escala espacial)
Níveis de organização
Universo
Relatividade geral
Leis de Newton
Objetos
físicos
Átomos
Leis da química
Forças nucleares

96. Observação
complexa...
Grain
Percepção
do fenômeno
Extensão

97. Wiens (1989)

98. extent
grain
grain

99. diversidade
α
β
grain

100. Wiens (1989)

102. diversidade
β
α
extensão

103. Domínios de escala
● Intervalos na escala com
comportamento característico
● Domínios separados por transições
abruptas
● Predominância de processos
particulares

104. Wiens (1989)

105. generalização
?
?

109. Smith et al. (2005)

110. Escala versus
previsibilidade
● Dependência entre escala e previsão
● Baixa previsão em escalas menores
(caótico)
● Variação é suavizada (averaged) em
escalas maiores

111. cm, m,
ha
Planeta
Terra
Levin (1992)

112. Wiens (1989)

113. 1 coleta
5 anos de coleta

114. “Essa é a principal técnica da investigação
científica: ao mudar a escala de descrição, nós
mudamos de casos individuais imprevisíveis e
únicos, para conjuntos de casos no qual o
comportamento é regular o suficiente para permitir
que generalizações sejam feitas.”
Levin (1992, p. 1947)

115. Como escolher a
escala certa?
● natureza do objeto em estudo
● questão a ser respondida

116. Dibble et al. (2006)

118. McAbendroth et al. (2005)

119. Dibble et al. (2006)

120. Kotliar & Wiens (2006)

121. “; cada indivíduo e cada espécie
experimenta o ambiente num
intervalo único de escalas, e então
responde à individualistamente à
variabilidade. Portanto, nenhuma
descrição de variabilidade e
previsibilidade do ambiente faz
sentido sem referência ao intervalo
de escalas que é relevante ao
organismo ou processos sendo
examinados. ”
Levin (1992, p. 1959)

122. “Deve-se reconhecer que a
descrição do sistema varia com a
escolha da escala; que cada espécie,
incluindo a espécie humana,
amostrará e experimentará o
ambiente em um intervalo único de
escalas; e que, mais do que tentar
determinar a escala correta, nós
devemos simplesmente entender
como a descrição do sistema muda
através das escalas.”
Levin (1992)

123. “O problema de relacionar fenômenos através da
escala é o problema central na biologia e em todas as
ciências. Estudos multi-escalares são fundamentais
para complementar estudos tradicionais conduzidos
em escalas mais estreitas de espaço, tempo e
complexidade organizacional... ”
Levin (1992, p. 1961)

124. Vamos restaurar...
Qual o ponto de referência?
15.000
a.C.
1492
1800
1900