Traduzido e ampliado a partir de:

en.wikipedia.org - Habitat fragmentation

pt.wikipedia.org - Fragmentação de habitat

A fragmentação de habitat descreve o surgimento de descontinuidades (fragmentação) no ambiente preferido de um organismo (habitat), causando fragmentação da população e decadência do ecossistema, em processo de divisão e modificação das áreas de ocupação de uma espécie. É definida, por conceito, como "o conjunto de mecanismos que levam a descontinuidade na distribuição espacial dos recursos e condições presentes em uma área, em escala, que afeta a ocupação, reprodução e sobrevivência de uma espécie". As causas da fragmentação do habitat incluem processos geológicos que alteram lentamente o layout do ambiente físico [1] (suspeito de ser uma das principais causas da especiação [1]), perturbações ambientais de origem natural (como os desastres naturais), e atividade humana, processos antropogênicos, como conversão de terras, que pode alterar o ambiente muito mais rápido e causa a extinção de muitas espécies. Mais especificamente, a fragmentação do habitat é um processo pelo qual hábitats grandes e contíguos são divididos em porções menores e isoladas de habitats. [2] [3] Trata-se de um ponto principal abordado biologia da conservação, com forte ligação sobre o bem-estar e sobrevivência das espécies.

Fragmentação e destruição do habitat de grandes macacos na

África Central, a partir dos projetos GLOBIO e GRASP (2002).

As áreas mostradas em preto e vermelho delineiam áreas de

perda severa e moderada de habitat, respectivamente.

O desmatamento e o aumento da construção de estradas na Floresta Amazônica

são uma preocupação significativa devido ao aumento da invasão humana em

áreas selvagens, aumento da extração de recursos e outras ameaças à biodiversidade.

Definição

A fragmentação de habitats representa a transição de uma área nativa, uma vez inteira, em duas ou mais partes distintas. É resultante da modificação de paisagem nativa em uma matriz não natural composta por remanescentes menores (fragmentos ou manchas de habitat) separados entre si. Os efeitos da fragmentação sofrem forte influência do tipo de matriz não natural que se instala entre os fragmentos. A fragmentação ocorre, em termos gerais, atrelado a uma perda de habitats, onde a soma de seus fragmentos é menor do que a paisagem original. Essas mudanças na composição da paisagem levam a um empobrecimento na qualidade dos habitats dependendo principalmente do tamanho atual de cada fragmento. Nas bordas, onde os efeitos da fragmentação são mais acentuados (ver efeito de borda), há uma mudança ainda mais intensa na qualidade do habitat, sendo muito mais pobres para espécies de interior e mais ricos para espécies especialistas de bordas.

[Franklin et al]

O termo fragmentação de habitat inclui cinco fenômenos discretos:

• • Redução da área total do habitat

  • Diminuição da relação interior: borda

  • Isolamento de um fragmento de habitat de outras áreas de habitat

  • Divisão de um pedaço de habitat em vários pedaços menores

  • Diminuição do tamanho médio de cada fragmento de habitat

"a fragmentação ... não só causa a perda da quantidade de habitat, mas, ao criar manchas pequenas e isoladas, também muda as propriedades do habitat restante" (van den Berg et al. 2001) [Mullu] [Van den Berg] A fragmentação de habitat é o nível de paisagem do fenômeno e o processo de nível de patch. Assim, significando, ela cobre; as áreas de remendo, efeitos de borda e complexidade de forma de remendo. [4]

Na literatura científica, há algum debate se o termo "fragmentação de habitat" se aplica em casos de perda de habitat, ou se o termo se aplica principalmente ao fenômeno do habitat sendo cortado em pedaços menores sem redução significativa na área do habitat. Os cientistas que usam a definição mais estrita de "fragmentação de habitat" per se [3] se referem à perda de área de habitat como "perda de habitat" e mencionam explicitamente ambos os termos ao descrever uma situação em que o habitat se torna menos conectado e há menos habitat geral .

Além disso, a fragmentação do habitat é considerada uma ameaça invasiva à biodiversidade, devido às implicações de afetar um grande número de espécies do que invasões biológicas, superexploração ou poluição. [5]

Além disso, os efeitos da fragmentação do habitat prejudicam a capacidade das espécies, como as plantas nativas, de se adaptarem com eficácia a seus ambientes em mudança. Em última análise, isso impede o fluxo gênico de uma geração de população para a próxima, especialmente para espécies que vivem em tamanhos populacionais menores. Considerando que, para espécies de populações maiores, há mais mutações genéticas que podem surgir e impactos de recombinação genética que podem aumentar a sobrevivência das espécies nesses ambientes. Em geral, a fragmentação do habitat resulta em desintegração e perda de habitat, que estão associados à destruição da biodiversidade como um todo.

Escalas de fragmentação

A fragmentação ocorre em escalas espaciais, com efeitos diferenciados sobre os níveis organizacionais de uma espécie, população ou indivíduo. Johnson (1980) [Johnson] definiu três níveis de escalas espaciais de fragmentação: ao nível de extensão geográfica de uma espécie; ao nível de área ocupada por um grupo social ou população de uma espécie; e em locais específicos dentro da área de ocupação de um indivíduo.

"Único Grande ou Vários Pequenos"

Nas décadas de 1970 e 1980 houve grande repercussão sobre duas opções principais de conservação da biodiversidade: Um único fragmento grande, ou vários pequenos fragmentos de área equivalente ao fragmento grande (SLOSS, em inglês - "Single Large or Several Small"). Nesta questão pode ser bastante relevante o tamanho do fragmento pequeno e o grau de isolamento entre eles. Embora em alguns casos fragmentos pequenos possam abrigar mais espécies do que um fragmentos grande, por representarem áreas com características distintas, e logo com composições menos similares, por outro lado, um fragmento grande é uma melhor opção em termos de manutenção das espécies a longo prazo, pois, contém em geral populações maiores, que são assim, mais resistentes a flutuações ambientais, demográficas ou genéticas, além de serem menos impactados pelos efeitos de borda Por fim, estratégias de conservação que permitam manter as espécies por um longo prazo devem dar prioridade a grandes fragmentos, o que acaba por sustentar o mecanismo conhecido como "regime de condomínio", que visa a não contabilização de pequenos fragmentos de reserva legal por propriedade, mas sim um agrupamento por bacia hidrográfica ou mesmo por bioma. De forma a agrupar essas áreas em fragmentos maiores e assim aumentar seu valor biológico. [Metzger, 2010]

Extensão e padrões de fragmentação

A extensão e o padrão de fragmentação indicam o tamanho, forma, configuração e distribuição da fragmentação em uma paisagem. A extensão descreve o quanto da área original foi fragmentada, incluindo habitats perdidos. Os padrões de fragmentação descrevem geometricamente os formatos dos fragmentos. A extensão e os padrões da fragmentação têm forte influência nos efeitos sofridos pela fragmentação. Fragmentos menores, com menor área de interior (núcleo ou área core) e com formas mais irregulares, com uma maior área de borda estão mais susceptíveis aos efeitos de borda.

Causas

As causas da fragmentação, em geral, são resultantes de mecanismos de perturbações ambientais, com alterações físicas, químicas e biológicas. Esses mecanismos podem ser naturais (desastres naturais) ou antropogênicos (como exploração madeireira, agricultura, estruturas lineares e ocupação humana). A identificação das causas da fragmentação é um ponto chave para a Biologia da Conservação, especialmente se as causas são antropogênicas. As diferentes causas levam a diferentes padrões de fragmentação da paisagem, e a matriz não-natural deve ser levada em consideração para efeito dos cálculos de conservação.

Causas naturais

Evidências de destruição de habitat por meio de processos naturais como vulcanismo, fogo e mudança climática são encontradas no registro fóssil. [Mullu] [1] [4] Por exemplo, a fragmentação de habitat de florestas tropicais na Euramérica 300 milhões de anos atrás levou a uma grande perda de diversidade de anfíbios, mas simultaneamente o clima mais seco estimulou uma explosão de diversidade entre os répteis. [1]

Causas humanas

A fragmentação do habitat é frequentemente causada pelo homem quando as plantas nativas são desmatadas para atividades humanas, como agricultura, desenvolvimento rural, urbanização e criação de reservatórios hidrelétricos. Os habitats que antes eram contínuos dividem-se em fragmentos separados. Após o desmatamento intensivo, os fragmentos separados tendem a ser ilhas muito pequenas, isoladas umas das outras por terras cultiváveis, pastagens, pavimentação ou mesmo terras áridas. Este último é frequentemente o resultado da agricultura de corte e queima nas florestas tropicais. No cinturão de trigo do centro-oeste de New South Wales, Austrália, 90% da vegetação nativa foi eliminada e mais de 99% da pradaria de grama alta da América do Norte foi eliminada, resultando em extrema fragmentação do habitat. [Ford et al]

Endógeno vs. exógeno

Existem dois tipos de processos que podem levar à fragmentação do habitat. Existem processos exógenos e processos endógenos. Endógeno é um processo que se desenvolve como parte da biologia das espécies, de modo que geralmente inclui mudanças na biologia, comportamento e interações dentro ou entre as espécies. Ameaças endógenas podem resultar em mudanças nos padrões de reprodução ou padrões de migração e muitas vezes são acionadas por processos exógenos. Os processos exógenos são independentes da biologia das espécies e podem incluir degradação, subdivisão ou isolamento de habitat. Esses processos podem ter um impacto substancial sobre os processos endógenos, alterando fundamentalmente o comportamento das espécies. A subdivisão ou isolamento do habitat pode levar a mudanças na dispersão ou movimento das espécies, incluindo mudanças na migração sazonal. Essas mudanças podem levar a uma diminuição na densidade das espécies, aumento da competição ou até mesmo aumento da predação. [6]

Implicações

As consequências da fragmentação de habitat podem ser resumidas em:

• • Alta mortalidade das espécies de determinado fragmento devido a mudanças abióticas, bióticas ou indiretas (ecologia).

  • Diminuição na qualidade do habitat, levando a menores taxas de sobrevivência e reprodução: declínio populacional.

  • Consequências do aumento da matriz na migração das subpopulações, levando ao isolamento e diminuição da variabilidade genética.

  • Diminuição na possibilidade de recolonização com a aproximação da extinção local das populações de espécies afetadas.

  • Perda de diversidade taxonômica, genética e funcional (isto é, perda de biodiversidade) local e dos serviços ecossistêmicos (serviços ambientais)

Perda de habitat e biodiversidade

Uma das principais maneiras pelas quais a fragmentação do habitat afeta a biodiversidade é reduzindo a quantidade de habitat adequado disponível para os organismos. A fragmentação de habitat frequentemente envolve a destruição de habitat e a subdivisão de habitat anteriormente contínuo. [7] As plantas e outros organismos sésseis são desproporcionalmente afetados por alguns tipos de fragmentação do habitat porque não podem responder rapidamente à configuração espacial alterada do habitat. [8]

A perda de habitat, que pode ocorrer por meio do processo de fragmentação do habitat, é considerada a maior ameaça às espécies. [9] Mas, o efeito da configuração de manchas de habitat na paisagem, independente do efeito da quantidade de habitat na paisagem (referido como fragmentação per se [3]), foi sugerido como pequeno. [10] Uma revisão de estudos empíricos descobriu que, dos 381 efeitos significativos relatados da fragmentação de habitat per se na ocorrência, abundância ou diversidade de espécies na literatura científica, 76% foram positivos enquanto 24% foram negativos. [11] Apesar desses resultados, a literatura científica tende a enfatizar mais os efeitos negativos do que os positivos. [12] Os efeitos positivos da fragmentação do habitat per se implicam que vários pequenos fragmentos de habitat podem ter maior valor de conservação do que um único fragmento grande de tamanho equivalente. [11] As estratégias de compartilhamento de terras podem, portanto, ter impactos mais positivos sobre as espécies do que as estratégias de preservação de terras. [11]

Habitat fragmentado por numerosas estradas perto do

Parque Nacional das Dunas de Indiana.

A área é o principal determinante do número de espécies em um fragmento [13] e as contribuições relativas dos processos demográficos e genéticos para o risco de extinção da população global dependem da configuração do habitat, variação ambiental estocástica e características das espécies. [13] Flutuações menores no clima, recursos ou outros fatores que seriam normais e rapidamente corrigidos em grandes populações podem ser catastróficas em populações pequenas e isoladas. Portanto, a fragmentação do habitat é uma causa importante da extinção de espécies. [13] A dinâmica populacional de populações subdivididas tende a variar de forma assíncrona. Em uma paisagem não fragmentada, uma população em declínio pode ser "resgatada" pela imigração de uma população em expansão próxima. Em paisagens fragmentadas, a distância entre os fragmentos pode impedir que isso aconteça. Além disso, fragmentos desocupados de habitat separados de uma fonte de imigrantes por alguma barreira têm menos probabilidade de serem repovoados do que fragmentos adjacentes. Mesmo espécies pequenas, como a rã-pintada de Columbia, dependem do efeito de resgate. Estudos mostraram que 25% dos jovens percorrem distâncias superiores a 200m, em comparação com 4% dos adultos. Destes, 95% permanecem em seu novo local, demonstrando que essa jornada é necessária para a sobrevivência. [15]

Além disso, a fragmentação do habitat leva a efeitos de borda. Mudanças microclimáticas na luz, temperatura e vento podem alterar a ecologia ao redor do fragmento e nas porções internas e externas do fragmento. [16] Os incêndios se tornam mais prováveis na área conforme a umidade cai e a temperatura e os níveis de vento aumentam. Espécies exóticas e de pragas podem se estabelecer facilmente em tais ambientes perturbados, e a proximidade de animais domésticos frequentemente perturba a ecologia natural. Além disso, o habitat ao longo da borda de um fragmento tem um clima diferente e favorece diferentes espécies do habitat interior. Fragmentos pequenos são, portanto, desfavoráveis para espécies que requerem habitat interior. A porcentagem de preservação de habitats contíguos está intimamente relacionada à preservação da biodiversidade genética e de espécies. Geralmente, um habitat contíguo remanescente de 10% resultará em uma perda de biodiversidade de 50%. [17]

Grande parte do habitat da vida selvagem terrestre remanescente em muitos países do terceiro mundo experimentou fragmentação através do desenvolvimento da expansão urbana, como estradas interferindo na perda de habitat. Os habitats das espécies aquáticas foram fragmentados por represas e desvios de água. [18] Esses fragmentos de habitat podem não ser grandes ou conectados o suficiente para conter espécies que precisam de um grande território onde possam encontrar parceiros e alimento. A perda e fragmentação de habitats torna difícil para as espécies migratórias encontrar lugares para descansar e se alimentar ao longo de suas rotas de migração. [18]

Conservação informada

A fragmentação do habitat costuma ser uma causa de espécies ameaçadas ou em perigo. [19] A existência de habitat viável é crítica para a sobrevivência de qualquer espécie e, em muitos casos, a fragmentação de qualquer habitat remanescente pode levar a decisões difíceis para biólogos conservacionistas. Dada a quantidade limitada de recursos disponíveis para a conservação, é preferível proteger os fragmentos de habitat existentes ou comprar de volta a terra para obter o maior pedaço de terra contíguo possível. Em casos raros, uma espécie dependente da conservação pode ganhar alguma medida de proteção contra doenças ao ser distribuída em habitats isolados e, quando controlada para perda geral de habitat, alguns estudos mostraram uma relação positiva entre a riqueza de espécies e a fragmentação; esse fenômeno tem sido chamado de hipótese da quantidade de habitat, embora a validade dessa afirmação tenha sido contestada. [10] [20] O debate em andamento sobre quais fragmentos de tamanho são mais relevantes para a conservação é frequentemente referido como SLOSS (Single Large ou Multiple Small, “Único Grande ou Múltiplo Pequeno”).

Uma solução para o problema da fragmentação do habitat é ligar os fragmentos preservando ou plantando corredores de vegetação nativa. Em alguns casos, uma ponte ou passagem subterrânea pode ser suficiente para unir dois fragmentos. [21] Isso tem o potencial de mitigar o problema de isolamento, mas não a perda de habitat interior.

Outra medida de mitigação é o alargamento de pequenos remanescentes para aumentar a quantidade de habitat interior. Isso pode ser impraticável, pois os terrenos urbanizados costumam ser mais caros e podem exigir muito tempo e esforço para serem restaurados.

A melhor solução geralmente depende da espécie ou ecossistema em particular que está sendo considerado. Espécies mais móveis, como a maioria das aves, não precisam de habitat conectado, enquanto alguns animais menores, como roedores, podem estar mais expostos à predação em terras abertas. Essas questões geralmente se enquadram nos títulos de biogeografia de ilhas metapopulações.

Riscos genéticos

Como os fragmentos de habitat restantes são menores, eles tendem a suportar populações menores de menos espécies. [22] Populações pequenas correm um risco maior de uma variedade de consequências genéticas que influenciam sua sobrevivência em longo prazo. [23] As populações remanescentes geralmente contêm apenas um subconjunto da diversidade genética encontrada no habitat anteriormente contínuo. Nesses casos, os processos que atuam sobre a diversidade genética subjacente, como a adaptação, têm um pool menor de alelos de manutenção da aptidão para sobreviver em face das mudanças ambientais. No entanto, em alguns cenários, onde subconjuntos de diversidade genética são divididos entre vários fragmentos de habitat, quase toda a diversidade genética original pode ser mantida, apesar de cada fragmento individual exibir um subconjunto reduzido de diversidade. [24]

Fluxo de genes e consanguinidade

O fluxo gênico ocorre quando indivíduos da mesma espécie trocam informações genéticas por meio da reprodução. As populações podem manter a diversidade genética por meio da migração. Quando um habitat se torna fragmentado e reduzido em área, o fluxo gênico e a migração são normalmente reduzidos. Menos indivíduos irão migrar para os fragmentos remanescentes, e pequenas populações desconectadas que podem ter feito parte de uma única grande população se tornarão reprodutivamente isoladas. A evidência científica de que o fluxo gênico é reduzido devido à fragmentação depende da espécie em estudo. Embora as árvores com polinização de longo alcance e mecanismos de dispersão possam não apresentar fluxo gênico reduzido após a fragmentação, [25] a maioria das espécies corre o risco de fluxo gênico reduzido após a fragmentação do habitat. [8]

Fluxo gênico reduzido e isolamento reprodutivo podem resultar em endogamia entre indivíduos aparentados. A consanguinidade nem sempre resulta em consequências negativas para a aptidão, mas quando a consanguinidade está associada à redução da aptidão, é chamada de depressão por endogamia. A endogamia torna-se uma preocupação crescente à medida que o nível de homozigosidade aumenta, facilitando a expressão de alelos deletérios que reduzem a aptidão. A fragmentação do habitat pode levar à depressão por endogamia para muitas espécies devido ao fluxo gênico reduzido. [26] [27] A depressão por endogamia está associada a riscos de conservação, como extinção local. [28]

Deriva genética

Populações pequenas são mais suscetíveis à deriva genética. A deriva genética é uma mudança aleatória na composição genética das populações e leva a reduções na diversidade genética. Quanto menor for a população, mais provável é que a deriva genética seja uma força motriz da evolução, em vez da seleção natural. Como a deriva genética é um processo aleatório, ela não permite que as espécies se tornem mais adaptadas ao seu ambiente. A fragmentação do habitat está associada ao aumento da deriva genética em pequenas populações, o que pode ter consequências negativas para a diversidade genética das populações. [26] No entanto, pesquisas sugerem que algumas espécies de árvores podem ser resilientes às consequências negativas da deriva genética até que o tamanho da população seja tão pequeno quanto dez indivíduos ou menos. [24]

Consequências genéticas da fragmentação do habitat para as populações de plantas

A fragmentação do habitat diminui o tamanho e aumenta o isolamento espacial das populações de plantas. Com a variação genética e o aumento dos métodos de divergência genética interpopulacional devido ao aumento dos efeitos da deriva genética aleatória, elevando a endogamia e reduzindo o fluxo gênico dentro das espécies de plantas. Embora a variação genética possa diminuir com o tamanho da população remanescente, nem todos os eventos de fragmentação levam a perdas genéticas e diferentes tipos de variação genética. Raramente, a fragmentação também pode aumentar o fluxo gênico entre as populações remanescentes, quebrando a estrutura genética local. [29]

Adaptação

Para que as populações evoluam em resposta à seleção natural, elas devem ser grandes o suficiente para que a seleção natural seja uma força evolutiva mais forte do que a deriva genética. Estudos recentes sobre os impactos da fragmentação do habitat na adaptação em algumas espécies de plantas sugeriram que os organismos em paisagens fragmentadas podem ser capazes de se adaptar à fragmentação. [30] [31] No entanto, também há muitos casos em que a fragmentação reduz a capacidade de adaptação devido ao pequeno tamanho da população. [32]

Exemplos de espécies impactadas

Algumas espécies que sofreram consequências genéticas devido à fragmentação do habitat estão listadas abaixo:

• • Betula nana [24]

  • Chamaea fasciata [37]

  • Fagus sylvatica [34]

  • Macquaria australasica [26] [33]

  • Ochotona princeps [36]

  • Plestiodon skiltonianus [37]

  • Rhinella ornata [35]

  • Sceloporus occidentalis [37]

  • Uta stansburiana [37]

Perca Macquarie.

Efeito no comportamento animal

Embora a forma como a fragmentação do habitat afeta a genética e as taxas de extinção das espécies tenha sido amplamente estudada, também foi demonstrado que a fragmentação afeta os comportamentos e culturas das espécies. Isso é importante porque as interações sociais podem determinar e ter um efeito na aptidão e sobrevivência de uma espécie. A fragmentação do habitat altera os recursos disponíveis e a estrutura dos habitats, como resultado, altera o comportamento das espécies e a dinâmica entre as diferentes espécies. Os comportamentos afetados podem ser dentro de uma espécie, como reprodução, acasalamento, forrageamento, dispersão de espécies, padrões de comunicação e movimento ou podem ser comportamentos entre espécies, como relações predador-presa. [38] Além disso, quando os animais se aventuram em áreas desconhecidas entre florestas ou paisagens fragmentadas, eles podem supostamente entrar em contato com humanos, o que os coloca em grande risco e diminui ainda mais suas chances de sobrevivência. [5]

Comportamentos de predação

A fragmentação do habitat devido a atividades antrópicas demonstrou afetar muito a dinâmica predador-presa de muitas espécies, alterando o número de espécies e os membros dessas espécies. [38] Isso afeta as relações naturais predador-presa entre os animais em uma determinada comunidade [38] e os força a alterar seus comportamentos e interações, reiniciando assim a chamada "corrida espacial comportamental". [39] A maneira como a fragmentação muda e remodela essas interações pode ocorrer de muitas formas diferentes. A maioria das espécies de presas tem pedaços de terra que são um refúgio de seus predadores, permitindo-lhes a segurança para reproduzir e criar seus filhotes. Estruturas introduzidas pelo homem, como estradas e oleodutos, alteram essas áreas, facilitando a atividade de predadores nesses refúgios, aumentando a sobreposição predador-presa. [39] O oposto também pode ocorrer a favor da presa, aumentando o refúgio da presa e, consequentemente, diminuindo as taxas de predação. A fragmentação também pode aumentar a abundância ou a eficiência do predador e, portanto, aumentar as taxas de predação dessa maneira. [39] Vários outros fatores também podem aumentar ou diminuir a extensão em que a dinâmica de deslocamento predador-presa afeta certas espécies, incluindo a diversidade da dieta de um predador e a flexibilidade dos requisitos de habitat para predadores e presas. [38] Dependendo de quais espécies são afetadas e desses outros fatores, a fragmentação e seus efeitos na dinâmica predador-presa podem contribuir para a extinção das espécies. [38] Em resposta a essas novas pressões ambientais, novos comportamentos adaptativos podem ser desenvolvidos. As espécies de presas podem se adaptar ao aumento do risco de predação com estratégias, como alteração das táticas de acasalamento ou mudança de comportamentos e atividades relacionadas à alimentação e forrageamento. [38]

Caribus da floresta boreal

Na floresta boreal caribosa da Colúmbia Britânica, os efeitos da fragmentação são demonstrados. A área de refúgio de espécies é um pântano de turfeiras que foi interrompido por características lineares, como estradas e oleodutos. [40] Essas características permitiram que seus predadores naturais, o lobo e o urso-negro, viajassem com mais eficiência por paisagens e entre trechos de terra. [40] Uma vez que seus predadores podem acessar mais facilmente o refúgio dos caribus, as fêmeas da espécie tentam evitar a área, afetando seus comportamentos reprodutivos e a prole produzida. [40]

Comportamentos de comunicação

A fragmentação que afeta os comportamentos de comunicação dos pássaros foi bem estudada na Cotovia de Dupont. As cotovias residem principalmente em regiões da Espanha e são uma pequena ave passeriforme que usa o canto como meio de transmissão cultural entre os membros da espécie. [40] As cotovias têm duas vocalizações distintas, a canção e a chamada territorial. A chamada territorial é usada por machos para defender e sinalizar território de outras cotovias machos e é compartilhada entre territórios vizinhos quando machos respondem a uma canção de rivais. [41] Ocasionalmente, é usado como um sinal de ameaça para significar um ataque iminente ao território. [42] Um grande repertório de canções pode aumentar a capacidade de um macho de sobreviver e se reproduzir, pois ele tem uma maior capacidade de defender seu território de outros machos, e um maior número de machos na espécie significa uma maior variedade de canções sendo transmitidas. [41] A fragmentação do território da cotovia de Dupont da agricultura, silvicultura e urbanização parece ter um grande efeito em suas estruturas de comunicação. [42] Os machos percebem apenas territórios de uma certa distância como rivais e, portanto, o isolamento do território de outros devido à fragmentação leva a uma diminuição nas chamadas territoriais, uma vez que os machos não têm mais nenhuma razão para usá-los ou ter músicas para combinar. [42]

Os humanos também trouxeram implicações variáveis nos ecossistemas que, por sua vez, afetam o comportamento animal e as respostas geradas. [43] Embora existam algumas espécies que são capazes de sobreviver a este tipo de condições adversas, como o corte de madeira nas florestas para a indústria de celulose e papel, há animais que podem sobreviver a essa mudança, mas alguns não. Um exemplo inclui, vários insetos aquáticos são capazes de identificar lagoas adequadas para colocar seus ovos com o auxílio de luz polarizada para orientá-los, no entanto, devido às modificações do ecossistema causadas pelo homem, eles são conduzidos a estruturas artificiais que emitem luz artificial que são induzidas por asfalto seco, estradas secas, por exemplo. [44]

Efeito em microorganismos

Embora a fragmentação do habitat esteja frequentemente associada a seus efeitos em grandes populações de plantas e animais e na biodiversidade, devido à interconexão dos ecossistemas, também existem efeitos significativos que tem na microbiota de um ambiente. O aumento da fragmentação tem sido associado a populações reduzidas e diversidade de fungos responsáveis pela decomposição, bem como os insetos que eles hospedam. [45] Isso tem sido associado a cadeias alimentares simplificadas em áreas altamente fragmentadas em comparação com florestas antigas. [46] Além disso, foi demonstrado que os efeitos de borda resultam em microambientes significativamente variados em comparação com a floresta interna devido a variações na disponibilidade de luz, presença de vento, mudanças na precipitação e teor de umidade geral da serapilheira. [47] Esses microambientes frequentemente não são propícios à saúde geral da floresta, pois permitem que espécies generalistas prosperem às custas de especialistas que dependem de ambientes específicos. [45]

Fragmentação florestal

A fragmentação florestal é uma forma de fragmentação do habitat onde as florestas são reduzidas (naturalmente ou artificiais) a fragmentos de floresta relativamente pequenos e isolados, conhecidos como fragmentos de floresta ou remanescentes de floresta. [1] A matriz intermediária que separa as manchas de floresta remanescentes podem ser áreas abertas naturais, terras agrícolas ou áreas desenvolvidas. Seguindo os princípios da biogeografia de ilhas, as matas remanescentes agem como ilhas de floresta em um mar de pastagens, campos, subdivisões, shoppings, etc. Esses fragmentos então começarão a sofrer o processo de decomposição do ecossistema.

Imagem que mostra claramente a fragmentação florestal. - news.mongabay.com

A fragmentação da floresta também inclui formas menos sutis de descontinuidades, como direitos de passagem de serviços públicos (ROWs, right-of-ways). As linhas de serviços públicos são de interesse ecológico porque se difundiram em muitas comunidades florestais, abrangendo áreas de até 5 milhões de acres nos Estados Unidos. [48] ROWs de serviços públicos incluem ROWs de transmissão de eletricidade, gasodutos e ROWs de telecomunicações. As linhas de transmissão de eletricidade são criadas para evitar a interferência da vegetação nas linhas de transmissão. Alguns estudos mostraram que as linhas de transmissão de eletricidade abrigam mais espécies de plantas do que áreas florestais temperadas adjacentes, [49] devido a alterações no microclima dentro e ao redor do corredor, sendo outro caso, com danos perceptíveis, quando se trata de florestas tropicais. [Campos] [Nascimento & Gopfert] [Verardo et al] [Turmina et al] Descontinuidades em áreas florestais associadas a servidões de passagem podem servir como paraísos de biodiversidade para abelhas nativas [48] e espécies de pastagens, [50] já que as faixas de servidão são preservadas em um estágio sucessional inicial.

A fragmentação da floresta reduz os recursos alimentares e as fontes de habitat para os animais, dividindo assim essas espécies. Assim, tornando esses animais muito mais suscetíveis aos efeitos da predação e tornando-os menos propensos a cruzamentos - diminuindo a diversidade genética. [51]

Implicações

A fragmentação da floresta é uma das maiores ameaças à biodiversidade nas florestas, especialmente nos trópicos. [52] O problema da destruição do habitat que causou a fragmentação em primeiro lugar é agravado por:

• • a incapacidade de fragmentos florestais individuais de sustentar populações viáveis, especialmente de grandes vertebrados

  • a extinção local de espécies que não possuem pelo menos um fragmento capaz de sustentar uma população viável

  • efeitos de borda que alteram as condições das áreas externas do fragmento, reduzindo muito a quantidade de habitat real no interior da floresta. [53]

O efeito da fragmentação na flora e na fauna de um fragmento florestal depende a) do tamanho do fragmento e b) de seu grau de isolamento. [54] O isolamento depende da distância até o fragmento semelhante mais próximo e do contraste com as áreas circundantes. Por exemplo, se uma área desmatada for reflorestada ou regenerada, a crescente diversidade estrutural da vegetação diminuirá o isolamento dos fragmentos florestais. No entanto, quando as terras anteriormente florestadas são convertidas permanentemente em pastagens, campos agrícolas ou áreas desenvolvidas habitadas por humanos, os fragmentos florestais remanescentes e a biota dentro deles ficam frequentemente altamente isolados.

Fragmentos de floresta menores ou mais isolados perderão espécies mais rapidamente do que aqueles maiores ou menos isolados. Um grande número de pequenas "ilhas" de floresta normalmente não pode sustentar a mesma biodiversidade que uma única floresta contígua, mesmo que sua área combinada seja muito maior do que a única floresta. No entanto, ilhas florestais em paisagens rurais aumentam muito sua biodiversidade. [55]

A Universidade McGill em Montreal, Quebec, Canadá, divulgou uma declaração em um jornal universitário afirmando que 70% da floresta remanescente do mundo está a um quilômetro de uma orla da floresta, colocando a biodiversidade em um risco imenso com base em pesquisas conduzidas por cientistas internacionais. [56]

Área reduzida do fragmento, maior isolamento e aumento da borda iniciam mudanças que se infiltram em todos os ecossistemas. A fragmentação de habitat é capaz de formular resultados persistentes que também podem se tornar inesperados, como a abundância de algumas espécies e o padrão de que longas escalas temporais são necessárias para discernir muitas respostas fortes do sistema. [5]

Manejo florestal sustentável

A presença de fragmentos florestais influencia o fornecimento de vários ecossistemas em campos agrícolas adjacentes (Mitchell et al. 2014). Mitchell et al (2014), pesquisou em seis diferentes fatores do ecossistema, como produção de safra, decomposição, regulação de pesticidas, armazenamento de carbono, fertilidade do solo e regulação da qualidade da água em campos de soja através de distâncias separadas por fragmentos florestais próximos que variam em isolamento e tamanho em uma paisagem agrícola em Quebec, Canadá. O manejo florestal sustentável pode ser alcançado de várias maneiras, incluindo o manejo de florestas para serviços de ecossistema (além do simples fornecimento), por meio de esquemas de compensação governamental e por meio de regulamentação e estruturas legais eficazes. [57] O único método realista de conservar as florestas é aplicar e praticar o manejo florestal sustentável para arriscar mais perdas.

Há uma grande demanda industrial por madeira, celulose, papel e outros recursos que a floresta pode fornecer, portanto, as empresas que desejarão mais acesso ao corte de florestas para obter esses recursos. A “Aliança da Floresta Tropical” (Rainforest Alliance) tem sido capaz de implementar de forma eficiente uma abordagem para o manejo florestal sustentável, e eles estabeleceram isso no final dos anos 1980. Sua conservação foi considerada bem-sucedida, pois salvou mais de meio bilhão de acres de terra em todo o mundo. [58]

Algumas abordagens e medidas que podem ser tomadas a fim de conservar as florestas são métodos pelos quais a erosão pode ser minimizada, os resíduos são descartados de forma adequada, conservar as espécies de árvores nativas para manter a diversidade genética e separar áreas florestais (fornece habitat para espécies de vida selvagem críticas). [58] Além disso, os incêndios florestais também podem ocorrer com frequência e também podem ser tomadas medidas para prevenir a ocorrência de incêndios florestais. Por exemplo, na região cultural e ecologicamente significativa de Petén, na Guatemala, os pesquisadores conseguiram descobrir que, em um período de 20 anos, as florestas certificadas pelo FSC (Forest Stewardship Council, Conselho de Gestão Florestal) de manejo ativo experimentaram taxas de desmatamento substancialmente mais baixas do que as áreas protegidas próximas, e os incêndios florestais afetaram apenas 0,1 por cento dos certificados área de terra, em comparação com 10,4 por cento das áreas protegidas. [58] No entanto, deve ser devidamente observado que as decisões de curto prazo em relação ao emprego no setor florestal e práticas de colheita podem ter efeitos de longo prazo sobre a biodiversidade. [59] As florestas plantadas se tornam cada vez mais importantes, pois fornecem aproximadamente um quarto da produção industrial global de madeira em toras e prevê-se que respondam por 50% da produção global em duas décadas (Brown, 1998; Jaakko Poyry, 1999). [60] Embora tenha havido muitas dificuldades, a implantação da certificação florestal tem se destacado por ser capaz de conscientizar e disseminar o conhecimento de forma efetiva sobre um conceito holístico, abrangendo questões econômicas, ambientais e sociais, em todo o mundo. Além de fornecer uma ferramenta para uma variedade de outras aplicações além da avaliação de sustentabilidade, como, por exemplo, verificação de sumidouros de carbono. [61]

Abordagens para compreender a fragmentação do habitat

Duas abordagens são normalmente usadas para entender a fragmentação do habitat e seus impactos ecológicos.

Abordagem orientada para espécies

A abordagem orientada para as espécies concentra-se especificamente em espécies individuais e como cada uma delas responde ao seu ambiente e às mudanças de habitat com ele. Essa abordagem pode ser limitada porque se concentra apenas em espécies individuais e não permite uma visão ampla dos impactos da fragmentação do habitat entre as espécies. [62]

Abordagem orientada a padrões

A abordagem orientada a padrões é baseada na cobertura da terra e sua padronização em correlação com a ocorrência de espécies. Um modelo de estudo para a padronização da paisagem é o modelo patch-matrix-corridor (trecho-matriz-corredor) desenvolvido por Richard Forman. A abordagem orientada para o padrão concentra-se na cobertura da terra definida por meios e atividades humanas. Este modelo tem origem na biogeografia de ilhas e tenta inferir relações causais entre as paisagens definidas e a ocorrência de espécies ou grupos de espécies dentro delas. A abordagem tem limitações em suas suposições coletivas entre espécies ou paisagens que podem não levar em conta as variações entre elas. [63]

Modelo de variegação

O outro modelo é o modelo de variegação. Paisagens variegadas retêm muito de sua vegetação natural, mas são misturadas com gradientes de habitat modificado. [64] Este modelo de fragmentação de habitat normalmente se aplica a paisagens que são modificadas pela agricultura. Em contraste com o modelo de fragmentação que é denotado por fragmentos isolados de habitat cercados por ambientes de paisagem inadequados, o modelo de variegação se aplica a paisagens modificadas pela agricultura onde pequenos fragmentos de habitat permanecem próximos ao habitat original remanescente. Entre essas manchas está uma matriz de pastagens que geralmente são versões modificadas do habitat original. Essas áreas não representam uma barreira para as espécies nativas. [65]

Medidas mitigatórias

São medidas que ajudam a prevenir impactos negativos ou reduzir a magnitude dos mesmos, sejam organizadas por ação direta ou indiretamente praticadas ou provocadas por indivíduos ou organizações.

Corredores ecológicos

O corredor ecológico é um instrumento de gestão em situações críticas, com o objetivo de garantir a manutenção dos processos ecológicos em áreas fragmentadas ou em unidades de conservação, como uma conexão, permitindo a dispersão de espécies, a recolonização de áreas degradadas, o fluxo gênico e a viabilidade de populações que demandam mais do que o território de uma unidades de conservação para sobreviver. [MMA]

Trampolins (Stepping-stones)

São pequenas áreas de habitat dispersas pela matriz que podem conectar fragmentos isolados, facilitando, para algumas espécies os fluxos entre manchas. Esse intercâmbio pode auxiliar uma espécie com o aumento na variabilidade genética, na busca por alimentos e na dispersão de sementes. [AmbienteBrasil] [Metzger, 2001] [Terra 360graus]

Zonas de amortecimento

São áreas no entorno de fragmentos protegidos destinados a minimizar as consequências do efeito borda ao estabelecer uma gradatividade na separação entre os ambientes da área protegida e da matriz. Também impede que atuações antrópicas interfiram prejudicialmente na manutenção da diversidade biológica. [ÂMBITO] [BEIROZ]

Manejo da paisagem

O manejo das áreas protegidas e de Reserva Legal pode ser feito em conjunto, com a integração dos gestores e donos das terras. Quando há consenso quanto a melhor forma de manejo dos fragmentos, estes tendem a tornarem-se maiores e mais eficientes no que diz respeito a conservação da biodiversidade. [MAGRO]

Replantio

O replantio da vegetação nativa é uma medida eficiente a longo prazo, porém de alto custo. Não há medida que seja mais eficiente para manutenção da biodiversidade local do que recuperar a área com base em sua composição anterior às modificações antrópicas. [ALMEIDA]

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Ligações externas

• • GLOBIO, um programa em andamento para mapear os impactos passados, atuais e futuros das atividades humanas no ambiente natural, destacando especificamente áreas selvagens maiores e sua fragmentação.

  • Monash Virtual Laboratory – Simulações de fragmentação de habitat e genética de populações online no Laboratório Virtual da Monash University..

  • Defragmentation in Belgium (Flanders) – Connecting nature, connecting people. Accessed: Jan 22, 2009

  • Wildlife passages – De-Fragmentation in the Netherlands – How to evaluate their effectiveness? Accessed: Jan 22, 2009

  • Landscape Fragmentation in Europe - O relatório técnico de 2006 - o resultado de uma colaboração entre o Escritório Federal Suíço para o Meio Ambiente (FOEN) e a Agência Europeia do Meio Ambiente (EEA, European Environment Agency). Acesso: 22 de fevereiro de 2016.

  • Kinver, Mark. (2013, September 26). "Forest fragmentation triggers 'ecological Armageddon'", BBC News.