Modelos espacialmente explícitos de movimentação animal como subsídio para o delineamento de áreas de conservação da natureza

Abstract

Resumo: A redução e fragmentação de habitat são duas das principais causas de alteração na composição, distribuição e extinção de espécies animais nos mais diversos ecossistemas. Para compreender e lidar com suas consequências, é necessário entender como os organismos interagem entre si e com o seu entorno levando em conta, de forma explícita, padrões de movimentação e estruturas espaciais de distribuição de habitat. Nesta dissertação, como meio de subsídio para o delineamento de áreas de conservação da natureza, a interação de animais com seu ambiente é abordada a partir de duas formulações de modelos baseados em indivíduos. Essas abordagens têm como foco o processo de movimentação animal e utilizam caminhadas de Lévy como base para sua construção. Na primeira formulação, num contexto de paisagem, é discutido o problema do planejamento para conservação quando a área possível de ser conservada é limitada. Indivíduos se dispersando em cenários com diferentes graus de destruição e fragmentação de habitat são simulados, e mostramos como a melhor indicação de desenho de paisagem é dependente dos processos ecológicos que se objetiva conservar. Na segunda formulação, em escala local ou de área de vida, busca-se unir conceitos de área de vida e uso do espaço com padrões de movimentação animal, por meio da avaliação de estratégias ótimas de busca para animais que realizam forrageamento de ponto central. As simulações indicam casos em que esses animais possuem similaridades e diferenças de movimentação em relação a animais nômades, e geram hipóteses a serem testadas empiricamente. Para ambos os modelos, discute-se como a interação dos indivíduos com o ambiente tem consequências para conservação, em específico no que se refere aos objetivos de sobrevivência dos indivíduos e persistência das espécies. Palavras-chave: ecologia de movimento, ecologia de paisagens, conservação da biodiversidade, padrões de movimentação, caminhadas aleatórias.

Abstract: Habitat reduction and fragmentation are two main causes of alteration in composition, distribution and extinction of animal species in different ecosystems. In order to understand and overcome these consequences, it is necessary to realize how organisms interact with each other and with their surroundings taking into account movement patterns and spatial structures of habitat distribution explicitly. In this thesis, aiming at aiding the outline of conservation areas, the interaction of animals with their environment is studied using two formulations of individual based models. These approaches focus on the process of animal movement and use Lévy walks as a basis for their construction. In the first formulation, in the landscape context, we discuss the problem of conservation planning when the area to be conserved is limited. Individuals dispersing in scenarios with different levels of habitat destruction and fragmentation are simulated, and we show how the most indicated landscape design depends on the ecological processes that one wants to conserve. In the second formulation, in the local or home-range scale, we aim at gathering the concepts of home-range and space use, and animal movement patterns, through the assessment of optimum search strategies for animals that perform central-place foraging. The simulations point out cases in which these animals have similarities and differences in movement, in comparison with free-ranging animals, what generates hypotheses to be empirically tested. For both models, we discuss how the interaction between individuals and the environment have consequences for nature conservation, especially for the purposes of individual survival and species' persistence. Key-words: movement ecology, landscape ecology, biodiversity conservation, movement patterns, random walks.