Instituto de Ciências Biológicas

Depto. de Biologia Geral

Curso de Mestrado em Ecologia Conservação e Manejo de Vida Silvestre  - ECMVS

Ecologia de Comunidades.

Prof. Ricardo M. Pinto_Coelho (coordenador)

Setor Ecologia - ICB UFMG

telefone: 3499 2605 / 3499 2574

telefax: 3499 2567

E_mail: http://ecologia.icb.ufmg.br/~rpcoelho/comunidades/



 

Aulas

2004 

Horário

terça feira 

8:00 _ 12:00 hs.  14:00_18:00 hs (vide crg.)

quinta feira

8:00 _ 12:00 hs.  14:00_18:00 hs (vide crg.)

Local das Aulas: vide quadro na secretaria ecmvs.

 

A - Ementa:

Comunidades como unidades de estudos em ecologia; conceitos básicos de comunidades; similaridade/ dissimilaridade; modelos de distribuição de espécies: série logarítimica, distribuição log_normal e broken stick; classificação e ordenação de comunidades; estrutura de comunidades; comunidades em equilíbrio e comunidades fora de equilíbrio; medidas de biodiversidade; dinâmica de comunidades;  Observação: ementa aprovada em reunião de Câmara Departamental em 10/12/96.

 

B - Conteúdo Programático

 I) A definição de comunidade em ecologia. 

Definições preliminares: parâmetros e atributos das comunidades.

Comunidades terrestres e aquáticas.



II) Métodos empíricos para a análise preliminar da estrutura de comunidades. 

Análise de gradientes.

Classificação de comunidades.

Ordenação de comunidades.

 

III) Biodiversidade 

Modelos de distribuição de espécies: porque existem? 

Série logarítmica.

Distribuição log_normal.

Distribuição do broken_stick

Riqueza e abundância de espécies. 

Diversidade e equitatividade.

 

IV) Fatores ecológicos importantes na estruturação das comunidades 

Nicho ecológico e a estrutura de comunidades

Fatores abióticos.

Fatores bióticos.

Competição e a estrutura da comunidade. 

Predação e a estrutura da comunidade. 

Controle do tipo top_down e bottom up.



V) Dinâmica de comunidades

Heterogeneidade espacial: continuidade versus. descontinuidade.   

Ciclos temporais.

Variações diurnas.

Variação sazonal

Variações intersazonais.

Sucessão ecológica.

Extinções e recolonizações: biogeografia de ilhas.

 

C - Avaliação



Tipo de Atividade

Valor

Seminário

40%

Leitura de Artigos com Discussão

20%

Web site Pampulha

40%

 

D - Seminários

Cada aluno deverá apresentará um seminário. Estes seminários, divididos em quatro grupos temáticos, constarão de uma apresentação oralde 40 minutos acompanhada de texto redigido a partir de uma pesquisa bibliográfica original. Os temas dos seminários propostos para este ano são os seguintes: 

 

D-1 Estrutura de comunidades

S01) A fragmentação de habitas e a estrutura das comunidades;

S 02) O significado ecológico das espécies-chaves (keystone species) na estruturação das comunidades.

S 03) Impactos de eventos extremos (fogo, enchentes, secas) na estrutura das comunidades terrestres e aquáticas.

S 04) Tipificação, causas e conseqüências da raridade de espécies em comunidades.

S 05)  Padrões globais e o efeito da escala na estrutura das comunidades.

S 06) Novas ferramentas de modelagem/simulação em ecologia de comunidades.

S 07) As espécies mudam mas os processos se repetem ou novas abordagens comparativas em ecologia de comunidades. 



D-2 Equilíbrio ecológico

S 08) Equilíbrio ecológico I:  O tempo em ecologia.

S 09) Equilíbrio ecológico II: Introdução de espécies exóticas e o colapso de comunidades naturais.

S 10) Equilíbrio Ecológico III: Radiação UV e a perda de equilíbrio em comunidades aquáticas.

S 11) Equilíbrio Ecológico IV: para onde vai o carbono assimilado nas florestas? Novas pesquisas sobre as rotas de evasão do carbono fixado nas florestas temperadas e tropicais.

 

D-3 Biodiversidade

S 12) O uso do conceito da biodiversidade em programas de recuperação ambiental. 

S 13) Tipologia dos impactos ambientais nas comunidades: quantificando mudanças nas estruturas e processos. 

S 14) O que regula a diversidade: interações locais, padrões globais ou eventos históricos? 

S 15)  O que preservar? Ecorregiões, comunidades típicas ou espécies ameaçadas?  



D-4 ) Ecologia de Comunidades Aplicada - Ambientes urbanos.

S 16) Ecossistemas urbanos: eles existem?

S 17) A degradação e a recuperação de rios e lagos urbanos no primeiro mundo: como eles deram a volta por cima?

S 18)  Histórico e situação atual dos corpos de água urbanos e periurbanos da RMBH.

S 19) A matriz institucional e a proteção de biótopos urbanos no  Brasil.

S 20) Uso de ferramentas ecológicas para acessar a degradação de ambientes urbanos.

S 21)  Urbanização e degradação ambiental no terceiro mundo: o que a rápida degradação dos recursos hídricos no Brasil (principalmente os reservatórios urbanos) nos ensinam?  

Observações:

a)  Importante: uma cópia do texto relativo ao seminário deverá ser entregue aos alunos no dia da apresentação oral. 

b)  Todas as atividades nas quais há entrega de material escrito, recomenda-se o uso de processador de texto MS-Word versão 6 ou superior. O material gráfico e demais impressos deverão ser de ótima qualidade cada figura e tabela reproduzida de outras fontes deverá ter a referência do autor original. Não recomenda-se o uso de impressoras matriciais de baixa qualidade.

 

 

E - Leitura de Artigos

No início do curso, serão distribuídos aos alunos uma lista de artigos científicos publicados em periódicos de alto impacto, disponíveis no  portal da CAPES ou na www. Estes a rtigos foram publicados em anos recentes e abordam não somente temas de relevância teórica em Ecologia, mas também estão diretamente relacionados ao conteúdo da disciplina. Cada aluno deverá escolher um dess es artigos e se preparar a apresentá-lo oralmente bem como sustentar uma discussão de alto nível científico com os demais colegas da turma. Cada artigo tem um determinado dia para a sua apresentação (ver o cronograma), em conexão ao desenvolvimento geral da disciplina. O tempo dessa apresentação será 20-30 minutos, incluindo-se aí a discussão. Serão avaliados em cada apresentação:

a) capacidade de entendimento do idioma inglês;

b) clareza e objetividade na exposição do artigo aos colegas;

c) uso de recursos didáticos;

d) aderência ao tema;

e) capacidade de síntese;

f) noção crítica sobre a metodologia empregada e

g) percepção da questão científica abordada bem como a sua conexão com= a disciplina.

 

E.1 - Lista dos artigos a serem discutidos em sala de aula (todos os artigos podem ser obtidos  na www).

1) Benstead, J.P. & C.M. Pringle. 2004. Deforestation alters the = resources base and biomass of endemic stream insects in Madagascar. Freshwater Bio logy49:490-501.

 2) Nakamura, A., H. Proctor & C. P. Catterall. 2003. Using soil and litter arthropods to assess the state of rainflorest restoration. Ecological Management & Restoration 4:20-28.

3) Gevrey, M., F. Rimet, Y. Park, J-L. Giraudel, L. Ector & S. Le= k. 2004. Water quality assessment using diatom assemblages and advanced modeli ng techniques. Freshwater Biology 49:208-220.

 4) Tuomisto, H., K. Ruokolainen, M. Aguilar and A. Sarmiento. 2003. Floristic patterns along a 43km long transect in a Amazonian rain forest. Journal of Ecology 91:743-756.

5) Willig, M.R., D.M. Kaufman & R.D. Stevens. 2003. Latitudinal gradients of biodiversity. Annual Rev. of Ecology and Systematics 34:273-309.

6) Hoffmann, W. & A.C. Franco. 2003. Comparative growth analysis of tropical forest and savanna woddy plants using phylogenetically independent contrasts. Journal of Ecology 91: 475-484.

7) Rajaniemi, T., V. Allison & D. Goldberg. 2003. Root competition can cause a decline in diversity with increased productivity. Journal of Ecology 91:407-416.

8) Zollner, E., B. Santer, M. Boersma, H-G. Hoppe & K. Jurgens. 2003. Cascading predation effects of Daphnia and copepods on microbial food web components. Freshwater Biology 48:2174-2193.

9) Jeppesen, E., J.P. Jensen, M. Sondergaard, M.Fenger-Gron, M. E. Br= amm, K. Sandby, P. H. Moller & H.U. Rasmussen. 2004. Impact of fish predation on cladoceran body weight distribution and zooplankton grazing in lakes during winter. Freshwater Biology 49:432-447.

10) Boeing, W.J., D.M. Leech, C.E. Williamson, S. Cooke & L. Torres. 2004. Damaging UV radiation and invertebrate predation: conflicting selecti ve pressures for zooplankton vertical distribution in the water column of low DOC lakes. Oecologia, 138:603-612.

11) Farhig, L. 2003. Effects of habitat fragmentation on biodiversity.  Annual Rev. of Ecology and Systematics34:487-515.

12) Duncan, R., T. M. Blackburn & D. Sol. 2003. The ecology of bird introductions. Annual Rev. of Ecology and Systematics 34:71-98.

13) Goulson, D. 2003. Effects of introduced bees on native ecosystems . Annual Rev. of Ecology and Systematics 34:1-26.

14) Vervuren, P.J.A., C.W.P.M. Blom & H. de Kroon. 2003. Extreme flooding events on the Rhine and the survival and distribution of riparian plant species. Journal of Ecology 91:135-146.

15) Kelly, C.L., C.M. Pickering & R. C. Buckley. 2003. Impacts of tourism on threatened plant taxa and communities in Australia. Ecological Management & Restoration 4:37-44.

16) Bond, N.R. & P.S. Lake. 2003. Local habitat restoration in streams: Constraints on the effectiveness of restoration for stream biota. Ecological Management & Restoration 4:193-198.

 

 F - Cronograma

O curso será iniciado no dia 4/5/2004  e terminará em 03/6/2004.

1) 04/05 3ª F - (Prof. Ricardo)

Manhã:

- Apresentação curso

- AT1: Introdução à Ecologia de Comunidades.

Tarde:

- Seleção de grupos e divisão de tarefas.

- AT 02: Parâmetros e atributos das comunidades e estrutura básica das comunidades terrestres e aquáticas (formas de vida, sub-divisão de biótopos, etc).

2) 06/05 5ª F - (Prof. Ricardo)

Manhã:

- AT 03: Análise de gradientes, classificação e  ordenação de comunidades.

- AT 04: Modelos de distribuição de espécies: porque existem? Série logarítmica; distribuição log-normal e distribuição d o broken_stick. 

Tarde:

- Apresentação e discussão de artigos científicos (1-4).

3) 11/05 3ª F - (Prof. Ricardo)

Manhã:

- AT5: Riqueza e abundância de espécies, teoria geral da diversidade biológica (a equitatividade e riqueza e como os diferentes índices tratam da questão);

- AT6: Teoria geral do nicho ecológico e a estrutura de comunidades.

- Discussão de artigos e orientação ao preparo de seminários.

Tarde:

Apresentação e discussão de artigos científicos (5-8).

4) 13/05 5ª F Excursão de campo 1/análises de laboratório (coleta lago)

5) 14/5/  6ª F Excursão de campo 2/ análises de laboratório (coleta margem)

6) 18/05 3ª F – Excurs&a= tilde;o de campo 2/análises de laboratório (coleta tributários)

7) 20/5  5Fª  - (Prof. Ricardo)

Manhã:

- AT 07: A competição e a estrutura da comunidade.

- trabalhando os dados da prática.

- AT 08: Dinâmica das comunidades: heterogeneidade espacial: continuidade versus. descontinuidade e heterogeneidade temporal, ciclos temporais (variação diurnas, variação sazonais, variações inter-sazonais, variações aleatórias, sucessão ecológica). 

Tarde:

- Apresentação e discussão de artigos científicos (9-12).

8) 25/5  3ª F - (Prof. Ricardo)

Manhã:

- AT 09: A predação e a estrutura da comunidade e controle top_down e bottom up (teoria da cascata trófica).

- Apresentação de seminários

- Trabalhando os dados da prática.

- AT 10: Teoria geral do equilíbrio ecológico (persistência, resiliência, etc), o equilíbrio em diferentes escalas ecológicas.

Tarde:

- Apresentação e discussão de artigos científicos (13-18).

9) 27/05  5ª F - (Prof. Ricardo)

Manhã:

- Seminários: 1- 4.

Tarde:

- Seminários 4-8.

10) 01/06  3ª F

Manhã:

- Seminários: 9- 12.

- Tarde:

- Seminários 13-16.

11) 03/06  5ª F

Manha:

- Apresentação oral dos resultados da prática

Tarde:

- Postagem e demonstração da web site.

 

 G- Literatura

Begon, M., J.L= . Harper & C.R. Townsend. 1990. Ecology: individuals, populations and communi= ties. Blackwell Sci. 912 p. 

Colinvaux, P. = 1993. Ecology. 2nd. Ed. Wiley & Sons. 688 p. 

Krebs, C. 1994. Ecology: the experimental analysis of distribution and abundance. Harper Collins. 4th Ed. 801 p.  

Krebs, C. 1989= . Ecological methodology. Harper Collins. 654 p.  

Magurran, A. 1988. Ecolog ical diversity and its measurement. Chapman & Hall, 179 p. 

Pinto_Coelho, R.M. 2000. Fundame ntos em Ecologia. Artmed. Porto Alegre (RS), 252 p. Primeira Edição Revistsa.

Livro adotado no curso

Putman, R.J. 1993. Community Ecology. Chapmam & Hill. 178 p.  Ricklefs, R.E.= 1990. Ecology. Freeman. 896 p. 

Ricklefs, R.E.= 1993. The Economy of Nature. 576 p. Freeman. 

Ricklefs, R.E.= & D. Schluter (eds.). 1993. Species diversity in ecological communities. Historical and Geographical Perspectives. Chicago UP., 454p.  

Strong, D.R., = D. Simberloff, L.G. Abelle & A.B. Thistle. 1984. Ecological communities=. Princenton UP., 614 p.   

 
Projeto Prático

Título:  Impacto humano na represa da Pampulha: revitalização da orla e a estrutura das comunidades em um lago urbano hipereutrófico.

 

Introdução:

A represa da Pampulha foi construda em 1938 e, desde então, o ambiente vêm enfrentado uma contínua degradação da qualidade de suas águas. Esse processo foi aguçado a partir da década de setenta (1970), quando um vigoroso processo de eutrofização se estabaleceu no ambiente ao lado de um assoreamento que chegou a comprometer 1/3 de sua área total. Apesar de toda a degradação, a região da Pampulha é hoje um dos principais pontos de lazer da população considerando não somente o extraordinário conjunto arquitetônico de seu entorno mas também a existência de grande número de clubes, ginásios, complexos espoertivos (CEU, UFMG) e até um grande estádio de futebol, o Mineirão.

Em decorrência deste processo de eutrofização, inúmeras alterações ecológicas foram verificadas no decorrer das duas últimas décadas do século XX: (a) proliferação de algas e mecrófitas; (d) extinções locais de peixes e componentes do zôo e fitoplâncton; (c) simplificação da fauna e flora com o aparecimento de forte dominância de cianobactérias, tilápias e aguapés; (d) degradação da qualidade de água com a queda da transparência, o aumento dos teores de sólidos em suspensão, o aparecimento de um persistente déficit de oxigênio dissolvido e uma contínua elevação dos máximos anuais de nitrogênio e fósforo na água. Em anos recentes, outro grande problema que vem se intensificando é o aporte de lixo doméstico principalmente aquele vindo através dos tributários (garrafas PET).

A partir de 2002, a Prefeitura de Belo Horizonte vem implementando um projeto de revitalização da lagoa que inclui, dentre outros: (a) inauguração de uma estação de tratamento de esgotos no canal direito que dá; acesso aos ribeirões Sarandi e Ressaca, os principais tributários; (b) implementação do parque ecológico da Pampulha, localizado na ilha artificial que divide os canais do sistema Ressaca-Sarandi; (c) complementação da rede de coletas de esgotos domésticos na bacia do reservatório; (d) revitalização da orla com a construção de ciclovias, pistas de caminhadas e áreas de lazer. As obras estão sendo concluídas em ritmo acelerado, sobretudo tendo em vista as próximas eleições municipais. O fato de que a Pampulha é uma região que desperta um grande interesse público e q ue a Prefeitura realiza uma importante intervenção no ambiente tem gerado uma crescente demanda por estudos e laudos que comprovem o quanto represa de fato tem melhorado a sua condição ambiental.

Muitas vezes, os biólogos têm sido criticados pela sociedade em geral por demonstrarem uma aparente incapacidade em responder - de modo objetivo - aos anseios da sociedade em relação a assuntos envolvendo a degradação do meio ambiente.  Poderiam os ecólogos estarem aptos a responderem esse anseio da sociedade? Sendo assim, o presente projeto objetiva em responder a uma pergunta muito simples. Está a represa piorando ou melhorando a sua qualidade de água? Essa pergunta será respondida através da tomada de um conjunto de variáveis comumente usadas na determinação da qualidade da água acoplando-se a esse conjunto de dados uma análise da literatura pertinente bem como do histórico do ambiente e da percepção da população sobre a questão. Esse objetivo geral pode ser traduzido nas seguintes ações específicas:

(a)  Realizar uma pesquisa em toda a represa (componentes vertical e horizontal) determinando a real condição da água no momento atual e classificando o corpo de água segundo as resoluções do CONAMA;

(b) Realizar uma pesquisa nos principais tributários com o objetivo de averiguar até que ponto eles estão livres do aporte de esgotos, classificando cada um dos tributários de acordo com as resoluções do CONAMA;

(c) Inventariar as comunidades de margem (macrófitas, peixes e aves) tentando evidenciar sinais de melhoria nas condições ecológicas do ambiente.

(d) Pesquisar na literatura disponível o histórico da degradação do ambiente

(e) Realizar um teste estatístico (se possível um teste paramétrico)  para validar quantitativamente a resposta ao objetivo geral do projeto.

 

Metodologia

Serão feitas coletas intensi= vas no ambiente nos dias 13, 14 e 18 maio de 2004. No dia 11, iremos amostrar dive rsos pontos dentro do reservatório, no dia 14 faremos um inventário de margem (peixes e macrófitas) e no dia 18 iremos amostras sete dos principais tributários do reservatório. As seguintes variáveis serão medidas: (a) temperatura da água, (b) oxigênio dissolvido, (c) pH, (d) condutividade elétrica, (e) turbidez, (f) transparência, (g) série nitrogenada, (h) fósforo total e solúvel, (i) sólidos totais, inorgânicos e orgânicos (j) clorofila-a e feofitina. As análises químicas serão conduzidas nos laboratórios de Limnologia ICB/UFMG.

No lago serão ainda coletadas amostras qualitativas de fito e zooplancton que nos possibilitaram uma rápida avaliação da biodiversidade dessas duas comunidades. Na margem da lagoa serão feitas observações semi-quantitativas sobre a atividade de pesca (incluindo a coleta de alguns espécimens para análises de metais trações e bromatologia), a concentração de macrófitas e o acúmulo de lixo doméstico.

Todo o trabalho será foto-documentado usando uma câmera digital existente na secretaria ECMVS e as estações de coletas serão georeferenciadas a partir dos dados obtidos com o GPS. Como sugestão, os alunos poderão organizar alguns mapas temáticos (i.e: densidade de pescadores na orla, índices de qualidade de água, tiificação dos tributários em diferentes classes ou ocorrência de macrófitas na orla) poderão serem feitos usando a tecnologia de software disponível no laboratório computacional da PG-Eco (b= loco Q2), ou seja, o software ArcView 8.3.

A base cartográfica consiste em cartas do IBGE e com imagens de foto aéreas (ortofotos) que serão fornecidas pelo professor orientador.

Resultados esperados

Com os dados obtidos será possível a elaboração de uma web site sobre a condição da água da represa.  Essa página irá compor uma web site que será colocada ao dispor da sociedade na URL pampulha.htm .