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[Indices populacionais
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Ecologia de Populações Prof. Dr. Harold Gordon Fowler
Índices e Probabilidade de
Detecção (p)
Epinephelus striatus-
Métodos Indiretos de Estimação de Abundancia
Densidade Relativa: Índices de População
Os índices podem usar indicadores de indivíduos que serão previsíveis e constantes; um índice do tamanho populacional real
Toda índice deve ser comparada a
levantamentos mais diretos para avaliar sua precisão
– Toda índice tem problemas mas é mais rápido e mais barato
Índice: Classificação de Freqüência e Raridade
Deborah Rabinowitz elaborou um sistema para classificar a freqüência e raridade baseada na combinação de três fatores:
1. Amplitude geográfica – extensiva versus restrita.
2. Tolerância de habitat – ampla versus estreita.
3. Tamanho populacional local – grande versus pequeno.
Esse sistema classifica oito combinações possíveis desses fatores, resultando em sete formas de raridade, e uma de abundância.
Índice: Raridade
Classificação (D. Rabinowitz)
Amplitude geográfica da espécie
Tolerância de Habitat
Tamanho da população local
Red Data Book of Threatened Species (IUCN)
Amplitude, tamanho populacional, tendência populacional
Raridade I
Amplitude extensiva, Tolerância ampla de habitat, Populações locais pequenas
Raridade II
Amplitude extensiva, Tolerância restrita de habitat, Populações locais pequenas
Raridade III
Amplitude restritiva, Tolerância restrita de habitat, Populações pequenas
Índice: Raridade
Raridade III
Amplitude limitada: Tolerância limitada de habitat: Populações pequenas
Gorila de montanha
Índice: Raridade
Índice: Raridade
Densidade Relativa: Índices Os índices podem usar indicadores de indivíduos
que serão previsíveis e constantes; um índice do tamanho populacional real – Não sem problemas mas é mais rápido e mais
barato – Captura por unidade de esforço: Armadilhas, fezes, pegadas, freqüência de
vocalização, redes de neblina, número de artefatos, questionários, cobertura (plantas), capacidade de se alimentar em iscas, levantamentos de estrada
Toda índice deve ser comparada a levantamentos mais diretos para avaliar sua precisão
Contagem de Indivíduos
Densidade Relativa: Índices Captura por unidade de esforço:
Armadilhas, fezes, pegadas, freqüência de vocalização, redes de neblina, cercas número de artefatos, questionários, cobertura (plantas), capacidade de se alimentar em iscas,
levantamentos de estrada
Índice de abundância relativa
Contagem de fezes
Número de indivíduos capturados por dia por armadilha (100)
Ocupação de iscas por formigas
Ninhos de aves, censos de cantos
Podem ser convertidos em estimativas de densidade absoluta
Índices e Probabilidade de
Detecção (p)
Censos
Presume p = 1.00 ou N (parâmetro) = C (estatística)
Aplicação restrita a áreas de amostragem pequenas
O censo no Brasil é lei – A amostragem estatística é ilegal!
Índice Populacional
Medida de um variável relacionado a um parâmetro pesquisado ou a contagem incompleta – Geralmente usada como medida de abudndância
Atalho da inferência estatística Fácil de medir Premissa: C (estatística) é uma proporção
constante de N (parâmetro) ou p é constante – Estandardizar, estandardizar, estandardizar, … e
interpretar com cuidado – Mede os co-variáveis relacionados a detecção
Índice População
Alvo Amostra
Parâmetros Estatística
Atalho (Índice) Descrição
Estimativa
Amostragem
Inferencias
Índice Populacional Aves?
Mamíferos?
Peixes?
Anfíbios e Repteis?
Invertebrados?
Índice de População
Número observado ou capturado por unidade de esforço – Captura por unidade de esforço (CPUE)
– No. Capturado por 100 armadilhas
– No. Observado em 30 minutos
Presume ser proporcional a abundância, mas geralmente com relação de potência
A re-calibração necessária ao trocar observador ou tecnologia
Índice Populacional: Captura
por Unidade de Esforço (CPUE)
Índice de abundância muito crua e comum
Captura = 4 borboletas
Esforço = 4 puçás com 12 horas cada = 48 horas puçás
CPUE = 4/48 = 0,083
Captura = 8 borboletas
Esforço = 4 puçás com 12 horas cada = 48 horas puçás
CPUE = 8/48 = 0,167
Inferência: População 2 é 2X maior do que a população 1
Índice Populacional: Exemplo BBS
Proporção constante da verdade?
População de Monachus
schauinslandi em
Havaí
Métodos Indiretos
Ilha Green
entrada Ilha Tern
saída
Ilha Verde
Ilha Tern
1960 1980 1970
Núm
ero
de
foca
s
Mudanças populacionais de Monachus schauinslandi em duas ilhas ocupadas pela
Guarda Costeira Americana
A sobrevivência de juvenis é importante na conservação dessa espécie
1976 Risco
de extinção
Métodos Indiretos
População de Monachus schauinslandi em Havaí
Um grupo de tubarões das Ilhas Galapagos desenvolveram um padrão novo. Começaram patrulhar a água rasa ao redor da Ilha Trig para caças filhotes da foca…
Hoje, somente ~1000 existem…
Métodos Indiretos
Métodos Indiretos (CUPE)
Atender as Premissas
Padronizar, Padronizar, Padronizar – http://www.pwrc.usgs.gov/BBS/
Medir variáveis relacionadas
Estimativa
Usar estatística e estimadores para obter estimativas
Estimar a probabilidade de detecção e ajustar a estatística
Probabilidade de Detecção (p)
Probabilidade de que um indivíduo pode ser detectado num local específico num tempo específico se o indivíduo está presente – Usualmente entre 0 e 1.0
– Pode superar 1.0 em alguns cenários de amostragem (levantamentos aéreos)
Fator de correição da visibilidade (FCV)
Índices e Probabilidade de
Detecção (p)
CONTAGEM POR TRANSECTOS DE PONTOS
Aplicação Espécies que podem ser facilmente identificadas pela visual ou auditivamente
Método •Contagem em pontos fixos por um tempo definido •Estações de observação com distância mínima de 100m •Exige alta experiência do pesquisador.
Vantagens: Baixo custo operacional Rapidez na coleta de dados
Desvantagem: Muito influenciado pelas variações nas condições ambientais Muito dependente da precisão do observador Não adequado em habitats de alta densidade
CONTAGEM POR TRANSECTOS LINEARES
Método •Contagem ao longo de transectos dispostos aleatoriamente •Exige alta experiência do pesquisador
Aplicação Espécies de baixa densidade presentes em áreas abertas de grandes extensões homogêneas
Vantagens: Rapidez na coleta de dados Baixo custo operacional
Desvantagem: Muito influenciado pelas variações nas condições ambientais Muito dependente da precisão do observador
TÉCNICAS BÁSICAS DE LEVANTAMENTO
Métodos de pontos e transectos lineares
Princípios gerais dos transectos lineares
Premissas: •Todos os indivíduos são igualmente detectados pelo observados; •Sucesso na amostragem depende da precisão do observador na identificação da espécie e na avaliação da distância em que o animal se encontra.
Índices e Probabilidade de
Detecção (p)
Levantamentos Visuais como uma
Técnica de Estimar Populações
Visibilidade (B)
Para aplicar o resultado de qualquer método de levantamento populacional numa estimativa do tamanho da população, precisamos estimar a proporção dos animais contados (B) e depois dividir esse por B :
N^ = C / B
onde C = valor do censo
N^= estimativa do tamanho verdadeiro da população
B = proporção dos animais contados
.
Como podemos usar
estimativas da probabilidade
de detecção para obter
estimativas de abundância e
outros parâmetros?
^
^
p
CN
Como estimar a probabilidade de detecção?
Várias Técnicas
Amostragem dobrada – Levantamentos de Gassaway
– Levantamentos por vídeo
Amostragem por distância – Transecto linear
– Parcela circular variável
Marcação e Recaptura
Levantamentos Prévios dentro
de Parcelas
Número razoável de parcelas levantadas
Censo completo em cada parcela
Amostragem Dobrada
Quando? – Uma área grande
pode ser levantada de forma barata e não completa
– Uma parte da área pode ser levantada ou usada para estimar p
Como? – A contagem extensiva
(incompleta) é ajustada pela probabilidade de detecção estimada de contagens intensivas para obter uma estimativa da abundância na área que foi amostrada extensivamente
Premissas
A probabilidade de detecção para a área amostrada é igual a 1.0 ou é bem estabelecida
A probabilidade de detecção estimada das áreas intensivas podem ser aplicada somente a área amostrada extensivamente
Censo extensivo (Ce) –
Levantamento de Gassaway
Censo intensivo (Ci)
Como estimar p para a área
inteira que foi amostrada
extensivamente?
p = Ce/Ci para as unidades amostradas extensivamente e intensivamente (Ce<Ci) – p pode ser específica espacialmente (ao
habitat)
Como estimar a abundância na
área inteira que foi amostrada
extensivamente?
^
^
p
CeN
Abundancia de Tamanduás
Levantamento dobrado
Pantanal
Levantamento aéreo para contagem extensiva
Levantamento a pé
para contagem
intensiva
Transecto Ce Ci
Abundancia de Tamanduás
Como funciona a Amostragem
por Distância?
O que fazemos com isso?
Distancia
Núm
ero
de I
ndivíd
uos
Visto > Sim Não
Métodos Indiretos Existem vários métodos e medidas que podem
ser correlacionadas com a densidade populacional: capturas em armadilhas, levantamentos visuais, levantamentos de produtos (fezes, ninhos), proporção de hospedeiros infestados . Medidas indiretas podem se relacional a densidade populacional por meio de análise de regressão (linear e não linear).
Regressão linear
O método dos quadrados mínimos é o mais usado para traçar a linha ”melhor" de uma nuvem de pontos de dados. Esse método ajusta os valores dos parâmetros da regressão (a e b) de modo que o soma de quadrados residuais (=soma dos desvios quadrados dos pontos da linha) atingia o mínimo
y' = a + bx
Métodos Indiretos
Regressão linear A soma dos quadrados residuais é:
Métodos Indiretos
Regressão linear
A regressão dos quadrados mínimos é um método para encontrar o melhor ajuste do modelo aos dados por minimizar o soma dos quadrados dos desvios entre os dados e o modelo (a linha de regressão). Na análise de regressão existe um variável dependente no eixo Y que está associado com um variável independente no eixo X. Se a associação é linear, então o modelo apropriado é Y = a + bX.
Métodos Indiretos
Regressão linear
Na regressão dos ”quadrados mínimos", o melhor ajuste resulta pela minimizarão da soma de quadrados, SSQ, das diferenças entre valores observados do variável dependente, Yi,e os valores esperados do modelo, E[Yi];
Métodos Indiretos
Regressão linear Os modelos lineares podem ser
ajustados pelo calculo da tangente da regressão
Após calcular b, a tangente da linha de regressão no eixo Y é: onde a é a tangente e a linha encima identifica a media das duas series de observações
Métodos Indiretos
Regressão linear Na regressão dos quadrados mínimos encontramos o melhor
ajuste aos dados pela minimizarão doe desvios entre os dados e o modelo. Após isso, a variação residual dos dados do modelo ajustado se presume é devida a variabilidade aleatória. Si Yi é o valor atual do variável dependente associado com o valor de Xi do variável independente, então o valor esperado de Yi segundo o modelo é E[Yi] = a + bXi , e a variância do valor observado desta expectação é Yi - (a + bXi). A "variância ao redor da linha de regressão, por isso, é:,
Métodos Indiretos
Regressão linear
Significância
R = 0.82, N.S.! Porém, a Significância não implica Significância biológica (se R = 0.01)
Métodos Indiretos
Regressão linear
Diagnostica de Influencia
É importante verificar se os pontos mais influenciais estão corretos.
Regressão linear
Pontos extremos
Soluções: 1. Ignore o ponto 2. Muda modelo de regressão 3. Não fazer nada
Regressão linear Não linearidade
Antes de fazer análise de regressão faz uma gráfica dos dados.. Use a regressão polinomial ou não linear se a regressão não é linear
Métodos Indiretos
Regressão linear
Transformação dos variáveis
Use transformações somente se têm sentido biológico, É melhor usar modelos não lineares.
Métodos Indiretos
Regressão linear Estatística F com outros valores de P:
– Tabela de estatísticas do X quadrado
Métodos Indiretos
Perguntas?