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Tipo do documento: Tese
Título: Modelagem de ecossistemas com competição por recursos em relevos correlacionados
Autor: LIMA FILHO, José Alvino de 
Primeiro orientador: OLIVEIRA, Viviane Moraes de
Primeiro membro da banca: CARVALHO, Alexandre Manoel de Morais
Segundo membro da banca: FIGUEIRÊDO, Pedro Hugo de
Terceiro membro da banca: STOSIC, Tatijana
Quarto membro da banca: DUARTE NETO, Paulo José
Resumo: Não há dúvidas sobre a importância das pesquisas experimentais e computacionais dentro da Biologia, especificamente da Ecologia, dado o reduzido conhecimento que o homem ainda tem da natureza. Com maiores possibilidades computacionais, os estudos por meio de simulações têm crescido consideravelmente, apesar de as limitações de tempo computacional e a própria complexidade da natureza exigirem análises pontuais. Neste trabalho, foram feitos estudos computacionais sobre competição por recursos com estrutura espacial, a fim de se observar de que forma alguns aspectos dessa estrutura espacial do ecossistema pode influenciar na diversidade de espécies. O corpo das pesquisas ficou dividido em duas partes. Numa primeira, o ambiente foi fragmentado antes do povoamento da rede com as espécies, sendo os recursos distribuídos de maneira uniforme por sub-regiões, variando a heterogeneidade por meio do número dessas sub-regiões. O tipo de fragmentação foi graduado através de uma estrutura fractal, correlacionando os sítios não-habitáveis pelo expoente de Hurst, fazendo uso do movimento Browniano fracionário (mBf), além de serem considerados diferentes percentuais de fragmentação. Na segunda parte do estudo, o ambiente não foi fragmentado e os recursos foram correlacionados utilizando também o mBf para a geração de um relevo correlacionado. Em ambos os estudos, foi analisada a relação espécie-área, a distribuição de abundância e a relação entre a diversidade e a heterogeneidade dos recursos. No primeiro estudo, com respeito à relação espécie-área, observa-se dois regimes em lei de potência, sendo investigados os valores dos expoentes para cada caso. Uma maior diversidade e expoentes maiores foram observados para heterogeneidades intermediárias. Em geral, para áreas intermediárias a grandes, a diversidade de espécies diminuiu com o aumento do expoente de Hurst, fixado o percentual de fragmentação. Para áreas pequenas, não houve considerável variação na diversidade com o aumento do expoente de Hurst e o percentual de fragmentação. Fixados o valor do expoente de Hurst e a heterogeneidade de recursos, a diversidade aumentou com o aumento da fragmentação para H = 0.1. Aumentando o valor do expoente de Hurst, a variação do percentual de fragmentação não provocou diferença considerável na diversidade, principalmente para heterogeneidades intermediárias. Com relação à distribuição de abundância, foi possível observar que tanto o expoente de Hurst, quanto a heterogeneidade e o percentual de fragmentação influenciaram a distribuição, verificando-se uma distribuição bimodal para heterogeneidades intermediárias. No segundo estudo, em que os recursos foram correlacionados por meio do expoente de Hurst, pode-se observar, para diferentes valores do expoente de Hurst, um comportamento da relação espécie-área com dois regimes em lei de potência. Nota-se que, para valores maiores do expoente de Hurst, a diversidade de espécies é um pouco inferior. Para áreas pequenas, a diversidade é um pouco maior para valores pequenos desse expoente e para áreas grandes a diversidade máxima se dá para um valor intermediário do expoente de Hurst. Mesmo assim, não se verificou grandes diferenças na relação espécie-área com a variação do expoente de Hurst. Analisando a distribuição de abundância, verificou-se uma relação unimodal para os diferentes valores de Hurst, notando-se picos mais altos para valores intermediários desse expoente, embora não tenham sido verificadas diferenças significativas.
Abstract: There is no doubt about the importance of experimental and computational research in biology, specifically in Ecology, given the limited knowledge about the nature. With increased computational possibilities, studies by simulations have grown considerably, despite the limitations of computational time and the complexity of nature require specific analysis. However, all contributions are important to the knowledge progress in this direction. In this thesis, computational studies on competition for resources with spatial structure were carried out, in order to observe how some aspects of spatial ecosystem structure can influence the diversity of species. The body of research was divided into two parts. At first, the environment was fragmented before the network occupation with the species, and the resources were distributed evenly across subregions, ranging heterogeneity by the number of these subregions. The type of fragmentation was promoted through a fractal structure, correlating the non-inhabitable sites by Hurst exponent, using the fractional Brownian motion (fBm), besides being considered different fragmentation percentage. In the second part of the study, the environment was not fragmented and resources were also correlated using the fBm for generating a correlated relief. In both studies, the species-area relationship was analyzed, abundance and distribution of the relationship between diversity and heterogeneity of resources. In the first study, concerning to the species-area relationship, two schemes in power law are observed, and were investigated the values of the exponents for each case. A higher diversity and higher exponents for intermediate heterogeneities were observed. In general, for large and intermediate areas, species diversity decreased with increasing Hurst exponent, fixed the percentage of fragmentation. For small areas, there wasn’t considerable variation in diversity with increased Hurst exponent and the percentage of fragmentation. Fixed the value of the Hurst exponent and heterogeneity of resources, diversity increased with increasing fragmentation. This happened more highly for extreme heterogeneities (low and high) and lower values of the Hurst exponent, less pronounced for intermediate heterogeneities. Increasing the value of the Hurst exponent, the variation in the percentage of fragmentation caused no significant difference in diversity, especially for intermediate heterogeneities. Regarding the distribution of abundance, it was observed that both the Hurst exponent, the heterogeneity and the fragmentation percentage influenced the distribution, verifying a bimodal distribution for intermediate heterogeneities. In the second study, in which the correlated resources by the Hurst exponent, were observed, for different values for the Hurst exponent, a behavior of the species-area ratio with two schemes power law. For higher values of the Hurst exponent, the diversity of species is somewhat lower. For small areas, diversity is slightly larger for small values of this exponent and for large areas the maximum diversity is given to an intermediate value of the Hurst exponent. Still, there was no major differences in the species-area relationship with the variation of the Hurst exponent. Analyzing the distribution of abundance, there was a unimodal relation to the different Hurst values, noting highest peaks for intermediate values of this exponent, although no significant differences.
Palavras-chave: Competição por recursos
Diversidade de espécies
Modelagem de ecossistema
Área(s) do CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::PROBABILIDADE E ESTATISTICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal Rural de Pernambuco
Sigla da instituição: UFRPE
Departamento: Departamento de Estatística e Informática
Programa: Programa de Pós-Graduação em Biometria e Estatística Aplicada
Citação: LIMA FILHO, José Alvino de. Modelagem de ecossistemas com competição por recursos em relevos correlacionados. 2016. 132 f. Tese (Programa de Pós-Graduação em Biometria e Estatística Aplicada) - Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.tede2.ufrpe.br:8080/tede2/handle/tede2/7780
Data de defesa: 19-Ago-2016
Aparece nas coleções:Doutorado em Biometria e Estatística Aplicada

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