Uma caixa de ferramentas de redes para cientistas da vegetação

Abstract

Esta tese de doutorado aborda os desafios de descrever comunidades ecológicas, e propõe o uso de estimativas sobre a topologia de redes baseadas em padrões de coocorrência entre espécies. Embora métodos de redes já venham sendo empregados na investigação de padrões de coocorrência, eles permanecem subaproveitados, e uma das razões é que a maioria dos trabalhos assume que esses padrões individualmente refletem algum mecanismo ecológico específico, como a competição, o que tem sido duramente criticado. Este trabalho pretende demonstrar que investigar a forma com que os padrões de coocorrência estão arranjados entre as espécies a partir de estimativas sobre a topologia de redes pode ser muito mais informativo sobre a organização de metacomunidades. Usando dados obtidos de simulações e levantamentos florísticos em comunidades do Pampa, cada capítulo desta tese relaciona diferentes aspectos da topologia de redes a diversas questões de interesse na Ecologia, e discute como as ferramentas propostas complementam os métodos tradicionalmente usados para investigar essas questões. O capítulo 1 explora a integração ecológica a partir de estimativas de conectividade, o capítulo 2 explora a formação e definição de grupos de espécies com estimativas sobre o agrupamento, e o capítulo 3 explora como dados sobre os atributos das espécies e seus padrões de coocorrência podem revelar mecanismos ocultos atuando sobre metacomunidades. De modo geral, esta tese chama a atenção de ecólogos, especialmente de cientistas da vegetação, para o uso de ferramentas de redes como descritores de metacomunidades.

This doctoral thesis addresses the challenging task of describing ecological communities and proposes the use of estimates of network topology based on species co-occurrence patterns. While network methods have already been employed to investigate such co-occurrence patterns, they remain underused, partly because most studies assume individual patterns as evidence of specific ecological mechanisms, such as competition, which has been heavily criticized. This work demonstrates that investigating how co-occurrence patterns are arranged among species through estimates of network topology can provide more informative insights into metacommunity organization. Using data from simulations and floristic surveys, each chapter of this thesis relates different aspects of network topology to various questions of interest in Ecology and discusses how the proposed tools complement the traditionally used methods to investigate these questions. Chapter 1 explores ecological integration through estimates of connectivity, Chapter 2 explores the formation and definition of species groups using estimates of network clustering, and Chapter 3 examines how data on species attributes and their co-occurrence patterns can unveil unknown mechanisms acting on metacommunities. Overall, this thesis highlights the use of network tools as descriptors of metacommunities and emphasizes their relevance to ecologists, particularly vegetation scientists.