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- Validating Property rights index for forestry (PRIF) as a potential tool in comparative forest governance analysisPublication . Rimoli, Richard; School of Agriculture; Tomé, Maria Margarida Branco de Brito Tavares; Bouriaud, Gianina LauraPolíticas florestais e direitos de propriedades têm um impacto direto na forma em que os recursos de florestas são manejados e utilizados em cada país. Ao nível internacional, acordos relativos às florestas têm encontrado resistência de países que acreditam que esses terão impacto direto em sua soberania e economia. Mesmo na União Europeia, onde já existem regulamentos que são aplicados a todos os estados membro, a floresta continua sendo um setor que sequer possui uma agência reguladora própria. Essa falta de um consenso internacional leva a uma heterogeneidade de políticas florestais, ao ponto que mesmo a definição de florestas pode mudar de país para país. Dado esse contexto, o Índice de Propriedade Privada florestal foi criado, com o objetivo de medir e comparar a liberdade de proprietários florestais, de diferentes jurisdições, em 5 categorias de direito: acesso, extração, manejo, exclusão e alienação. Inicialmente, o índice foi criado com o alvo de comparar as restrições de proprietários florestais dentro da Europa, porém, se o índice puder ser usado além desde contexto, tem o potencial de ser uma ferramenta importante na análise e comparação de políticas florestais. No primeiro capítulo dessa tese foi testada a viabilidade da metodologia de cálculo do PRIF em jurisdições fora do continente europeu, assim como a utilização desde índice em florestas comunitária. Já no segundo capítulo o PRIF foi comparado com outros indicadores de governança já estabelecidos, assim como a sua correlação com indicadores florestais, extraídos de inventários florestais nacionais. Finalmente, no terceiro capítulo foi analisada a capacidade de análise de políticas individuas do índice, comparando os resultados do PRIF de proprietários florestais portugueses e proprietários florestais portugueses que são membros de uma Zona de intervenção florestal (ZIF). Os resultados obtidos são promissores e mostram que o PRIF já é adaptado para o uso internacional, está significativamente correlacionado com outros indicadores florestais, além de oferecer granularidade suficiente para ser uma ferramenta útil no desenvolvimento de novas políticas. Para futuras pesquisas aconselha-se o aperfeiçoamento de algumas metodologias e promover a adoção do índice, criando uma ampla base de dados.
- Synergies from local and ecological knowledge and the use of databases: enhancing ecosystem service assessment through holistic methodologies and multidisciplinary workflows in farmlandsPublication . Messina, Tainan; School of Agriculture; Santos, José Manuel Osório de Barros de Lima e; Figueira, Rui Paulo NóbregaEsta tese aborda a necessidade premente de enfrentar desafios complexos na intersecção da agricultura, serviços ecossistémicos e conservação da biodiversidade. A agricultura, essencial para a produção alimentar global, influencia significativamente as paisagens e os ecossistemas. Simultaneamente, a avaliação dos serviços ecossistêmicos em paisagens agrícolas, neste estudo relacionados ao controle de pragas, é multifacetada. O conhecimento local e ecológico oferece conhecimentos específicos do contexto, cruciais para estratégias de controlo de pragas, enquanto os dados ecológicos em bases de dados facilitam avaliações abrangentes. A introdução da tese fornece uma visão geral dos conceitos fundamentais do controle de pragas mediado por aves, enfatizando a diversidade funcional e seus vários métodos de estimativa. Centrando-se nas aves insectívoras e omnívoras, identificou elementos-chave nas análises dos serviços ecossistémicos e no papel das aves no controlo de pragas. O capítulo dois integra o conhecimento local e ecológico para avaliar os benefícios das árvores para os serviços ecossistémicos. O sistema alimentar pode desempenhar um papel nas soluções, especialmente as baseadas na natureza, como o controlo de pragas pelas aves locais. Uma metodologia que integra dados de espécies, características das aves, ocorrência de pragas e informações sobre culturas quantificou o consumo de pragas pelas aves nos sistemas agrícolas intensivos do Centro de Portugal; e investigou a interação entre aves e prestação de serviços ao longo de um gradiente de árvores. Os resultados mostraram maior predação perto das árvores, e que o processo holístico envolvendo os agricultores melhorou a precisão dos dados. O capítulo três explora a relação entre a produção de alimentos e a conservação da biodiversidade, enfatizando o uso de bases de dados. Plataformas de dados on-line abrangentes oferecem conhecimento sobre a disponibilidade, qualidade e procedência dos dados. Os filtros aplicados no fluxo de trabalho destacaram o papel de bancos de dados adequados e técnicas de refinamento de dados. Embora os modelos demonstrassem precisão, as correlações limitadas entre as variáveis da paisagem e da biodiversidade sublinharam a complexidade da relação. Em conclusão, esta tese melhora a compreensão dos desafios e oportunidades na implementação de fluxos de trabalho para quantificar os serviços ecossistêmicos. Explora o controle de pragas por aves em ambientes agrícolas e como este pode contribuir para práticas mais sustentáveis. As descobertas contribuem para orientar as práticas de conservação e a gestão da biodiversidade em áreas agrícolas, unindo o conhecimento tradicional à ciência moderna.
- Rural development projects in Latin America: understanding the critical factors for sustained impactPublication . Leão, Raphael Riemke de Campos Cesar; School of Agriculture; Goulão, Luís Filipe SanchesNas últimas décadas, a América Latina tem recebido níveis substanciais de ajuda externa para o desenvolvimento rural. No entanto, as comunidades não registaram melhorias significativas nos seus meios de subsistência e continuam a suportar uma pobreza persistente. Embora as iniciativas atinjam frequentemente os seus objectivos imediatos ao nível dos indicadores, é menos frequente que atinjam os resultados pretendidos e raramente produzem um impacto sustentável a longo prazo. Com o objetivo de compreender os factores críticos para intervenções bem sucedidas, esta tese começa por apresentar uma abordagem integrada que reúne três perspectivas fundamentais, proporcionando uma análise abrangente adequada à complexidade do problema de investigação. Uma vez que a compreensão do contexto em que os projectos são implementados é fundamental para alcançar os resultados esperados, é desenvolvido um quadro específico para captar os principais aspectos contextuais, estruturado em torno de quatro dimensões, 14 temas e 33 parâmetros. Utilizando este quadro, são utilizadas técnicas de aprendizagem automática para agrupar países com base em caraterísticas partilhadas. São formados oito grupos, alguns dos quais apresentam coerência geográfica, como os países insulares das Caraíbas ou os do norte da América Central. Outros clusters, como os que agrupam o Brasil com o Equador e o Panamá, revelam semelhanças menos intuitivas. Posteriormente, as caraterísticas intrínsecas dos projectos de desenvolvimento são examinadas através da lente deste quadro para compreender como e em que medida os princípios incorporados influenciam a realização dos objectivos desejados. Centrando-se em 50 anos de iniciativas de desenvolvimento rural na Guatemala, os resultados mostram que a inclusão e a responsabilização são os factores mais críticos para o êxito dos resultados finais. Por último, a interligação entre as estratégias de implementação e os resultados pós-intervenção é examinada através de uma combinação de técnicas de Processamento de Linguagem Natural e investigação participativa realizada durante o trabalho de campo. Esta perspetiva destaca a capacitação, a harmonização e as parcerias como os princípios mais importantes para permitir a sustentabilidade a longo prazo dos resultados do projeto. Esta investigação fornece provas de que os resultados e a sustentabilidade das intervenções de desenvolvimento rural podem ser melhorados através da adoção dos factores críticos identificados ao longo do ciclo do projeto, desde a conceção até à implementação. Embora os projectos na Guatemala sejam investigados como estudo de caso, as conclusões são amplamente aplicáveis a outros países com caraterísticas semelhantes, tal como identificadas através do processo de agrupamento.
- Recapping coffee production in Mozambique: assessment of plant and microbial genetic diversityPublication . Tapaça, Inocência da Piedade Ernesto; School of Agriculture; Ribeiro, Ana Isabel Faria; Marques, IsabelO café está entre as culturas tropicais mais importantes, tendo a sua cadeia de valor um impacto global. O cultivo e o comércio de café são dominados por duas espécies principais: Coffea arabica (café Arábica) e Coffea canephora (café Robusta). Moçambique é considerado um hotspot de diversidade de espécies silvestres de Coffea. Este estudo teve como objetivos avaliar a diversidade genética de Coffea spp. em Moçambique e analisar a flora microbiana associada ao cafeeiro Arábica (C. arabica) cultivado em sistema agroflorestal no Parque Nacional da Gorongosa. A análise molecular identificou apenas a ocorrência de Coffea racemosa, sugerindo erosão genética causada pela pressão antropogénica. Apesar disso, C. racemosa apresentou uma diversidade genética significativa. Nas plantações da Gorongosa, o pool genético de C. arabica revelou-se reduzido, reforçando a necessidade urgente de diversificação dos cultivares. Foram também estudados os microbiomas do solo, folhas e frutos ao longo de um gradiente de altitude e irradiância. Os consórcios microbianos mostraram um padrão complexo influenciado apenas pela elevação. Entre os microrganismos, destacam-se os promotores do crescimento vegetal, produtores de antibióticos e biorremediadores, bem como alguns patógenos vegetais. Este trabalho reforça a importância da conservação de espécies silvestres de Coffea e da diversificação genética em práticas de cultivo adaptadas às mudanças climáticas, evidenciando a relevância do microbioma na saúde do solo e na qualidade dos frutos. Os resultados fornecem subsídios importantes para estratégias de sustentabilidade e maneio de culturas em regiões tropicais.
- Weathering resistance evaluation of some Portuguese thermo-modified wood speciesPublication . Godinho, Delfina Maria Barbosa; School of Agriculture; Gominho, Jorge Manuel Barros D Almeida; Santos, Teresa Maria Gonçalves Quilho Marques dos; Diamantino, Teresa Fernanda Mendonça Marques da CunhaForam estudadas três espécies de madeira presentes no território português, Pinheiro-bravo (Pinus pinaster), Freixo (Fraxinus excelsior) e Acácia-da-Austrália (Acacia melanoxylon), para serem termo-modificadas e posteriormente expostas em dois ambientes diferentes (urbano e marítimo/industrial). Estas madeiras foram termo-modificadas na empresa Santos & Santos, Lda, numa estufa industrial com a temperatura a variar entre 210ºC e 230ºC. As madeiras (naturais e termo-modificadas) foram caracterizadas por espectrofotometria (determinação da cor, usando o sistema CIELab), por espectroscopia de infra-vermelhos (FTIR-ATR), pirólise analítica (Py-GC/MS) e avaliadas as propriedades físico-mecânicas para determinar as modificações ocorridas nas madeiras após o tratamento. A termo-modificação alterou visivelmente a cor das madeiras escurecendo-as (ΔL* Pinho -32,0, ΔL* Freixo -36,8 e ΔL* Acácia -27,5), provocou o aumento do teor de extrativos (Pinho 19%, Freixo 32% e Acácia 18%), indicando termodegradação da lenhina, celulose e hemiceluloses, confirmado através das técnicas FTIR-ATR e Py/GC-MS. Foram também verificadas alterações na microestrutura, nomeadamente algumas fissuras e danos nas paredes das células. Relativamente às propriedades físico-mecânicas, a termo-modificação provocou um decréscimo na densidade e no módulo de rutura. Os mesmos parâmetros foram avaliados nas madeiras expostas. Após a exposição de 24 meses, verificou-se a alteração da cor, onde as madeiras naturais escureceram e as termo-modificadas aclararam. A lenhina sofreu fotodegradação em todas as madeiras. A caracterização anatómica mostrou que a exposição provocou o aparecimento de mais fissuras. O comportamento mecânico das madeiras expostas sofreu algumas alterações no módulo de elasticidade à compressão. Todas as madeiras tiveram um comportamento muito semelhante em ambos os locais. Verificou-se que a termo-modificação não conferiu uma proteção contra a degradação da lenhina, mas revelou maior estabilidade na alteração da cor ao longo do tempo.
- Testing a two-phased approach to integrated social impacts analysis for smallholders’ sustainable development: modeling milk production efficiency and children’s educational outcomes on crop-livestock family farms in central MadagascarPublication . Thom, Amy Elizabeth; School of Agriculture; Fangueiro, David Paulo; Temudo, Marina Augusta Pereira Padrão; Conradie, BeatriceA promoção do desenvolvimento sustentável para os pequenos agricultores africanos exige que fatores agronómicos e económicos sejam considerados, assim como fatores sociais relevantes que moldam a produção dos agricultores e afetam o bem-estar das respetivas famílias. Análises holísticas que integram indicadores sociais com dados agronómicos e económicos permitem políticas e intervenções mais eficazes nas explorações de pequenos agricultores nos países em desenvolvimento. Este estudo concebeu uma abordagem transdisciplinar, em duas fases, para a análise quantitativa dos impactos sociais no contexto de pequenos agricultores. Considerando a educação como um indicador ligado ao desenvolvimento sustentável, a abordagem foi testada utilizando uma amostra de explorações familiares com produção agropecuária no centro de Madagáscar. Na Fase I, a análise de fronteira estocástica foi utilizada para confirmar a educação como um indicador social relacionado com a eficiência da produção. Na Fase II, foi utilizada uma regressão linear para modelar os resultados educativos das crianças. As conclusões do caso malgaxe sublinham a influência das infraestruturas rurais, da educação dos pais, da pobreza crónica, do planeamento familiar, e da diversificação da agropecuária nos resultados escolares das crianças dos agricultores da região. Os resultados do estudo revelam que muitos dos mesmos fatores que afetam a eficiência da produção também influenciam os resultados escolares das crianças, reforçando a necessidade de integrar indicadores sociais em análises mais abrangentes. Para promover simultaneamente o desenvolvimento agrícola e o bem-estar das famílias, as conclusões sugerem que os decisores políticos de Madagáscar devem considerar uma política territorial que inclua serviços de planeamento familiar e investimento em infraestruturas. No futuro, deve-se também explorar as melhores combinações de culturas e pecuária para o desenvolvimento sustentável da região. Este estudo ilustra como uma abordagem transdisciplinar à análise dos impactos sociais pode integrar dinâmicas agronómicas, económicas, e sociais e apoiar ao desenvolvimento sustentável dos pequenos agricultores.
- Development of agricultural bioproducts (biofertilizers, biostimulants, and biopesticides) from piggery wastewater treatment-based microalgaePublication . Ferreira , Alice Maria Garcia; School of Agriculture; Marques dos Santos, Cláudia Saramago de Carvalho; Acién-Fernandez, Francisco Gabriel; Silva, Luísa Maria Rodrigues Gouveia daA suinicultura gera águas residuais muito poluídas com substâncias complexas e nocivas que requerem um tratamento eficaz para minimizar o seu impacte ambiental. A aplicação excessiva de estrume aos solos agrícolas leva à descarga de azoto e fósforo no ambiente aquático, resultando em sérios problemas de eutrofização, o que afeta negativamente a qualidade da água. As microalgas são reconhecidas como ferramentas eficientes para o tratamento de águas residuais, permitindo a reciclagem de nutrientes e água e produzindo biomassa para diferentes aplicações, incluindo na agricultura sustentável. Do ponto de vista económico, a produção de microalgas usando águas residuais pode ajudar a reduzir os custos com os fertilizantes e a água. No entanto, os níveis tóxicos de amoníaco, matéria orgânica e opacidade do efluente, que impossibilita a penetração de luz, dificultam o crescimento das microalgas. Para permitir o cultivo das microalgas, o efluente de suinicultura pode ser previamente diluído, o que aumentaria a pegada hídrica do tratamento. Sendo a água um recurso valioso e escasso, torna-se necessária uma alternativa mais sustentável. Esta tese aborda estes desafios ambientais estudando a implementação de uma etapa de pré-tratamento baseada em foto-Fenton solar (FFS) antes do tratamento com microalgas para tornar o efluente de suinicultura adequado ao crescimento de microalgas. Isto representa uma abordagem inovadora, pois este processo integrado não foi previamente relatado na literatura. Além disso, outro objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial da biomassa de microalgas cultivadas em águas residuais para fins agrícolas, investigando diferentes processos downstream (homogeneização de alta pressão, hidrólise enzimática e extração com água subcrítica) e avaliando o potencial bioestimulante e biofertilizante dos extratos e resíduos produzidos em vários bioensaios. Finalmente, a biomassa de microalgas, a água tratada e o lodo do FFS foram aplicados a plantas de trigo, que são uma matéria-prima comum para ração suína, para estabelecer uma bioeconomia circular.
- Assessment of alternative landscape fuel management strategies to mitigate future wildfire impactsPublication . Aparício, Bruno Miguel Almeida; School of Agriculture; Pereira, José Miguel Oliveira Cardoso; Sá, Ana C.L.A frequência de incêndios rurais extremos está a aumentar, particularmente em climas de tipo mediterrânico. Nas últimas décadas, com o acumular de combustível na paisagem devido a mudanças nas práticas agrícolas e o abandono do meio rural, os incêndios deixaram de ser limitados pelo combustível e passaram a ser limitados pelo clima, promovendo a ocorrência de incêndios de grandes dimensões e intensidade. As estratégias utilizadas no passado recente, que se focaram sobretudo (ou mesmo exclusivamente) na supressão de incêndios, falharam, com os incêndios a ultrapassarem com alguma regularidade a capacidade de controlo. Hoje, é amplamente reconhecido que uma estratégia integrada de gestão de incêndios, focada tanto na supressão como na prevenção, é necessária para enfrentar os desafios atuais. Nesta tese, desenvolvi novas ferramentas, abordagens e métricas para avaliar o potencial efeito dos tratamentos de combustível na gestão de incêndios em Portugal, um dos países mais propensos a incêndios no mundo. Recorrendo a simulações de propagação do fogo demonstrei que, tanto as redes de faixas de combustível, como os mosaicos de tratamento de combustível (duas das estratégias de gestão mais defendidas internacionalmente) são necessários para cumprir os objetivos das políticas, e que a sinergia existente entre ambos deve ser explorada. Além disso, demonstrei que a implementação de mosaicos de tratamento de combustível ou a promoção de mudanças do uso do solo em paisagens propensas a incêndios poderão ser eficazes para prevenir comportamentos extremos de incêndio, mesmo em condições severas de alterações climáticas. Os resultados e a discussão apresentados nesta tese contribuem para o conhecimento sobre a gestão de combustível na paisagem e têm o potencial de informar estratégias de gestão de incêndios na Europa Mediterrânica e noutras regiões.