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Ecological indicators as tools to monitor the effects of climate change on Tropical dry forest
Publication . Oliveira, Ana Cláudia Pereira de; Branquinho, Cristina; Rodrigues, Renato Garcia
As terras secas (hiper-áridas, áridas, semi-áridas e sub-húmidas secas) cobrem cerca de 47% do globo terrestre e abrigam cerca de 39% da população mundial. Ocorrem maioritariamente em países menos desenvolvidos, mais pobres e altamente dependentes dos recursos naturais. A necessidade de antecipar os impactos das alterações climáticas nas terras secas é indiscutível devido à sua alta vulnerabilidade a alterações climáticas e ambientais (tendo como consequência a desertificação), já que ambas constituem importantes ameaças para a biodiversidade e para a prestação de serviços de ecossistema essenciais para o bem-estar humano. Métricas de diversidade (taxonómicas e funcionais) são usadas de forma complementar para monitorizar a resposta dos ecossistemas ao clima. Assim, o principal objetivo desta tese é identificar potenciais indicadores ecológicos, baseados métricas taxonómicas e funcionais, que possam ser usados como ferramentas para monitorizar os efeitos das alterações climáticas na Floresta tropical seca. A Caatinga, um dos ecossistemas mais diversos das Florestas Neotropicais sazonalmente secas, mas também dos mais vulneráveis às alterações climáticas no Brasil foi a área estudada. O índice de aridez foi considerado uma variável adequada para avaliar os efeitos das alterações climáticas na vegetação. Para este estudo, utilizamos um banco de dados muito rico com informações sobre a ocorrência de cerca de 1 000 espécies de plantas neste ecossistema, obtida a partir de dados provenientes de diferentes fontes, recolhidos com diferentes metodologias e esforços de amostragem no espaço e ao longo do tempo. Aplicando uma metodologia de reamostragem, a abundância de espécies de plantas foi estimada ao longo de um gradiente espacial de clima. Tais informações são essenciais para avaliar a resposta das métricas de diversidade, especialmente aquelas que requerem dados de abundância, como métricas funcionais. Foram estudadas 13 características funcionais da planta (CFP), que determinam as respostas das espécies ao meio ambiente e permitem avaliar a resposta das métricas ao clima. Das 13 CFP estudadas, oito responderam à aridez, que por sua vez afetou a estrutura funcional da vegetação da Caatinga. A análise de agrupamento com base nos 13 CFP foi usada para agrupar espécies em sete grupos funcionais principais que respondem à aridez. Os grupos caracterizados pela presença de defesas químicas e via fotossintética CAM (metabolismo ácido das crassuláceas) foram aqueles cuja abundância relativa aumentou mais com o aumento da aridez. Assim, estes foram propostos como indicadores ecológicos para rastrear os efeitos a aridez na estrutura funcional da comunidade vegetal. Com base nos resultados descritos anteriormente, foi feita uma análise global de métricas complementares de diversidade para avaliar a suscetibilidade da comunidade de plantas, do ponto de vista taxonómico e funcional, ao longo do gradiente de aridez. Em locais mais áridos, verificou-se uma maior diversidade funcional suportada por algumas espécies de plantas (baixa riqueza de espécies) com funções únicas, sugerindo baixa resiliência. Em contraste, locais menos áridos mostraram menor diversidade funcional, mas maior redundância funcional entre as espécies. No geral, as conclusões deste trabalho apoiam o uso de métricas complementares de diversidade vegetal como indicadores ecológicos de alerta dos impactos das mudanças climáticas no ecossistema da Caatinga. Além disso, a resposta da comunidade vegetal ao longo do gradiente espacial do clima fornece indicações sobre possíveis alterações ao longo do tempo sob um aumento da aridez global, contribuindo para melhorar as previsões sobre os efeitos das alterações climáticas. Como as projeções não são muito animadoras, é fundamental que conservemos e restauremos taxonómica e funcionalmente estas florestas secas, a fim de mitigar os impactos negativos previstos das alterações climáticas no ecossistema da Caatinga.
A functional perspective on ant biodiversity along environmental gradients in Mediterranean woodlands
Publication . Frasconi Wendt, Clara; Branquinho, Cristina; Boieiro, Mário Rui Canelas
As zonas áridas estão a sofrer um aumento no grau de aridez e de pressões antropogénicas, que têm consequências socioeconómicas e ecológicas. As zonas áridas do Mediterrâneo parecem ser particularmente vulneráveis a aumentos de aridez, os quais têm colocado a sua biodiversidade e funcionamento em perigo. Para o estudo e monitorização das mudanças na biodiversidade em resposta a pressões ambientais, climaticas e antropogénicas, é essencial identificar indicadores ecológicos e as melhores métricas que refletem a mudança na diversidade. As formigas são importantes engenheiros do ecossistema e indicadores ecológicos; assim, entender as suas respostas às mudanças ambientais, a par da identificação das melhores métricas que refletem a mudança na diversidade, pode ajudar a prever o funcionamento dos ecossistemas, especialmente no contexto dos hotspots de biodiversidade, como é o caso do ecossistema Mediterrânico.
O objetivo desta tese de doutoramento é i) avaliar quais são as variáveis ambientais que atuam em diferentes escalas espaciais sobre a biodiversidade das formigas, tanto ao nível da espécie como das características funcionais e ii) identificar quais são as métricas baseadas na espécie e nas suas características funcionais que são mais adequadas para seguir os efeitos das alterações ambientais em pequena e larga escala na biodiversidade das formigas. Para isso, selecionámos diferentes gradientes no ecossitema Mediterrânico, que incluem um gradiente de micro-escala floresta-prado, um gradiente de aridez espaço-por-tempo e uma sucessão pós-pastoreio.
De um modo geral, constatámos que a estrutura local do habitat, as variáveis regionais climaticas e as pressões antropogénicas atuam sobre a biodiversidade das formigas a diferentes escalas, no espaço e no tempo. Em particular, os diferentes gradientes evidenciaram a forte associação entre as comunidades de plantas e de formigas e respetivas diversidades, em diferentes escalas espaciais. Os resultados foram concordantes sobre os impactos negativos de uma espécie invasora na biodiversidade de formigas e num processo do ecossistema, sugerindo que a restauração do ecossistema é necessária para promover a recuperação da biodiversidade de formigas e das funções do ecossistema mediados por este grupo-chave. Em relação às métricas utilizadas, os resultados enfatizam a importância de incluir diferentes abordagens (baseadas em espécies e características funcionais) para avaliar a resposta das formigas às mudanças ambientais. No entanto, os índices baseados em caraterísticas funcionais apresentaram melhor desempenho do que os índices taxonómicos, sugerindo a sua importância como indicadores ecológicos para monitorizar os efeitos das alterações ambientais em pequena e larga escala nas zonas áridas do Mediterrâneo.
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Entidade financiadora
Fundação para a Ciência e a Tecnologia
Programa de financiamento
3599-PPCDT
Número da atribuição
138626