A carregar...
Publicação
Evaluating ecosystem services trade-offs due to land use changes: transition to an irrigated agriculture landscape
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
| 2.56 MB | Adobe PDF |
Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
Os serviços dos ecossistemas são os benefícios que o ser humano obtém a partir dos ecossistemas e que são necessários para o seu bem-estar. Estes são classificados pelo Millennium Ecossistem Assessment em quatro categorias principais: provisionamento, suporte, regulação e culturais. As alterações nos ecossistemas (por exemplo alteração do tipo de uso do solo ou poluição) podem ter impacto na capacidade dos ecossistemas produzirem esses serviços. Uma das maiores alterações do uso do solo a nível mundial foi a substituição de ecossistema naturais por ecossistemas agrícolas (aumento da área agrícola em 466% desde 1700).
A agricultura fornece e depende de vários serviços do ecossistema. A paisagem agrícola não só suporta a produção de alimentos, fibras e combustíveis, mas também providencia uma grande variedade de benefícios públicos como o sequestro de carbono e paisagens esteticamente agradáveis. Exemplos destes benefícios são a reciclagem de nutrientes, o controlo do microclima local, regulação dos serviços hidrológicos locais, regulação da abundância de organismos não desejados. Os serviços dos ecossistemas dependem das espécies presentes no local para poderem ser produzidos. No entanto, a intensificação da agricultura é uma das principais ameaças a biodiversidade. A agricultura moderna simplificou os sistemas agrícolas tradicionais e substituiu as funções biológicas originalmente providenciadas por comunidades diversas de organismos, com uma maior introdução de energia e agroquímicos no sistema. As formas industriais de agricultura têm como objetivo remover as limitações à produtividade das plantas. Estas práticas de gestão podem afetar a condição dos ecossistemas através de impactos, como por exemplo, a erosão do solo, a qualidade da água e a emissão de gases efeito de estufa. Estes efeitos podem ser exacerbados em regiões semiáridas, onde é feita irrigação para ultrapassar a limitação da disponibilidade de água.
Tendo isto em consideração, a qualidade do habitat é um fator importante para a agricultura, uma vez que uma elevada biodiversidade promove muitos serviços do ecossistema que sustentam a agricultura. A polinização é outro dos serviços necessários à agricultura, visto que a maioria das plantações dependem ou beneficiam da presença de polinizadores. No entanto, várias espécies de polinizadores estão em vias de extinção e as populações de polinizadores estão a diminuir, sendo a expansão e a intensificação da agricultura uma das suas principais ameaças. O armazenamento de carbono é outro serviço de ecossistema que pode ser comprometido pelas práticas agrícolas e que simultaneamente pode ser extremamente valioso para a agricultura. O carbono pode ser encontrado em vários compartimentos do ecossistema, sendo um deles a biomassa acima do solo (por exemplo árvores). Quando a paisagem é convertida para agricultura este carbono é perdido. Melhorar o carbono orgânico do solo é uma das formas da agricultura ajudar a diminuir esta perda de carbono, e pode também promover a produção de alimentos, sendo dessa forma também um serviço fornecido à agricultura.
O solo tem a capacidade de reciclar os a matéria orgânica e de promover a circulação de nutrientes no sistema. Os organismos do solo degradam e decompõem a matéria orgânica, promovendo assim, por exemplo, a fertilidade dos solos. A capacidade de decomposição do solo pode ser alterada devido ao crescimento de plantas e à fertilidade do solo ser mantida não através da natural circulação de nutrientes no sistema, mas através da introdução de fertilizantes que podem ter consequências negativas tanto para os ecossistemas (e.g. poluição dos cursos de água) como para a saúde humana (e.g. problemas respiratórios). Alem disso, a constante movimentação dos solos pode ter como consequência o aumento da erosão dos mesmos e ainda a perda de matéria orgânica, podendo afetar assim a capacidade de circulação de nutrientes.
Avaliar os serviços dos ecossistemas assim como os seus trade-offs pode ser utilizado para demonstrar o valor relativo desses serviços, tornando mais evidente os custos das atividades que os degradam. Mapear os serviços do ecossistema e os trade-offs que ocorrem na alteração do tipo de uso do solo, pode ser de bastante auxílio na sua gestão, especialmente se este mapeamento for realizado com resolução ao nível da propriedade e da cultura agrícola.
Deste modo, este trabalho tem como objetivo avaliar os trade-offs nos serviços do ecossistema devidos a alteração do uso do solo numa paisagem que sofreu uma alteração de uma agricultura extensiva para uma agricultura de irrigação. Para isto, será utilizado o software InVest, recorrendo a dados de uma área agrícola irrigada pela barragem do Alqueva (bloco de irrigação de Monte Novo). Isto permitirá avaliar os trade-offs dos serviços do ecossistema na área e melhorar estratégias de gestão dos mesmos.
De forma a recolher os dados necessários para as bases de dados foram realizados tanto pesquisa bibliográfica como recolha de dados no local de estudo. Amostragens de aves (qualidade do habitat) e polinizadores (serviço de polinização) foram realizadas no terreno e complementadas com pesquisa bibliográfica posterior. Para a análise da decomposição foi utilizado um protocolo estandardizado, o Tea Bag Index. Para isto foi recolhido solo no campo e o protocolo foi realizado no laboratório.
Na transição de uma agricultura extensiva para intensiva observou-se um aumento da área irrigada de 4.75% para 56.32%. Como consequência os resultados mostram alterações ao nível dos vários serviços estudados. Quanto à qualidade de habitat verificou-se um decréscimo dos valores deste serviço. Os resultados mostraram também que as galerias ripícolas são o uso do solo com maior índice de qualidade de habitat. Estas comunidades naturais são de extrema importância, uma vez que podem promover a conectividade entre outras manchas de habitat. O mapa atual mostra um menor armazenamento de carbono que o mapa histórico (menos 10%). O uso do solo com maior armazenamento de carbono é as galerias ripícolas para os dois mapas. No mapa atual o carbono é armazenado principalmente nas áreas irrigadas com plantações permanentes, como os olivais e as vinhas. Uma das limitações da avaliação deste serviço do ecossistema, é ter sido baseado em dados da bibliografia, pelo que seria interessante reavaliar este serviço com medições realizadas no campo para os vários compartimentos de carbono existentes. Quanto ao serviço de circulação de nutrientes medido através da taxa de decomposição, não se encontraram diferenças significativas entre os vários usos do solo em análise. Estes resultados podem estar a ser verificados pelo pouco tempo que passou desde o inicio da irrigação. Uma vez que o protocolo utilizado para medir a taxa de decomposição foi conduzido em laboratório, os valores obtidos representam o potencial de decomposição dos solos e não a sua taxa de decomposição real.
Quando todos os serviços foram considerados no seu conjunto, as galerias ripícolas mostraram ser o uso do solo com maior capacidade de providenciar o conjunto dos serviços do ecossistema analisados, sendo que os usos do solo irrigados e com maior impacto humano são aqueles que mostram uma menor capacidade de fornecer estes serviços. Assim, medidas como o aumento do número de manchas de usos do solo como galerias ripícolas e montado, de forma a que estes possam aumentar a conectividade das áreas naturais e fornecer serviços do ecossistema a LULC que não os possuam pode ser uma das medias a ser implementada de forma a otimizar tanto a agricultura como os serviços do ecossistema no bloco de irrigação de Monte Novo.
Este estudo mostra que a intensificação agrícola através da substituição de culturas extensivas por irrigadas levou a alterações nos serviços dos ecossistemas na área de estudo. A construção de um modelo espacialmente explicito usando programas como o InVest são uma boa ferramenta para analisar e avaliar as alterações que uma área sofre devido às alterações no uso do solo e devem ser tidos em consideração quando são planeadas medidas de gestão com objetivo de promover uma agricultura mais sustentável.
Ecosystem services are the benefits people obtain from ecosystems. Land-use and related land-cover modifications caused by agriculture aim at increasing the supply of selected or bundles of ecosystem services, on which human societies depend. However, agriculture also causes un-intended changes in ecosystem functioning and associated ecosystem services of which agriculture depends. These services are provided by varied species, but because agriculture is a major driver of biodiversity loss, those services are affected. Of special concern is the shift to intensive agriculture, which causes the most losses of biodiversity and associated ecosystem services. For example, pollinators have a major role in agriculture food production, yet agricultural expansion and intensification is one of the main drivers for pollinator loss. The general aim of this work was to evaluate how ecosystem services that support agriculture were affected by agriculture intensification. To do so we analyzed, in a spatial explicit way, how habitat quality, pollination, carbon storage and soil-related ecosystem services like nutrient cycling changed in the transition of an extensive agriculture landscape to irrigated agriculture landscape, in Alentejo, Portugal. Results showed a decrease in habitat quality and crop pollination services, where irrigated areas show a lower value for these values than more natural land use types, and variation in the carbon storage, where areas of permanent irrigated crops show higher amounts of carbon stored than land uses types with annual crops. Nutrient cycling showed no significant differences between land uses. Overall, Riparian Galleries provided the highest ecosystem service capacity, while irrigated areas were the ones with the lowest capacity to provide the ecosystem services analyzed. These results allowed to evaluate the current situation in the area and therefore suggest measures to minimize the loss of some important ecosystem services, like the promotion of patches of natural vegetation surrounding areas where the ecosystem services are most needed.
Ecosystem services are the benefits people obtain from ecosystems. Land-use and related land-cover modifications caused by agriculture aim at increasing the supply of selected or bundles of ecosystem services, on which human societies depend. However, agriculture also causes un-intended changes in ecosystem functioning and associated ecosystem services of which agriculture depends. These services are provided by varied species, but because agriculture is a major driver of biodiversity loss, those services are affected. Of special concern is the shift to intensive agriculture, which causes the most losses of biodiversity and associated ecosystem services. For example, pollinators have a major role in agriculture food production, yet agricultural expansion and intensification is one of the main drivers for pollinator loss. The general aim of this work was to evaluate how ecosystem services that support agriculture were affected by agriculture intensification. To do so we analyzed, in a spatial explicit way, how habitat quality, pollination, carbon storage and soil-related ecosystem services like nutrient cycling changed in the transition of an extensive agriculture landscape to irrigated agriculture landscape, in Alentejo, Portugal. Results showed a decrease in habitat quality and crop pollination services, where irrigated areas show a lower value for these values than more natural land use types, and variation in the carbon storage, where areas of permanent irrigated crops show higher amounts of carbon stored than land uses types with annual crops. Nutrient cycling showed no significant differences between land uses. Overall, Riparian Galleries provided the highest ecosystem service capacity, while irrigated areas were the ones with the lowest capacity to provide the ecosystem services analyzed. These results allowed to evaluate the current situation in the area and therefore suggest measures to minimize the loss of some important ecosystem services, like the promotion of patches of natural vegetation surrounding areas where the ecosystem services are most needed.
Descrição
Tese de mestrado em Biologia da Conservação, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2017
Palavras-chave
Serviços do ecossistema Agricultura InVest Irrigação Alqueva Teses de mestrado - 2017