Contribution of green roofs to the biodiversity of Lisbon

Abstract

Prevê-se que o crescimento da população humana e a sua progressiva concentração em áreas urbanas irá levar à contínua expansão das cidades nas próximas décadas. Este aumento exige mais espaço e mais recursos, resultando inevitavelmente na fragmentação e destruição de habitats naturais. Perante este cenário, torna-se cada vez mais urgente procurar soluções que possam mitigar, pelo menos em parte, os impactos negativos na biodiversidade. Nesse contexto destacam-se as Soluções Baseadas na Natureza (ou Nature-Based Solutions – NBS) que, especificamente no contexto urbano, têm como objetivo promover um crescimento urbano sustentável integrando questões ambientais, sociais e económicas. As Coberturas Verdes são um exemplo de Solução Baseada na Natureza em que a infraestrutura construída, como os telhados de edifícios ou áreas por cima de parques de estacionamento subterrâneos, é parcial ou totalmente coberta por vegetação. Estas infraestruturas oferecem uma série de benefícios bem descritos e analisados, tanto para as áreas urbanas como para o bem-estar humano, como a retenção de águas pluviais, a redução da temperatura, a melhoria da qualidade do ar e até benefícios económicos. No entanto, existe uma desproporção entre o número de estudos que se focam nestas questões e aqueles que se dedicam a explorar a importância destas infraestruturas para a biodiversidade urbana e a sua integração na matriz das cidades. A cidade de Lisboa não é exceção a esta realidade. Estudos prévios feitos nesta cidade focaram-se principalmente na viabilidade económica da sua instalação, dando ênfase aos seus benefícios melhor descritos, como a regulação térmica, isolamento sonoro e valor estético, com menos atenção dada ao impacto das coberturas verdes na biodiversidade. Lisboa tem diversos espaços verdes, espalhados pela cidade, com tamanhos, comunidades vegetais e estrutura variáveis. O maior destes espaços verdes é o Parque Florestal de Monsanto (PFM), com cerca de 900 hectares, que está conectado a vários pontos da cidade através de corredores verdes. As coberturas verdes oferecem novas possibilidades para a implementação de mais áreas verdes na matriz urbana de Lisboa, contribuindo para estes corredores. As aves são um grupo faunístico bem conhecido e amplamente utilizado em estudos ecológicos, sendo relativamente fáceis de detetar e observar, têm amplas distribuições e são bons indicadores de alterações ambientais. Especificamente em meio urbano, alguns autores têm vindo a descrever as aves como indicadores da complexidade ecológica da matriz urbana, já que respondem a diferentes aspetos dentro da mesma. Alguns exemplos incluem o favorecimento de espécies generalistas em zonas com maior desenvolvimento urbano e diminuição da riqueza específica com o aumento da perturbação, por oposição aos espaços verdes, que apresentam níveis mais elevados de riqueza e evenness (a proporção de abundância de cada espécie relativamente às outras espécies dentro da comunidade). Relativamente a coberturas verdes, há também estudos que indicam que as coberturas podem oferecer recursos adicionais às comunidades de aves e aumentar a conectividade de habitat, inclusive durante a época de reprodução. Os artrópodes são outro grupo faunístico que é usado com frequência como indicador ambiental, já que são relativamente fáceis de amostrar, são um grupo altamente diverso (inclusive funcionalmente), e respondem de forma relativamente rápida a alterações ambientais. No passado já foi demonstrado que a riqueza de artrópodes tende a diminuir de forma geral com níveis mais altos de urbanização, e que um aumento de impermeabilização das superfícies contribui para diminuição da diversidade deste grupo. Em ambientes urbanos, as coberturas verdes parecem complementar espaços verdes pré-existentes, podendo ser colonizadas pelas comunidades de zonas circundantes, especialmente coberturas com maiores dimensões e instaladas em paisagens urbanas com mais vegetação. Foi também demonstrado em estudos anteriores que, quando comparadas a telhados convencionais, os telhados verdes apresentam maior abundância de artrópodes. Assim, este estudo tem três objetivos principais: (1) caracterizar as comunidades de aves e artrópodes que utilizam as coberturas verdes de Lisboa, (2) comparar estas comunidades em duas tipologias de coberturas verdes (Intensivas e Extensivas), e (3) comparar as comunidades das coberturas verdes com as de outras estruturas presentes na matriz da cidade, utilizados como controlos – jardins urbanos (jardins convencionais, que não configuram coberturas) e áreas cinzentas (áreas com pouca a nenhuma vegetação). Para tal, foi realizada uma avaliação das comunidades que utilizam as coberturas verdes de Lisboa através de métodos tradicionais de amostragem: pontos de escuta de 10 minutos para as aves, e transetos de busca ativa de 30 metros para os artrópodes, em duas épocas (inverno 2023-2024 e primavera 2024), em coberturas verdes que abrangiam a maior diversidade possível de locais na cidade. O número de pontos de escuta e transetos realizados em cada cobertura variou, tendo em conta fatores como a área da cobertura e a estrutura da vegetação. As aves foram, na sua maioria, tratadas ao nível da espécie, enquanto os artrópodes foram identificados até ao nível taxonómico mais baixo possível, sendo tratados ao nível da família. Para a seleção das coberturas verdes a amostrar foram tidas em conta as boas condições de manutenção) e acesso (com preferência para locais públicos), bem como área suficiente para proceder à amostragem quer de aves, quer de artrópodes. Procurou-se ainda, para o maior número possível de coberturas verdes, ter zonas controlo (jardins urbanos e zonas cinzentas) afastadas num raio máximo de 250 metros da cobertura correspondente. Para comparação entre tipos de coberturas, foram amostradas 19 coberturas verdes, divididas entre Extensivas (aquelas que apenas tinham substratos herbáceos e/ou arbustivos) e Intensivas (coberturas que incluem também um estrato arbóreo). Para comparação entre habitats, foram amostrados 11 locais de cada tipo: coberturas verdes, jardins urbanos e zonas cinzentas. Posteriormente, as comunidades foram então comparadas através de métricas como o índice de Shannon, a abundância e a riqueza de espécies (aves) ou famílias (artrópodes), além de (nalguns casos) curvas de rarefação e Non-Metric Multi-Dimensional Scaling (NMDS). Os resultados mostram que, no caso das aves, existem diferenças estatisticamente significativas entre coberturas verdes Extensivas e Intensivas quando comparados o índice de Shannon e a riqueza específica, bem como os resultados das curvas de rarefação. As coberturas Intensivas apresentam comunidades de aves mais diversas. A análise NMDS mostra uma maior variabilidade nas coberturas Extensivas, enquanto as Intensivas parecem mais semelhantes entre si. Relativamente aos artrópodes, esta comparação não revelou resultados significativos, o que pode ser atribuído possivelmente ao tipo de amostragem utilizada e à diferença no número de locais entre amostras. Quando comparados os tipos de habitat, a maioria das análises – índice de Shannon, abundância, riqueza e curvas de rarefação – indicou que, para as aves, não há diferenças estatisticamente significativas entre os espaços verdes amostrados, coberturas verdes e jardins urbanos, mas que estes são distintos das zonas cinzentas. A exceção a estes resultados verifica-se na comparação da riqueza e abundância, especificamente no inverno, em que a diferença entre coberturas verdes e zonas cinzentas é apenas quase significativa – ainda assim, não se observa diferença entre as coberturas verdes e os jardins urbanos. A análise NMDS apresentou resultados que corroboram as análises realizadas na época da primavera. Em relação aos artrópodes, as análises mostraram resultados estatisticamente significativos na primavera, época na qual foram semelhantes aos obtidos para as aves, sem diferenças entre coberturas verdes e jardins urbanos.Em geral, estes resultados evidenciam, por um lado, a importância da complexidade/diversificação dos habitats, que oferecem uma maior quantidade de recursos alimentares e de refúgio, e, por outro lado, salientam o potencial benéfico da instalação de coberturas verdes sempre que possível, em alternativa a infraestruturas sem vegetação. Assim, esta investigação não só contribui para uma compreensão mais completa das coberturas verdes e do impacto da sua estrutura vegetal nas comunidades faunísticas urbanas, como também as identifica como uma possível estratégia para aumentar a área ocupada por espaços verdes nas paisagens urbanas, enfatizando a sua importância crítica para a biodiversidade de ambientes urbanos.

Green roofs are a type of Nature-Based Solution (NBS) where built infrastructure (as building rooftops or spaces above underground parking structures) is partially or fully covered by vegetation. These infrastructures offer well documented and analysed benefits for urban areas and human well-being, including rainwater retention, temperature reduction, air quality improvement, and economic benefits. However, there is a notable disproportion between the number of studies that focus on these aspects and those that explore the role of green roofs in supporting urban biodiversity and their integration into the urban matrix. As such, this study aims to contribute to fill that knowledge gap, having three main objectives: (1) characterizing bird and arthropod communities using green roofs, (2) comparing these communities in different types of green roofs (Intensive and Extensive), and (3) comparing the communities of green roofs with those of other structures present in the city’s matrix – urban gardens and grey areas (with little to no vegetation). For this, biodiversity assessments were carried out in 19 green roofs in Lisbon, through the use of traditional sampling methods: point counts for birds, and active search transects for arthropods. Results show that, for birds, there was statistically significant differences between Extensive and Intensive green roofs, with the latter having more diverse bird communities. Furthermore, for the metrics used, this study shows that the bird and arthropod communities that occupy the sampled green roofs are similar to those in conventional urban gardens, and that both these structures are more diverse than grey areas. In conclusion, this study not only contributes to a more comprehensive understanding of green roofs and the impact of their plant structure on urban faunistic communities, but also highlights their potential as a mean to expand green spaces within urban landscapes, highlighting their critical importance for biodiversity in urban environments.