Assessment of higher plant species suitability for ecological restoration following major disturbance

O presente trabalho é constituído por uma revisão bibliográfica e uma série de estudos científicos experimentais visando a melhoria do conhecimento da ecologia de germinação e resposta ao estresse hídrico em arbustos autóctones. Estes estudos pretendem contribuir para o conhecimento da ecologia de espécies autóctones na fase de germinação e estabelecimento inicial das plântulas através da comparação da resposta de sementes de diferentes proveniências. Os primeiros três capítulos focam-se no estudo dos efeitos de pré-tratamentos na germinação de espécies arbustivas com diferentes estratégias de regeneração e dormência da semente, enquanto os dois últimos capítulos incidem sobre o efeito de diferentes condições de disponibilidade de água na germinação e estabelecimento inicial de plântulas com potencial para restauro ecológico. Este estudo procura abordar aspetos importantes para o estudo e validação do uso de espécies alvo para o restauro ecológico em zonas Mediterrânicas, contribuindo deste modo para a melhoria do conhecimento da ecologia destas espécies. A germinação foi estimulada por pré-tratamentos de calor em quatro das cinco espécies cuja época de dispersão da semente na primavera-verão. As sementes provenientes do sul tenderam a germinar melhor, sendo ao mesmo tempo mais pequenas. Por outro lado, a germinação em espécies cuja dispersão da semente ocorre no outono-inverno variou de acordo com o tipo de dormência da semente. A germinação foi em geral favorecida pela estratificação a frio na espécie apresentando dormência fisiológica mas foi negativamente afetada na espécie que não apresenta dormência. Esta resposta não foi, no entanto, inequívoca pois foi dependente da proveniência estudada. O efeito da estratificação a frio teve em geral um efeito mais positivo ou menos negativo nas sementes provenientes do norte em comparação com as outras proveniências. O stress-osmótico teve um efeito negativo consistente na germinação de Pistacia lentiscus e outro fator que também afetou significativamente a germinação foi a variabilidade intra-populacional entre plantas mãe. As duas proveniências apresentaram diferentes graus de associação entre a germinação e/ou caracteres morfológicos da semente ou planta mãe. Quanto à fase de estabelecimento inicial, o baixo conteúdo em água teve um claro efeito negativo no investimento relativo em biomassa acima do solo e um efeito positivo no investimento relativo em biomassa abaixo do solo em Arbutus unedo. Esta resposta não foi inequívoca, uma vez que as proveniências diferiram em adaptações morfológicas ao baixo conteúdo em água. As plântulas da proveniência mais húmida revelaram uma taxa de crescimento relativo superior mas, ao mesmo tempo, uma fraca adaptação às condições de baixa disponibilidade de água, quando comparadas com as outras proveniências. Ao contrário, as plântulas da proveniência seca com verão mais quente apresentaram semelhantes diâmetro do colo da raiz, peso seco de folhas e performance fisiológica sob os dois regimes de irrigação. Os resultados obtidos revelam diferenças significativas na germinação e desenvolvimento inicial entre as distintas proveniências que poderão estar relacionadas com adaptações ao clima dos locais de origem. Os desenvolvimentos futuros do estudo dos mecanismos subjacentes às adaptações observadas poderiam contribuir para a melhoria das previsões de sucesso do estabelecimento inicial em diferentes populações de plantas, permitindo aumentar a confiança e efetividade de custos nas decisões relacionadas com ações de restauro ecológico em cenários de alterações climáticas.

Efeito das mudanças climáticas sobre o zoneamento agroclimático da Hevea brasiliensis no estado do Tocantins

Apesar do crescimento na produção mundial de látex, há um déficit de produção de 60 milhões de toneladas, situação que deve manter-se nos próximos anos. Isso mostra a importância da expansão da heveicultura, que parece ser um promissor negócio no âmbito da agricultura brasileira. Para definição de áreas aptas à cultura, elaborou-se um zoneamento edafoclimático e ambiental e comparou-se com as áreas implantadas ou em processo de implantação da cultura no estado do Tocantins. Analisou-se, também, o impacto que as mudanças climaticas vão causar no zoneamento dessa cultura para o fim do século.

Single and joint effects of natural and chemical stressors to the terrestrial isopod Porcellionides pruinosus

Environmental contamination and climate changes constitute two of the most serious problems affecting soil ecosystems in agricultural fields. Agriculture is nowadays a highly optimized process that strongly relies on the application of multiple pesticides to reduce losses and increase yield production. Although constituting, per se, a serious problem to soil biota, pesticide mixtures can assume an even higher relevance in a context of unfavourable environmental conditions. Surprisingly, frameworks currently established for environmental risk assessments keep not considering environmental stressors, such as temperature, soil moisture or UV radiation, as factors liable to influence the susceptibility of organisms to pesticides, or pesticide mixtures, which is raising increasing apprehension regarding their adequacy to actually estimate the risks posed by these compounds to the environment. Albeit the higher attention received on the last few years, the influence of environmental stressors on the behaviour and toxicity of chemical mixtures remains still poorly understood. Aiming to contribute for this discussion, the main goal of the present thesis was to evaluate the single and joint effects of natural stressors and pesticides to the terrestrial isopod Porcellionides pruinosus. The first approach consisted on evaluating the effects of several abiotic factors (temperature, soil moisture and UV radiation) on the performance of P. pruinosus using several endpoints: survival, feeding parameters, locomotor activity and avoidance behaviour. Results showed that these stressors might indeed affect P. pruinosus at relevant environmental conditions, thus suggesting the relevance of their consideration in ecotoxicological assays. At next, a multiple biomarker approach was used to have a closer insight into the pathways of damage of UV radiation and a broad spectrum of processes showed to be involved (i.e. oxidative stress, neurotoxicity, energy). Furthermore, UV effects showed to vary with the environment medium and growth-stage. A similar biomarker approach was employed to assess the single and joint effects of the pesticides chlorpyrifos and mancozeb to P. pruinosus. Energy-related biomarkers showed to be the most differentiating parameters since age-classes seemed to respond differently to contamination stress and to have different metabolic costs associated. Finally, the influence of temperature and soil moisture on the toxicity of pesticide mixtures was evaluated using survival and feeding parameters as endpoints. Pesticide-induced mortality was found to be oppositely affected by temperature, either in single or mixture treatments. Whereas chlorpyrifos acute toxicity was raised under higher temperatures the toxicity of mancozeb was more prominent at lower temperatures. By the opposite, soil moisture showed no effects on the pesticide-induced mortality of isopods. Contrary to survival, both temperature and soil moisture showed to interact with pesticides to influence isopods’ feeding parameters. Nonetheless, was however the most common pattern. In brief, findings reported on this thesis demonstrated why the negligence of natural stressors, or multiple stressors in general, is not a good solution for risk assessment frameworks.

Regional and urban air quality modelling under a climate change scenario

The better understanding of the interactions between climate change and air quality is an emerging priority for research and policy. Climate change will bring changes in the climate system, which will affect the concentration and dispersion of air pollutants. The main objective of the current study is to assess the impacts of climate change on air quality in 2050 over Portugal and Porto urban area. First, an evaluation and characterization of the air quality over mainland Portugal was performed for the period between 2002 and 2012. The results show that NO2, PM10 and O3 are the critical pollutants in Portugal. Also, the influence of meteorology on O3, NO2 and PM10 levels was investigate in the national main urban areas (Porto and Lisboa) and was verified that O3 has a statistically significant relationship with temperature in most of the components. The results also indicate that emission control strategies are primary regulators for NO2 and PM10 levels. After, understanding the national air quality problems and the influence that meteorology had in the historical air quality levels, the air quality modelling system WRF-CAMx was tested and the required inputs for the simulations were prepared to fulfil the main goal of this work. For the required air quality modelling inputs, an Emission Projections under RCP scenarios (EmiPro-RCP) model was developed to assist the estimation of future emission inventories for GHG and common air pollutants. Also, the current emissions were estimated for Portugal with a higher detailed disaggregation to improve the performance of the air quality simulations. The air quality modelling system WRF/CAMx was tested and evaluated over Portugal and Porto urban area and the results point out that is an adequate tool for the analysis of air quality under climate change. For this purpose, regional simulations of air quality during historical period and future (2045-2050) were conducted with CAMx version 6.0 to evaluate the impacts of simulated future climate and anthropogenic emission projections on air quality over the study area. The climate and the emission projections were produced under the RCP8.5 scenario. The results from the simulations point out, that if the anthropogenic emissions keep the same in 2050, the concentrations of NO2, PM10 and O3 will increase in Portugal. When, besides the climate change effects, is consider the projected anthropogenic emissions the annual mean concentrations of NO2 decrease significantly in Portugal and Porto urban area, and on the contrary the annual mean PM10 concentrations increases in Portugal and decrease in Porto urban area. The O3 results are mainly caused by the reduction of ozone precursors, getting the higher reductions in urban areas and increases in the surrounding areas. All the analysis performed for both simulations for Porto urban area support that, for PM10 and O3, there will be an increase in the occurrence of extreme values, surpassing the annual legislated parameters and having more daily exceedances. This study constitutes an innovative scientific tool to help in future air quality management in order to mitigate future climate change impacts on air quality.

Combined effects of chemical and natural stressors to soil organisms and plants

Nas últimas décadas, a Terra tem experimentado um aquecimento global e mudanças nos padrões de precipitação. Muitos estudos sobre a avaliação de risco de agrotóxicos em organismos não-alvo foram realizados com base em protocolos padronizados, com condições abióticas controladas. Mas, em campo, os organismos são expostos a flutuações de vários fatores ambientais, bem como a poluentes, que podem alterar os limites de tolerância dos organismos aos stressores naturais, bem como alterar a toxicidade ou biodisponibilidade do químico em causa. Considerando isso, o principal objetivo deste trabalho foi o de avaliar de que modo e em que medida os fatores ambientais (temperatura, humidade do solo e radiação UV) podem interagir uns com os outros ou afetar a toxicidade do carbaril para invertebrados do solo e plantas. Para isso, foram utilizadas quatro espécies padrão: Folsomia candida, Eisenia andrei, Triticum aestivum e Brassica rapa, e simulados diferentes cenários climáticos, com vários parâmetros letais e subletais analisados. A exposição combinada foi analisada utilizando, quando possível, a ferramenta MIXTOX, com base no modelo de referência de acção independente (IA) e possíveis desvios, assim como rácios sinergísticos/antagonísticos (a partir de valores de EC50/LC50), quando a dose-resposta de um dos stressores não foi obtida. Todos os fatores de stress aplicados isoladamente causaram efeitos significativos sobre as espécies testadas e sua exposição combinada com carbaril, apresentaram respostas diferenciadas: para as minhocas, a seca e temperaturas elevadas aumentaram os efeitos deletérios do carbaril (sinergismo), enquanto o alagamento e temperaturas baixas diminuíram sua toxicidade (antagonismo). Para os colêmbolos, o modelo IA mostrou ser uma boa ferramenta para prever a toxicidade do carbaril tanto para temperaturas altas como para as baixas. Para as duas espécies de plantas foram encontradas diferenças significativas entre elas: em termos gerais, as interações entre carbaril e os stressores naturais foram observadas, com sinergismo aparecendo como o padrão principal relacionado com a radiação UV, solos secos e temperaturas elevadas, enquanto o padrão principal relacionado com temperaturas baixas e stress de alagamento foi o antagonismo. Quando os efeitos de dois stressores naturais (radiação UV e humidade do solo) em plantas foram avaliados, uma interação significativa foi encontrada: a seca aliviou o efeito deletério da radiação UV em T. aestivum e o alagamento aumentou os seus efeitos, mas para B. rapa a adição de ambos os stresses de água causou um aumento (sinergismo) dos efeitos deletérios da radiação UV para todos os parâmetros avaliados. Portanto é necessário que as diferenças sazonais e latitudinais, bem como as mudanças climáticas globais, sejam integradas na avaliação de risco de contaminantes do solo.

Alterações da paisagem decorrentes da construção da barragem do Alqueva: cenários para 2025, 2050 e 2100

A construção da barragem do Alqueva deu origem ao maior lago artificial da Europa, um enorme reservatório hídrico criado mediante o intento de aposta do regadio como elemento primordial no desenvolvimento da região do Alentejo. A esta vasta albufeira corresponde uma extensa envolvente que, em virtude da nova disponibilidade hídrica, tem apresentado alterações na paisagem em termos de uso do solo assentes na irrigação, turismo, entre outros fatores. No entanto, estas alterações poderão acarretar consequências ainda não estudadas concertadamente, como é o caso da erosão do solo que por deposição de sedimentos poderá assorear a barragem antes da mesma atingir o seu período de vida útil, comprometendo, assim, um dos maiores investimentos públicos realizados em território nacional. Tendo em vista esta problemática, a presente dissertação reveste-se de objetivos que passam pela análise da paisagem da Envolvente à Albufeira do Alqueva e cenarização das alterações de uso do solo para o futuro (2025, 2050 e 2100), seja pela elaboração de cenários projetivos de tendências passadas, como através de cenários prospetivos (produção de biomassa para bioenergia, intensificação da agricultura por via do regadio, incremento do turismo rural e desenvolvimento de resorts de golf, e alterações climáticas). Estes cenários territoriais são a peça fundamental do trabalho dissertativo que se apresenta, os quais possibilitam ensaiar acerca das implicações das alterações de uso do solo na erosão do solo, descortinadas pela variação do fator C (fator relativo à cobertura do solo) da equação de estimativa de perda de solo: Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE).

Assessing soil erosion due to land use change at the Alqueva reservoir surrounding area

Tese de doutoramento, Ciências do Mar, da Terra e do Ambiente, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Mudanças climáticas e económicas na costa portuguesa: percepções das comunidades, justiça social e democratização

O litoral português, onde se concentra mais de 80% da população e da produção de riqueza do país, é um dos mais vulneráveis da Europa no que respeita à erosão costeira. Queda de arribas, perda de areia das praias e recuo acentuado da linha de costa têm obrigado a avultados investimentos em infra-estruturas e medidas de protecção. Esta concentração populacional na zona litoral ocorreu em apenas algumas décadas, a um ritmo acelerado, perante um sistema institucional e de gestão que se revelou incapaz de restringir a proliferação de construções em áreas de risco. Actualmente, as populações e economias costeiras enfrentam dois enormes desafios: a crise climática e a crise económica. Nas próximas décadas, prevê-se que as alterações climáticas venham acentuar a perda de território pelo recuo da linha de costa, devido a um conjunto de factores, em particular a subida do nível médio do mar. Por outro lado, a crise económica pode inviabilizar a continuação de dispendiosas intervenções para conter o avanço do mar, incluindo a construção de esporões e paredões e o enchimento artificial das praias. Cada vez mais se ponderam estratégias alternativas de adaptação, inclusive a eventual deslocação de populações para áreas mais recuadas. A necessidade de tomar medidas mais drásticas, a génese ilegal de muitas das construções agora em risco na orla costeira, a diversidade de culturas e de modos de vida, assim como de interesses económicos, que nela convergem, fazem antever conflitualidades e problemas de justiça social.O desafio da sustentabilidade das zonas costeiras passa por criar processos de decisão e de gestão com a participação activa das populações locais e por uma abordagem inovadora face às estratégias de adaptação e ao seu próprio financiamento. Esta procura de modelos de gestão costeira mais sustentáveis não dispensa uma abordagem sociológica das problemáticas mencionadas. A partir de três casos de estudo na costa portuguesa – Vagueira, Costa da Caparica e Quarteira – nesta comunicação analisam-se os resultados de um inquérito aplicado a uma amostra representativa das populações aí residentes, bem como um conjunto de entrevistas realizadas aos stakeholders locais. Procuramos explorar as avaliações sobre os riscos costeiros e a disponibilidade dos actores locais para a participação em modelos alternativos de gestão e financiamento.

Planeamento espacial marinho das áreas marinhas protegidas: o caso de estudo da ára protegida de gestão de recursos: Caloura - ilhéu de Vila Franca do Campo

Tese de Doutoramento, Ciências do Mar (Ecologia Marinha), 26 de Novembro de 2013, Universidade dos Açores.

Proposta metodológica para um modelo de ocupação energeticamente eficiente

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil – Perfil de Construção

Segurança e Governação Climáticas: o Brasil na Cena Internacional

Tese apresentada para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Doutor em Relações Internacionais, na especialidade de Globalização e Ambiente

Energia fotovoltaica em edifício unifamiliar – análise custo benefício

Com o crescimento populacional tem-se verificado um aumento exagerado no consumo energético global, no qual Portugal é também um exemplo. O recurso à utilização de combustíveis fósseis como fonte para satisfazer as necessidades adicionais de energia, tem vindo a contribuir para uma aceleração do fenómeno das alterações climáticas, que promovem efeitos negativos sobre o planeta, onde uma das suas mais sentidas consequências é o aquecimento global. O sector dos edifícios, desde a construção à utilização, apresenta um elevado consumo de energia final, do qual metade corresponde ao sub-sector residencial. Este facto torna importante que se equacionem alternativas, e que sejam adoptadas medidas que possam contribuir para alcançar uma melhoria da eficiência e do desempenho energético dos edifícios. Os edifícios habitacionais, por terem o seu desempenho energético na fase de utilização muito dependente do comportamento dos utilizadores, são aqueles que maior consumo energético apresentam. Neste contexto, torna-se importante que sejam desenvolvidas iniciativas que visem melhorar o seu desempenho e que possam ver adoptadas medidas de reabilitação energéticas de modo passivo e activo. A procura por um balanço próximo do zero, entre necessidade de consumo, e potencial de produção local de energia, permite que se possam adoptar soluções alternativas de produção de energia, focadas em fontes renováveis. Contudo, é importante que as medidas a implementar, tanto nos novos como nos edifícios já existentes, tenham sempre como principal finalidade a melhoria das condições de conforto no seu interior e um elevado nível de desempenho energético. A introdução de soluções passíveis de reforço de isolamento, devem decorrer da introdução de soluções que podem ter auxílio na ferramenta da certificação energética como suporte. Porém, as soluções de complemento para o equilíbrio do balanço entre consumo e produção podem ser auxiliadas pela introdução de sistemas activos de produção de energia, impondo-se, no entanto, que ocorra um claro benefício económico da análise custo-benefício dos investimentos associados. A presente investigação procura, estudar o nível do contributo que pode resultar da introdução de um sistema solar fotovoltaico, num edifício de habitação unifamiliar e determinar o correspondente resultado para o equilíbrio do seu desempenho energético e nível de eficiência energética.

Efeitos da simpaticotomia endoscópica sobre as artérias carótidas e vertebrais na terapêutica cirúrgica da hiperidrose primária

Analisar, em pacientes submetidos a simpaticotomia videotoracoscópica para tratamento da Hiperidrose Primária (HP), as conseqüências hemodinâmicas da desnervação vascular das artérias carótidas e vertebrais após a trans-secção cirúrgica da cadeia simpática torácica (simpaticotomia), através da mensuração de parâmetros ultra-sonográficos. Método: Vinte e quatro pacientes portadores de HP submetidos a quarenta e oito simpaticotomias torácicas endoscópicas foram avaliados através da mensuração da velocidade de pico sistólico (VPS), velocidade de pico diastólico (VPD), índice de pulsatibilidade (IP) e índice de resistência (IR) nas artérias carótidas comuns, internas e externas, além da artéria vertebral bilateralmente usando o eco-doppler duplex scan. As avaliações foram realizadas antes da intervenção cirúrgica e trinta dias após o procedimento. O teste de Wilcoxon foi usado na análise das diferenças entre as variáveis antes e depois da simpaticotomia. Resultados: A simpaticotomia no nível de T3 foi a trans-secção mais realizada (95,83%), seja isoladamente (25%) ou associada a T4 (62,50%) ou a T2 (8,33%). Houve aumento significativo no IR e no IP da artéria carótida comum bilateralmente (p<0,05). A VPD da artéria carótida interna diminuiu em ambos os lados (p<0,05). A VPS e a VPD da artéria vertebral direita também aumentaram (p<0,05). Achados assimétricos foram observados, de modo que artérias do lado direito foram as mais freqüentemente afetadas. Conclusões: Alterações hemodinâmicas foram observadas nas artérias vertebral e carótida após simpaticotomia para tratamento de HP. VPS foi o parâmetro mais freqüentemente alterado, principalmente nas artérias do lado direito, representando alterações assimétricas significantes nas artérias carótida e vertebral. Entretanto, são necessárias pesquisas subseqüentes para verificar se essas alterações são definitivas ou temporárias, uma vez que as inferências clínicas somente terão validação se as alterações forem permanentes

Análise retrospectiva de fatores de risco e preditores de complicações intraoperatórias dos bloqueios do neuroeixo realizados na Faculdade de Medicina de Botucatu-UNESP

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: As alterações cardiovasculares associadas aos bloqueios do neuroeixo apresentam interesse pela frequência com que ocorrem e porque algumas delas podem ser consideradas efeitos fisiológicos desencadeados pelo bloqueio do sistema nervoso simpático. O objetivo desta pesquisa foi avaliar as complicações cardiovasculares intraoperatórias e os fatores preditores associados aos bloqueios do neuroeixo em pacientes com idades > 18 anos submetidos a procedimentos não obstétricos, em um período de 18 anos, em hospital universitário de atendimento terciário-HCFMB-UNESP. MÉTODO: Foi realizada análise retrospectiva das seguintes complicações: hipertensão arterial, hipotensão arterial, bradicardia sinusal e taquicardia sinusal. Tais complicações foram correlacionadas com técnica anestésica, estado físico (ASA), idade, sexo e comorbidades pré-operatórias. Para a análise estatística, foram utilizadas o teste de Tukey para comparações entre proporções e regressão logística. RESULTADOS: Foram avaliados 32.554 pacientes submetidos a bloqueios do neuroeixo e houve 4.109 citações de hipotensão arterial, 1.107 de bradicardia sinusal, 601 de taquicardia sinusal e 466 de hipertensão arterial no período intraoperatório. Hipotensão foi mais frequente nos pacientes submetidos à anestesia subaracnoidea contínua (29,4%, OR = 2,39), com idades > 61 anos e do sexo feminino (OR = 1,27). CONCLUSÕES: Hipotensão e bradicardia intraoperatórias foram complicações mais frequentes, sendo que a hipotensão arterial esteve relacionada à técnica anestésica (ASC), faixa etária elevada e sexo feminino. Taquicardia e hipertensão arterial podem não ter sido diretamente relacionadas aos bloqueios do neuroeixo.

Efeitos do refluxo gastroesofágico na cavidade oral

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)