Modelação geoespacial da distribuição de espécies ripícolas em Portugal e respectiva delimitação das áreas favoráveis à sua reprodução

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UNIVERSIDADE DE LISBOA

FACULDADE DE CIÊNCIAS

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA GEOGRÁFICA, GEOFÍSICA E ENERGIA

Modelação Geoespacial da Distribuição de Espécies Ripícolas em

Portugal e Respectiva Delimitação das Áreas Favoráveis à sua

Reprodução

Sandra Patrícia de Sousa Borges

Projecto

Mestrado em Sistemas de Informação Geográfica- Tecnologias e

Aplicações

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UNIVERSIDADE DE LISBOA

FACULDADE DE CIÊNCIAS

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA GEOGRÁFICA, GEOFÍSICA E ENERGIA

Modelação Geoespacial da Distribuição de Espécies Ripícolas em

Portugal e Respectiva Delimitação das Áreas Favoráveis à sua

Reprodução

Sandra Patrícia de Sousa Borges

Projecto

Mestrado em Sistemas de Informação Geográfica- Tecnologias e

Aplicações

Orientador externo: Prof.ª Dr.ª Maria Helena Reis de Noronha Ribeiro de

Almeida (ISA)

Orientador interno: Prof.ª Dr.ª Cristina Maria Sousa Catita (FCUL)

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Prefácio

Após a conclusão do primeiro ano deste mestrado, integrei um projecto de investigação no Instituto Superior de Agronomia financiado pelo Fundo EDP para a Biodiversidade 2010 e com a parceria do Instituto Nacional de Recursos Biológicos e Instituto da Água.

Este projecto foi um desafio para a minha formação enquanto Eng.ª Biofísica e uma possibilidade de pôr em prática os conhecimentos adquiridos nesta especialização.

A escolha do estudo desenvolvido nesta tese derivou deste projecto de investigação intitulado: Caracterização da diversidade/património genético das árvores ribeirinhas autóctones: Aplicação a uma espécie endémica, Salix salviifolia. E o seu desenvolvimento foi feito numa perspectiva dos Sistemas de Informação Geográfica.

Apesar de algumas vicissitudes, o balanço é positivo, na medida em que estes dois anos de especialização, trouxeram-me uma aprendizagem diária, e foi uma mais valia ter saído da minha zona de conforto e adquirir conhecimentos nesta área dos Sistemas de Informação Geográfica- Tecnologias e Aplicações.

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Agradecimentos

Embora este trabalho, seja pela sua finalidade acadêmica, um trabalho individual, há contributos de natureza diversa que não podem nem devem deixar de ser mencionados. Por essa razão, desejo expressar os meus sinceros agradecimentos:

À Prof.ª Doutora Cristina Catita, pela orientação desta tese, por acreditar neste trabalho, mesmo nos momentos mais difíceis, e por ter estado, sempre disponível para uma palavra amiga e de incentivo.

À Prof.ª Doutora Helena Almeida, por me ter possibilitado integrar o projecto de investigação no Intituto Superior de Agronomia e pela sua orientação nesta tese.

À Prof.ª Doutora Cristina Branquinho, pela sua disponibilidade para a troca de algumas impressões sobre o desenvolvimento desta tese e perspectivas de trabalho futuro neste âmbito.

Ao Prof. Doutor Pedro Miranda, pela sua disponibilidade em disponibilizar dados climáticos que serão usados no desenvolvimento de trabalho futuro no âmbito desta tese.

À Ana Rodrigues, minha colega de gabinete no ISA, durante um ano, pela sua amizade e bom humor.

Às minhas amigas e colegas de curso, Dina e Rita. À Dina, porque foi a pessoa responsável pela minha inscrição neste mestrado e pelo seu apoio e amizade incondicional; à Rita, por ter sido o meu grande apoio nos momentos difíceis, pela troca de impressões sobre os SIG’S e por ouvir as minhas mágoas.

À minha tia Sãozinha e à minha amiga Sónia, pela sua amizade e mensagens de apoio durante este período de mestrado.

E por último, um agradecimento muito especial, aos meus pais, por mais uma vez me ajudarem na minha formação acadêmica, e pelo seu apoio e amizade nestes últimos meses particularmente difíceis.

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Abstract

Based on the floristic inventories conducted under the Water Framework Directive (WFD) performed during the years 2004 to 2006 for the territory of continental Portugal, we obtained georeferenced data presence, frequency and other relating environmental and climate parameters for eight riparian species: Alnus glutinosa, Flueggea tintctoria, Fraxinus angustifolia, Frangula alnus, Nerium oleander, Salix atrocinerea, Salix salviifolia e Tamarix africana for theprincipal hydrographic basins in Continental Portugal. This study consists of a qualitative predictive geospatial modeling whose final objective is to determine environmentally homogeneous areas for these species and in this sense most favorable to serve as repositories of plant material, under the environmental rehabilitation projects. The qualitative predictive model was divided into three phases : 1) cartographic modeling using the Geographical Information Systems (GIS), whose base was an exploratory analysis software developed in R, which were introduced on relative presence data and environmental variables, climatic and bioclimatic to ascertain which the most relevant ecological terms for the presence of each species, determined based on knowledge of some experts; 2) integration of predictive model using the Maxent software, based on the principle of maximum entropy and using the georeferenced occurrence points obtained in the WFD sampling protocol and using the same environmental variables, climatic and bioclimatic from the first exploratory analysis used in the first phase modulation cartographic for each species: 3) was made a comparative and selective analysis of the cartography resulting from previous stages and elaborated a final map of the homogeneous aptitude potential zones for the occurrence and reproduction of these species in situ. This methodology, which resorted to the use of two types of software to carry out an exploratory analysis based on data from the WFD, proved to be reasonably effective in terms of accuracy of delimited areas in comparison with the known distribution of these species in Portugal Continental territory, with only a small decrease in the area of the data obtained in this modulation. The variables with the highest contribution to this modulation were the climatic and bioclimatic variables, a situation that already to a certain extent expected, because this study was conducted at a larger scale. The resultant cartography of this study will be useful as background information for the selection of the area’s most apt to reproduction of this species under the environmental rehabilitation projects.

Keywords: riparian species, GIS, ecological niche modeling, predictive modeling of species

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Resumo

Com base nos inventários florísticos realizados no âmbito da Directiva Quadro da Água (DQA) realizados no período dos anos de 2004 a 2006 para o território de Portugal continental, obtiveram-se dados georreferenciados de presença, frequência relativa e outros parâmetros de carácter ambiental e climático de oito espécies ripícolas Alnus glutinosa, Flueggea tintctoria, Fraxinus angustifolia, Frangula alnus, Nerium oleander, Salix atrocinerea, Salix salviifolia e Tamarix africana, para as principais bacias hidrográficas de Portugal Continental. Este estudo consiste numa modelação geoespacial preditiva qualitativa cujo objectivo final é determinar áreas ambientalmente homogéneas para a ocorrência destas espécies e neste sentido, mais favoráveis para servirem como repositórios de material vegetal, no âmbito de projectos de requalificação ambiental. O modelo preditivo qualitativo dividiu-se em três fases: 1) a modelação cartográfica recorrendo aos Sistemas de Informação Geográfica (SIG), cuja base foi uma análise exploratória elaborada no software R, onde foram introduzidos dados de presença relativa e variáveis ambientais, climáticas e bioclimáticas para aferir quais as mais relevantes em termos ecológicos para a presença de cada espécie, decididos com base em conhecimento de alguns especialistas; 2) integração de um modelo preditivo recorrendo ao software Maxent, baseado no princípio de máxima entropia e recorrendo aos pontos de ocorrência georreferenciados, obtidos no protocolo de amostragem da DQA e utilizando as mesmas variáveis ambientais, climáticas e bioclimáticas resultantes da primeira análise exploratória e usadas na primeira fase de modelação cartográfica para cada espécie; 3) fez-se uma análise comparativa e selectiva da cartografia resultante das fases anteriores e elaborou uma carta final de zonas homogéneas de aptidão potencial para a ocorrência e reprodução destas espécies in situ. Esta metodologia, que recorreu ao uso de dois tipos de software para a realização de uma análise exploratória baseada em dados da DQA, revelou-se razoavelmente eficaz em termos de precisão das áreas delimitadas em comparação com a distribuição conhecida destas espécies no território de Portugal Continental, havendo apenas uma pequena diminuição da área nos dados obtidos nesta modelação. As variáveis com maior contribuição para esta modelação foram as variáveis climáticas e bioclimáticas, situação que em certa medida já se previa, na medida em que este estudo foi realizado a uma escala mais ampla. A cartografia resultante de estudo será útil como informação de base para a selecção de áreas mais aptas para a reprodução destas espécies no âmbito de projectos de requalificação ambiental.

Palavras-chave: espécies ripícolas, SIG, modelação de nichos ecológicos, modelação preditiva

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Índice

PREFÁCIO ... I AGRADECIMENTOS ... II ABSTRACT ... III RESUMO ... IV LISTA DE FIGURAS ... VII LISTA DE QUADROS...X LISTA DE ABREVIATURAS ...XII

1 INTRODUÇÃO ... 1

1.1 ENQUADRAMENTO ... 2

1.2 OBJECTIVOS ... 5

1.3 ESTRUTURA ... 6

1.5 LOCALIZAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO... 7

1.6 CARACTERIZAÇÃO DAS ESPÉCIES EM ESTUDO ... 9

1.7 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ... 15

1.7.1 Modelação Geográfica da Distribuição de Espécies ... 16

1.7.2 Nicho ecológico como modelo teórico ... 19

1.7.3 Software Maxent (Maximum Entropy) ... 23

2 METODOLOGIA E PROCESSAMENTO ... 25

2.1 INTRODUÇÃO ... 25

2.2 DESCRIÇÃO GERAL DA METODOLOGIA ... 25

2.3 BASE DE DADOS GEOGRÁFICA ... 26

2.4 METODOLOGIA E PROCESSAMENTO DO MODELO PREDITIVO QUALITATIVO ... 26

2.4.1 Matriz de dados ... 26 2.4.2 Procedimentos Metodológicos ... 27 2.4.3 Análise Exploratória ... 40 2.4.3.1 Alnus glutinosa ... 40 2.4.3.2 Flueggea tinctoria_{... 43} 2.4.3.3 Frangula alnus_{... 46} 2.4.3.4 Fraxinus angustifólia_{... 49} 2.4.3.5 Nerium oleander_{... 52} 2.4.3.6 Salix atrocinerea ... 55 2.4.3.7 Salix salviifolia ... 58 2.4.3.8 Tamarix africana ... 61 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 64 3.1 INTRODUÇÃO ... 64 3.2 RESULTADOS FINAIS ... 64

3.3 ANÁLISE DOS RESULTADOS OBTIDOS ... 68

3.3.1 Interpretação Ecológica ... 68

3.3.2 Avaliação e Interpretação do Modelo Segundo a sua Representação Geográfica ... 69

3.3.3 Conclusões Relativas à Metodologia Implementada ... 70

3.3.4 Principais Problemas Encontrados e Limitações do Estudo ... 70

3.3.5 Implicações de Ordem Prática no Sector do Tema Sobre Investigação ... 71

3.3.6 Conclusões Relativas ao Problema sobre Investigação ... 72

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vi

4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 73

5 ANEXOS ... 80

5.1 ANÁLISE DA CONTRIBUIÇÃO DAS VARIÁVEIS AMBIENTAIS SELECCIONADAS PARA CADA ESPÉCIE AO MODELO MAXENT 80 5.1.1 Alnus glutinosa ... 81 5.1.2 Flueggea tinctoria ... 82 5.1.3 Frangula alnus ... 83 5.1.4 Fraxinus angustifólia... 84 5.1.5 Nerium oleander ... 85 5.1.6 Salix atrocinerea ... 86 5.1.7 Salix salviifolia ... 87 5.1.8 Tamarix africana ... 88

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Lista de Figuras

FIGURA 1-PRINCIPAIS BACIAS HIDROGRÁFICAS DO TERRITÓRIO DE PORTUGAL CONTINENTAL (FONTE:

HTTP://GEOPORTUGAL.WORDPRESS.COM/MEIO-NATURAL/) ... 8

FIGURA 2-REPRESENTAÇÃO DO MAPA DE DISTRIBUIÇÃO DO ALNUS GLUTINOSA (FONTE:BINGRE ET AL.

(2007) E DA CARTA ECOLÓGICA DE PORTUGAL (PINA MANIQUE E ALBUQUERQUE,1982) E IMAGENS

(FONTE:FLORA-ON (HTTP://WWW.FLORA-ON.PT) IN GUIA DE UTILIZAÇÃO-ESPÉCIES ARBÓREAS

INDÍGENAS EM PORTUGAL CONTINENTAL,2013. ... 10 FIGURA 3-REPRESENTAÇÃO DO MAPA DE DISTRIBUIÇÃO DA FLUEGGEA TINCTORIA (FONTE:FLORA-ON

HTTP://WWW.FLORA-ON.PT) E IMAGENS (FONTE:FLORA-ON (HTTP://WWW.FLORA-ON.PT) IN GUIA DE

UTILIZAÇÃO-ESPÉCIES ARBÓREAS INDÍGENAS EM PORTUGAL CONTINENTAL,2013. ... 11 FIGURA 4-REPRESENTAÇÃO DO MAPA DE DISTRIBUIÇÃO DO FRANGULA ALNUS (FONTE:BINGRE ET AL.

INDÍGENAS EM PORTUGAL CONTINENTAL,2013. ... 11 FIGURA 5-REPRESENTAÇÃO DO MAPA DE DISTRIBUIÇÃO DO FRAXINUS ANGUSTIFÓLIA (FONTE:BINGRE ET

AL. (2007) E DA CARTA ECOLÓGICA DE PORTUGAL (PINA MANIQUE E ALBUQUERQUE,1982) E IMAGENS (FONTE:FLORA-ON (HTTP://WWW.FLORA-ON.PT) IN GUIA DE UTILIZAÇÃO-ESPÉCIES

ARBÓREAS INDÍGENAS EM PORTUGAL CONTINENTAL,2013. ... 12 FIGURA 6-REPRESENTAÇÃO DO MAPA DE DISTRIBUIÇÃO DO NERIUM OLEANDER (FONTE:BINGRE ET AL.

INDÍGENAS EM PORTUGAL CONTINENTAL,2013. ... 12 FIGURA 7-REPRESENTAÇÃO DO MAPA DE DISTRIBUIÇÃO DO SALIX ATROCINEREA (FONTE:BINGRE ET AL.

INDÍGENAS EM PORTUGAL CONTINENTAL,2013. ... 13 FIGURA 8-REPRESENTAÇÃO DO MAPA DE DISTRIBUIÇÃO DO SALIX SALVIIFOLIA (FONTE:BINGRE ET AL.

INDÍGENAS EM PORTUGAL CONTINENTAL,2013. ... 14 FIGURA 9-REPRESENTAÇÃO DO MAPA DE DISTRIBUIÇÃO DO TAMARIX AFRICANA (FONTE:BINGRE ET AL.

INDÍGENAS EM PORTUGAL CONTINENTAL, ... 14

FIGURA 10-FLUXOGRAMA DA METODOLOGIA GERAL DESENVOLVIDA PARA ESTE ESTUDO. ... 25

FIGURA 11-DIAGRAMA DE CLASSES UML QUE REPRESENTA A BASE DE DADOS GEOGRÁFICA DESTE ESTUDO... 26

FIGURA 12-FLUXOGRAMA DAS VARIÁVEIS AMBIENTAIS E CLIMÁTICAS DE BASE USADAS NA CONSTRUÇÃO DA MATRIZ DE DADOS DOS DOIS MODELOS PREDITIVOS. ... 27

(11)

viii FIGURA 13-FLUXOGRAMA DOS PROCESSOS METODOLÓGICOS DO MODELO PREDITIVO QUALITATIVO. ... 39

FIGURA 14-REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA PARA O CÁLCULO AUXILIAR DO REGIME HIDROLÓGICO POTENCIAL. ... 40 FIGURA 15-REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DO MODELO CARTOGRÁFICO EM ARCGIS10 E MAXENT PARA A

DEFINIÇÃO DA CARTA DE ZONAS HOMOGÉNEAS DE APTIDÃO PARA A ESPÉCIE ALNUS GLUTINOSA. ... 41 FIGURA 16-CARTA DE ZONAS HOMOGÉNEAS POTENCIAIS E CARTA DE DISTRIBUIÇÃO GEOGRÁFICA PARA A

ESPÉCIE ALNUS GLUTINOSA. ... 41 FIGURA 17-CARTA DE ZONAS HOMOGÉNEAS DE APTIDÃO PARA A ESPÉCIE ALNUS GLUTINOSA. ... 42 FIGURA 18-REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DO MODELO CARTOGRÁFICO EM ARCGIS10 E MAXENT PARA A

DEFINIÇÃO DA CARTA DE ZONAS HOMOGÉNEAS DE APTIDÃO PARA A ESPÉCIE FLUEGGEA TINCTORIA. 43 FIGURA 19-CARTA DE ZONAS HOMOGÉNEAS POTENCIAIS E CARTA DE DISTRIBUIÇÃO GEOGRÁFICA PARA A

ESPÉCIE FLUEGGEA TINCTORIA. ... 44 FIGURA 20-CARTA DE ZONAS HOMOGÉNEAS DE APTIDÃO PARA A ESPÉCIE FLUEGGEA TINCTORIA. ... 45 FIGURA 21-REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DO MODELO CARTOGRÁFICO EM ARCGIS10 E MAXENT PARA

A DEFINIÇÃO DA CARTA DE ZONAS HOMOGÉNEAS DE APTIDÃO PARA A ESPÉCIE FRANGULA ALNUS. .... 46 FIGURA 22-CARTA DE ZONAS HOMOGÉNEAS POTENCIAIS E CARTA DE DISTRIBUIÇÃO GEOGRÁFICA PARA A

ESPÉCIE FRANGULA ALNUS.... 47 FIGURA 23-CARTA DE ZONAS HOMOGÉNEAS DE APTIDÃO PARA A ESPÉCIE FRANGULA ALNUS. ... 48 FIGURA 24-REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DO MODELO CARTOGRÁFICO EM ARCGIS10 E MAXENT PARA A

DEFINIÇÃO DA CARTA DE ZONAS HOMOGÉNEAS DE APTIDÃO PARA A ESPÉCIE FRAXINUS

ANGUSTIFOLIA. ... 49 FIGURA 25-CARTA DE ZONAS HOMOGÉNEAS POTENCIAIS E CARTA DE DISTRIBUIÇÃO GEOGRÁFICA PARA A

ESPÉCIE FRAXINUS ANGUSTIFOLIA . ... 50 FIGURA 26-CARTA DE ZONAS HOMOGÉNEAS DE APTIDÃO PARA A ESPÉCIE FRAXINUS ANGUSTIFOLIA. ... 51 FIGURA 27-REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA PARA CÁLCULO AUXILIAR DO COEFICIENTE DE VARIAÇÃO DA

PRECIPITAÇÃO E DA AMPLITUDE TÉRMICA ... 52

FIGURA 28-REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DO MODELO CARTOGRÁFICO EM ARCGIS10 E MAXENT PARA A

DEFINIÇÃO DA CARTA DE ZONAS HOMOGÉNEAS DE APTIDÃO PARA A ESPÉCIE NERIUM OLEANDER..... 53 FIGURA 29-CARTA DE ZONAS HOMOGÉNEAS POTENCIAIS E CARTA DE DISTRIBUIÇÃO GEOGRÁFICA PARA A

ESPÉCIE NERIUM OLEANDER. ... 53 FIGURA 30-CARTA DE ZONAS HOMOGÉNEAS DE APTIDÃO PARA A ESPÉCIE NERIUM OLEANDER. ... 54 FIGURA 31-REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DO MODELO CARTOGRÁFICO EM ARCGIS10 E MAXENT PARA A

DEFINIÇÃO DA CARTA DE ZONAS HOMOGÉNEAS DE APTIDÃO PARA A ESPÉCIE SALIX ATROCINEREA. ... 55 FIGURA 32-CARTA DE ZONAS HOMOGÉNEAS POTENCIAIS E CARTA DE DISTRIBUIÇÃO GEOGRÁFICA PARA A

ESPÉCIE SALIX ATROCINEREA. ... 56 FIGURA 33-CARTA DE ZONAS HOMOGÉNEAS DE APTIDÃO PARA A ESPÉCIE SALIX ATROCINEREA. ... 57 FIGURA 34-REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DO CÁLCULO AUXILIAR DO REGIME HIDROLÓGICO POTENCIAL

(ELABORADO EM AMBIENTE ARCGIS10). ... 58 FIGURA 35-REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DO MODELO CARTOGRÁFICO EM ARCGIS10 E MAXENT PARA A

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ix FIGURA 36-CARTA DE ZONAS HOMOGÉNEAS POTENCIAIS E CARTA DE DISTRIBUIÇÃO GEOGRÁFICA PARA A

ESPÉCIE SALIX SALVIIFOLIA. ... 59 FIGURA 37-CARTA DE ZONAS HOMOGÉNEAS DE APTIDÃO PARA A ESPÉCIE SALIX SALVIIFOLIA ... 60 FIGURA 38-REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DO MODELO CARTOGRÁFICO EM ARCGIS10 E MAXENT PARA A

DEFINIÇÃO DA CARTA DE ZONAS HOMOGÉNEAS DE APTIDÃO PARA A ESPÉCIE TAMARIX AFRICANA. .... 61 FIGURA 39-CARTA DE ZONAS HOMOGÉNEAS POTENCIAIS E CARTA DE DISTRIBUIÇÃO GEOGRÁFICA PARA A

ESPÉCIE TAMARIX AFRICANA. ... 62 FIGURA 40-CARTA DE ZONAS HOMOGÉNEAS DE APTIDÃO PARA A ESPÉCIE TAMARIX AFRICANA. ... 63 FIGURA 41A -CARTAS DE ZONAS DE APTIDÃO POTENCIAL PARA A OCORRÊNCIA DAS ESPÉCIES DESTE

ESTUDO... 66

FIGURA 42B -CARTAS DE ZONAS DE APTIDÃO POTENCIAL PARA A OCORRÊNCIA DAS ESPÉCIES DESTE ESTUDO... 67

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x

Lista de Quadros

QUADRO 1-MACROCLIMAS E ANDARES BIOCLIMÁTICOS PRESENTES EM PORTUGAL. ... 9

QUADRO 2-EXEMPLOS DE APLICAÇÕES DE MODELOS DE DISTRIBUIÇÃO POTENCIAL DE ESPÉCIES (MDP)

RETIRADOS DE LITERATURA RECENTE.(FONTE:JÚNIOR &SIQUEIRA,2009) ... 20 QUADRO 3-PRINCIPAIS PROBLEMAS ENCONTRADOS NOS DADOS UTILIZADOS EM MODELOS DE

DISTRIBUIÇÃO POTENCIAL DE ESPÉCIES (MDP).(FONTE:JÚNIOR &SIQUEIRA,2009) ... 21 QUADRO 4-CHAVE DICOTÓMICA PARA A DEFINIÇÃO DE POTENCIAIS ÁREAS AMBIENTALMENTE

HOMOGÉNEAS PARA A OCORRÊNCIA DAS OITO ESPÉCIES RIBEIRINHAS, OBTIDOS NA ANÁLISE EXPLORATÓRIA USANDO ÁRVORES DE REGRESSÃO.(FONTE:PROJECTO FUNDO EDP PARA A

BIODIVERSIDADE 2010-ISA,2013) ... 29 QUADRO 5-CHAVE DICOTÔMICA (QUADRO 5) PARA A DEFINIÇÃO DE POTENCIAIS ÁREAS

AMBIENTALMENTE HOMOGÉNEAS PARA A OCORRÊNCIA DA ESPÉCIE ALNUS GLUTINOSA. (FONTE: PROJECTO FUNDO EDP PARA A BIODIVERSIDADE 2010-ISA,2013) ... 40 QUADRO 6-REPRESENTAÇÃO DA PERCENTAGEM DE ÁREA APTA E RESPECTIVA BACIA HIDROGRÁFICA PARA

A ESPÉCIE ALNUS GLUTINOSA EM RELAÇÃO À ÁREA TOTAL DO TERRITÓRIO DE PORTUGAL

CONTINENTAL. ... 43

QUADRO 7-CHAVE DICOTÔMICA (QUADRO 5) PARA A DEFINIÇÃO DE POTENCIAIS ÁREAS

AMBIENTALMENTE HOMOGÉNEAS PARA A OCORRÊNCIA DA ESPÉCIE FLUEGGEA TINCTORIA.(FONTE: PROJECTO FUNDO EDP PARA A BIODIVERSIDADE 2010-ISA,2013) ... 43 QUADRO 8-REPRESENTAÇÃO DA PERCENTAGEM DE ÁREA APTA E RESPECTIVA BACIA HIDROGRÁFICA PARA

A ESPÉCIE FLUEGGEA TINCTORIA EM RELAÇÃO À ÁREA TOTAL DO TERRITÓRIO DE PORTUGAL

CONTINENTAL. ... 45

QUADRO 9-CHAVE DICOTÔMICA (QUADRO 5) PARA A DEFINIÇÃO DE POTENCIAIS ÁREAS

AMBIENTALMENTE HOMOGÉNEAS PARA A OCORRÊNCIA DA ESPÉCIE FRANGULA ALNUS.(FONTE: PROJECTO FUNDO EDP PARA A BIODIVERSIDADE 2010-ISA,2013) ... 46 QUADRO 10-REPRESENTAÇÃO DA PERCENTAGEM DE ÁREA APTA E RESPECTIVA BACIA HIDROGRÁFICA

PARA A ESPÉCIE ALNUS GLUTINOSA EM RELAÇÃO À ÁREA TOTAL DO TERRITÓRIO DE PORTUGAL

CONTINENTAL. ... 48

AMBIENTALMENTE HOMOGÉNEAS PARA A OCORRÊNCIA DA ESPÉCIE FRAXINUS ANGUSTIFÓLIA.(FONTE: PROJECTO FUNDO EDP PARA A BIODIVERSIDADE 2010-ISA,2013) ... 49 QUADRO 12-REPRESENTAÇÃO DA PERCENTAGEM DE ÁREA APTA E RESPECTIVA BACIA HIDROGRÁFICA

PARA A ESPÉCIE FRAXINUS ANGUSTIFOLIA EM RELAÇÃO À ÁREA TOTAL DO TERRITÓRIO DE PORTUGAL

CONTINENTAL. ... 51

QUADRO 13-CHAVE DICOTÓMICA (QUADRO 5) PARA A DEFINIÇÃO DE POTENCIAIS ÁREAS

AMBIENTALMENTE HOMOGÉNEAS PARA A OCORRÊNCIA DA ESPÉCIE NERIUM OLEANDER.(FONTE: PROJECTO FUNDO EDP PARA A BIODIVERSIDADE 2010-ISA,2013) ... 52

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xi QUADRO 14-REPRESENTAÇÃO DA PERCENTAGEM DE ÁREA APTA E RESPECTIVA BACIA HIDROGRÁFICA

PARA A ESPÉCIE NERIUM OLEANDER EM RELAÇÃO À ÁREA TOTAL DO TERRITÓRIO DE PORTUGAL

CONTINENTAL. ... 55

AMBIENTALMENTE HOMOGÉNEAS PARA A OCORRÊNCIA DA ESPÉCIE SALIX ATROCINEREA (FONTE: PROJECTO FUNDO EDP PARA A BIODIVERSIDADE 2010-ISA,2013) ... 55 QUADRO 16-REPRESENTAÇÃO DA PERCENTAGEM DE ÁREA APTA E RESPECTIVA BACIA HIDROGRÁFICA

PARA A ESPÉCIE SALIX ATROCINEREA EM RELAÇÃO À ÁREA TOTAL DO TERRITÓRIO DE PORTUGAL

CONTINENTAL. ... 57

AMBIENTALMENTE HOMOGÉNEAS PARA A OCORRÊNCIA DA ESPÉCIE SALIX SALVIIFOLIA.(FONTE: PROJECTO FUNDO EDP PARA A BIODIVERSIDADE 2010-ISA,2013) ... 58 QUADRO 18-REPRESENTAÇÃO DA PERCENTAGEM DE ÁREA APTA E RESPECTIVA BACIA HIDROGRÁFICA

PARA A ESPÉCIE SALIX SALVIIFOLIA EM RELAÇÃO À ÁREA TOTAL DO TERRITÓRIO DE PORTUGAL

CONTINENTAL. ... 61

AMBIENTALMENTE HOMOGÉNEAS PARA A OCORRÊNCIA DA ESPÉCIE TAMARIX AFRICANA.(FONTE: PROJECTO FUNDO EDP PARA A BIODIVERSIDADE 2010-ISA,2013) ... 61 QUADRO 20-REPRESENTAÇÃO DA PERCENTAGEM DE ÁREA APTA E RESPECTIVA BACIA HIDROGRÁFICA

PARA A ESPÉCIE EM TAMARIX AFRICANA RELAÇÃO À ÁREA TOTAL DO TERRITÓRIO DE PORTUGAL

CONTINENTAL. ... 63

QUADRO 21-RESUMO DA ÁREA DAS ÁREAS COM MAIOR APTIDÃO POTENCIAL PARA OCORRÊNCIA DAS ESPÉCIES EM PORTUGAL CONTINENTAL E RESPECTIVA LOCALIZAÇÃO NAS PRINCIPAIS BACIAS

(15)

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Lista de Abreviaturas

MDP- Modelação da Distribuição Potencial SIG- Sistemas de Informação Geográfica DQA- Directica Quadro da Água (DQA) ROC - Receiver Operating Characteristic AUC- Area Under the ROC Curve

TMMFA- Temperatura Média do Mês mais Frio do Ano TMMQA- Temperatura Média do Mês mais Quente do Ano RHP- Regime Hidrológico Permanente

P- Probabilidade

IOAH- Índice Ombrotérmico em Ano Húmido TPA- Temperatura Positiva Anual

PPAAH- Precipitação Positiva Anual em Ano Húmido TMA- Temperatura Média Anual

BMDS- Baixa Mineralização ou Depósitos Sedimentares EMM- Elevada a Média Mineralização

CVP- Coeficiente de Variação da Precipitação AT- Amplitude Térmica

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1

1 Introdução

As zonas ribeirinhas correspondem a áreas tridimensionais que estabelecem a transição entre os meios aquático e terrestre e, como ecótonos, englobam gradientes acentuados de factores ambientais que são o espaço de variadíssimos processos ecológicos e grande diversidade de comunidades (Gregory et al., 1991; Naiman et al., 1993). A zona ribeirinha corresponde ao espaço entre o curso de água e a porção terrestre acima do nível mais elevado de água, onde os lençóis freáticos, as cheias e a capacidade de retenção de água pelos solos podem influenciar a vegetação (Naiman et al., 1993).

A disponibilidade hídrica que os rios conferem aos terrenos adjacentes promovem o estabelecimento e o desenvolvimento de uma vegetação ripícola particularmente diversa e exuberante (Naiman et al., 1997; Lara et al., 2004), parte estruturante da componente física dos cursos fluviais.

A vegetação ripícola associada aos sistemas fluviais é de extrema importância na sua manutenção, no suporte de outras comunidades e na qualidade da água (Castro, 1997; Castro et al., 2001; Moreira and Duarte, 2002; Lara et al., 2004). A sua importância está também relacionada com fatores de regulação físico-química do meio protegendo contra a erosão das margens, favorecendo o depósito de sedimentos e minimizando o efeito de cheias e da agressão da água (Naiman et al., 1997). Esta vegetação tem ainda um papel interveniente na regulação do microclima e na filtragem de nutrientes impedindo a eutrofização (Naiman et al., 1997).

A alteração de habitats ribeirinhos, e a forma difusa ou intensiva como tal acontece, requer a necessidade de monitorização destes sistemas por forma a proceder à avaliação do seu estado actual e reunir esforços para a sua conservação.

Contudo, a implementação de programas de monitorização é bastante dispendiosa sendo essencial a optimização da razão custo/beneficio na óptica de maximizar a rentabilidade de programas de monitorização aplicados à conservação, como é o caso da monitorização desenvolvida no âmbito da Directiva Europeia: Directiva Quadro da Água (CE, 2000), em vigor em território nacional, cujos inventários florísticos realizados entre os anos de 2004 e 2006 servem de base para a metodologia implementada neste trabalho.

No seguimento de optimizar os programas de monitorização aplicados à conservação, a modelação da distribuição de espécies é cada vez mais utilizada para analisar a distribuição geográfica de espécies a partir de extrapolações das características ambientais dos locais conhecidos de ocorrência.

Este tipo de modelação é de extrema importância para dar respostas rápidas e fundamentadas ecologicamente para as ameaças que as espécies têm vindo a enfrentar por diversas razões, tais como a perda de habitat, invasão de espécies exóticas, mudanças climáticas, entre outros.

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2

A predição da distribuição geográfica de espécies obtidas mediante a modelação dos seus nichos ecológicos representa uma linha de investigação em expansão, que tem sido aplicada em diversas áreas de conhecimento, tal como a ecologia. A crescente disponibilidade e variedade de métodos, algoritmos de predição e os Sistemas de Informação Geográfica (SIG) são um grande contributo para a obtenção de dados cada vez mais fiáveis, sem a necessidade de recorrer a monitorizações no terreno, bastante dispendiosas, morosas e em alguns casos com um resultado bastante subjectivo e enviesado, devido há má implementação de metodologias de recolha de dados no campo.

O estudo da vegetação potencial de zonas ribeirinhas é importante para, no âmbito da sua restauração, efectuar a escolha de espécies mais adequadas que possam contribuir para a expansão de núcleos existentes de vegetação nativa, tirando partido dos processos de regeneração natural que aí ocorrem e que sejam capazes de tolerar as condições abióticas a que vão ser sujeitas após transplantação. A definição dos modelos preditivos da distribuição da vegetação potencial para uma determinada área de estudo deve ter como base a correspondência entre os factores ambientais que definem as condições locais e os requisitos ecológicos das espécies que constituem essa vegetação potencial. Neste sentido, deverá ser feita uma análise preliminar da distribuição conhecida dessas espécies, que poderá ser feita recorrendo a inventários florísticos e consulta de bibliografia publicada. A partir da recolha destes dados iniciais, ficam reunidas as condições para a realização de diversas análises exploratórias, que podem ser auxiliadas com os SIG’s e diversos algoritmos de predição da distribuição geográfica de espécies.

Em todo este processo de desenvolvimento de modelos preditivos para determinar a distribuição geográfica potencial de espécies, é crucial a identificação das variáveis ambientais e climáticas que mais influenciam a ocorrência de uma espécie numa determinada área.

1.1 Enquadramento

Os inventários florestais realizados ao longo dos anos no território português, tem nos permitido um conhecimento da distribuição das espécies nativas que ocorrem de norte a sul do país, onde se incluem as espécies ripícolas, e em particular as espécies seleccionadas para este estudo. Ainda que as áreas gerais de distribuição de espécies sejam conhecidas, no caso das espécies ripícolas, por serem zonas mais restritas, à rede hidrográfica, podem estar subestimadas por não se tratarem de limites geográficos tão amplos como é o caso das espécies mais abundantes e com interesse económico, e também devido à baixa quantidade de dados de inventários florísticos mais localizados, onde normalmente a amostragem é feita apenas em curtos períodos de tempo, esporádicos e sem registos históricos que nos permitam fazer comparações temporais mais alargadas em termos de desenvolvimento das populações de árvores ribeirinhas e com isto melhor perceber a sua distribuição geográfica real.

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Cada espécie tem uma área de distribuição geográfica única que reflecte tanto o seu nicho ecológico actual como a sua história evolutiva (Brown & Gibson, 1983). Com efeito, os limites actuais de distribuição das espécies não são apenas condicionados pelas características ecológicas e fisiológicas destas, mas resultam, em grande medida, do espaço geográfico onde ocorreu a sua evolução e especiação.

A área ocupada por uma espécie não é homogénea, apresenta uma alternância de parcelas com diferentes características ambientais, que determinam a ocorrência e a densidade das populações (Forman, 1995). Por sua vez, a dinâmica de metapopulações (Gilpin, 1987; Hanski & Gilpin, 1991; Hanski, 1996) mostra que o padrão de distribuição, a dimensão, a forma e conectividade das parcelas mais adequadas à sobrevivência de uma espécie determinam a sua subsistência a longo prazo numa dada região, ao actuarem na dinâmica da extinção e recolonização locais. Existe no entanto algum determinismo nos padrões de distribuição da abundância na área geográfica em que a espécie ocorre. A distribuição da abundância ao longo de um gradiente ambiental é geralmente descrito por uma curva gaussiana (Begon, 1996). Deste modo, no centro da área de distribuição a abundância é tendencialmente maior do que na periferia (Lawton et al., 1994), traduzida quer pela densidade populacional a nível local, quer pelo número de registos de presença a várias escalas.

Estas lacunas de informação dificultam a aplicação de acções conservacionistas, pois estas ficam limitadas à conservação da espécie de interesse apenas em áreas onde ela já tem sido registada.

Neste sentido os modelos de distribuição geográfica potencial de espécies são ferramentas que surgiram com a proposta de colmatar as lacunas de conhecimento sobre os limites geográficos de espécies de interesse, e ainda ajudam na formulação de novas hipóteses para a criação de mecanismos baseados em mais informação que poderão indicar outras zonas de distribuição potencial para essas espécies de interesse. Estes modelos preditivos para a distribuição potencial de espécies diferem entre si em relação à sua natureza matemática, família estatística, utilização de ferramentas SIG, entre outros. Contudo apresentam em comum a utilização de pontos de ocorrência e diversas formas de cruzamento de dados ambientais, para prever áreas geográficas com maior ou menor grau de condições ambientais que permitam a presença de determinada espécie.

Outro ponto em comum aos modelos preditivos é a tentativa de representar parcialmente o nicho ecológico da espécie, excluindo desse as interações, inventários florísticos, dados históricos entre outros. Ou seja, estes modelos na maioria das vezes estão mais próximos ao conceito de nicho Grinneliano, que não inclui interações ou recursos e abrangem variáveis a um conjunto abiótico de ampla escala, que permitem a existência das espécies (Soberon, 2007).

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Diferentes factores ecológicos podem limitar a distribuição espacial duma espécie em diferentes zonas da sua área geográfica (Cox & Moore, 2000), e por isso as conclusões que se extraem a nível local não são generalizáveis (Antunez & Mendonza, 1992).

A relação entre os factores ambientais e a distribuição de uma espécie pode ser estudada a várias escalas espaciais. A escala mais apropriada e a resolução a ser empregue depende do objectivo de estudo (May, 1994), podendo estudos do mesmo fenómeno, efectuados a várias escalas, levar a resultados contraditórios (Gaston & Lawton, 1990). A escolha de escalas erradas pode inclusivamente levar a generalizações que podem ser perigosas quando aplicadas à conservação (Murphy, 1989).

Por sua vez, a natureza dos factores a ter em consideração depende igualmente da escala de estudo (Antunez & Ramirez, 1992; Cox & Moore, 2000). Por exemplo, o padrão de ocorrência de uma espécie a nível local é determinado sobretudo pelas características dos habitats e por factores bióticos. Já o padrão de ocorrência ao nível regional é sobretudo influenciado por factores macro-ambientais (que influenciam igualmente as características dos habitats). A resolução adoptada na escala regional é necessariamente menor do que na escala local, não só por razões logísticas, mas porque o excesso de resolução pode obscurecer o padrão geral que se pretende estudar. Por outro lado, suponhamos que se adopta uma baixa resolução espacial (por exemplo baseada numa rede UTM 10 x 10 km); é mais difícil associar a cada quadrícula determinada característica de habitat (por exemplo, regime hidrológico permanente) do que determinada variável macro-ambiental (por exemplo, temperatura média anual), uma vez que apresenta variações (que podem ser determinantes para a espécie) apenas detectáveis com resoluções espaciais muito finas.

Para este caso de estudo, o modelo preditivo qualitativo que será implementado, para a determinação da distribuição geográfica das espécies do presente estudo, será feito numa escala mais ampla, dado que se trata de um estudo para todo o território de Portugal Continental. No entanto, pelo facto de possuirmos dados dos inventários florísticos da DQA, temos também informação numa escala de resolução maior, em certa medida é uma mais-valia para uma das questões de investigação deste estudo, ou seja, a obtenção de áreas aptas para servirem de repositórios de material vegetal, mais específicamente um conjunto de oito espécies ribeirinhas, cuja reprodução in situ se destinará a futuras operações de restauração ambiental/fluvial dos ecossistemas ribeirinhos de Portugal Continental.

Actualmente a restauração fluvial tem uma importância acrescida, já que a Directica Quadro da Água (DQA), obriga a que os ecossistemas aquáticos atinjam no futuro um bom estado ecológico, o qual depende, não só da qualidade da água, mas também do funcionamento do ecossistema ribeirinho em geral, em cujas galerias ripículas têm um papel preponderante e onde se pretende o regresso a um ecossistema muito próximo das condições que antecederam determinada perturbação, quando esta se verifique.

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1.2 Objectivos

O principal objectivo deste trabalho é desenvolver uma base cartográfica para Portugal Continental que permita identificar áreas de distribuição potencial para um conjunto de oito espécies ripícolas: Alnus glutinosa, Flueggea tintctoria, Fraxinus angustifolia, Frangula

alnus, Nerium oleander, Salix atrocinerea, Salix salviifolia e Tamarix africana, tendo como

base, os inventários florísticos realizados no âmbito da Directiva Quadro da Água para o período de 2004 a 2006 que nos dão informação georreferênciada de 404 locais de amostragem, onde para cada espécie temos dados com: pontos de ocorrência, frequência relativa, assim como vária informação qualitativa destas espécies na rede hidrográfica de Portugal Continental. Com base em parâmetros ambientais e florísticos pretende-se delimitar zonas ambientalmente homogéneas com maior aptidão, onde se possam estabelecer áreas de repositório de material vegetal in situ, sob práticas ambientalmente adequadas, para dar resposta às solicitações de projectos de restauração ambiental em galerías ripícolas. Para o efeito, e recorrendo à modelação geoespacial no presente trabalho pretendeu-se desenvolver uma metodologia baseada num modelo preditivo qualitativo de distribuição de espécies recorrendo à modelação integrada de dois software: um SIG (ArcGis da ESRI) ) e outro de predição de distribuição de espécies (Maxent). Será importante referir que esta modelação apresenta um carácter qualitativo, porque existe aqui uma base de informação referente a trabalhos de inventariação florística, que se traduz numa informação mais qualitativa em termos de uma perspectiva de comunidades locais referentes aos pontos de amostragem estipulados nos trabalhos de campo no âmbito da DQA e cujo período pode ser considerado muito curto para a elaboração de uma modelação quantitativa.

Este estudo foi realizado apenas com base em parâmetros biofísicos, não considerando factores de ordenamento do território, ainda que estes também tenham relevância, no âmbito deste trabalho o foco é a obtenção de áreas ambientalmente homogéneas favoráveis para a ocorrência e reprodução destas espécies numa escala de resolução ao nível do território português, com vista à obtenção de resultados em termos de aptidão ecológica, e com isto verificar a sua consistência cientifica para posterior aplicação prática na requalificação ambiental de habitats fluviais.

Em suma, pretende-se que esta abordagem ao nível da modelação da distribuição geográfica de oito espécies ripícolas, venha incentivar a discussão e aplicação da modelação geoespacial para auxiliar tanto na aquisição do conhecimento mais aprofundado sobre a ecologia destas espécies, mas também na análise e formulação de alternativas viáveis em termos científicos, para a selecção de locais adequados para a reprodução de material vegetal que se destinará à conservação e recuperação dos ecossistemas ribeirinhos do território de Portugal Continental em conformidade com as Directivas Europeias, como é o caso da DQA, cujos dados dos inventários florísticos, foram o ponto de partida para a concretização deste estudo.

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6 Objectivos específicos do estudo são:

 Avaliar a complementariedade do software utilizado nesta metodologia face aos resultados finais;

 Perceber em que medida esta metodologia apresenta um contributo científico que sirva de informação de base para projectos de requalificação ambiental em termos de definição de zonas ambientalmente homogéneas mais aptas para servirem de repositórios de material vegetal;

 Analisar a importância da integração da informação do protocolo da DQA com as outras variáveis ambientais e climáticas para a modelação geoespacial das espécies à escala deste estudo (território de Portugal Continental).

1.3 Estrutura

Com base nos objectivos descritos no ponto anterior, esta dissertação está estruturada do seguinte modo:

 É feita uma revisão bibliográfica, de vários casos de estudo que se aproximam e complementam este estudo e respectiva análise da sua contribuição científica para a metodologia geral implementada neste trabalho. E também, uma breve caracterização em termos ecológicos e de distribuição geográfica conhecida do conjunto das oito espécies ripícolas em estudo e por fim é feita uma caracterização da área de estudo, neste caso o território de Portugal Continental, dando maior ênfase a uma breve descrição das características da rede hidrográfica.

 Apresentação da metodologia aplicada neste trabalho, começando por apresentar a metodologia geral, recolha geral de dados, base de dados geográfica, descrição geral dos procedimentos metodológicos e por fim uma análise exploratória em termos individuais para cada espécies deste estudo.

 Representação dos resultados finais para cada espécie, gerados após a implementação e processamento da metodologia desenvolvida e é feita uma análise e discussão dos resultados obtidos, tirando as ilações do trabalho no seu todo e tecendo algumas considerações mais relevantes em termos ecológicos, da fiabilidade científica da metodologia implementada e perspectivas de trabalhos futuros na temática da modelação geoespacial de espécies ripícolas como informação de base para apoio à tomada de decisão em projectos de requalificação ambiental.

1.4 Caracterização da Área e Espécies em Estudo

Como já foi referido anteriormente este estudo é feito para todo o território de Portugal Continental, e incidirá na rede hidrográfica, onde foram feitos vários inventários florísticos nas

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principais bacias hidrográficas no âmbito da DQA e que são o ponto de partida para este estudo. Neste sentido, este capítulo explanará uma breve caracterização de Portugal Continental ao nível da sua rede hidrográfica e biogeografia. E por outro lado, e não menos importante, será apresentada uma breve caracterização da ecologia e distribuição geográfica de cada uma das oito espécies ripícolas em estudo neste trabalho.

1.5 Localização e Caracterização da Área de Estudo

Portugal localiza-se no Sudoeste da Europa, cujo território se situa na zona ocidental da Península Ibérica, tem uma área total de 92 090 km², sendo delimitado a norte e leste por Espanha e a sul e oeste pelo oceano Atlântico (Figura 1).

Os principais rios constituintes da rede hidrográfica de Portugal continental são os rios: Minho, Lima, Douro, Tejo e Guadiana, cujas bacias hidrográficas integram, conjuntamente com o Cávado, Ave, Vouga, Mondego, Lis, Sado, Mira e Arado, 63% do território português.

A Norte do Rio Tejo, o percurso dos rios apresentam uma orientação Nordeste -Sudoeste ou Nor-Nordeste – Su-Sudoeste. O Rio Paiva e o Vouga contrariam a tendência da zona centro norte, possuindo um percurso de orientação Este – Oeste.

As características dos perfis longitudinais estão ligadas aos aspectos gerais do relevo, tendo o Tejo e o Douro um perfil muito semelhante, tal como o Guadiana e o Minho, mas menos acidentados. Ao compararmos os cursos de água de comportamento total, verificamos que o declive da parte final dos rios do Sul do Continente é menor do que o dos Rios do Alto Douro. Os vales do Alto Portugal e do Sul do País apresentam um perfil em V ou em forma de canhão, sendo as suas formas predominantes por xistos e granitos, respectivamente. Aqui, os cursos de água localizam-se, sobretudo, em áreas de fractura, modelo marcante do modelado granítico. Os rios que correm, em regiões xistosas ou que atravessam as extensões da Meseta têm cor amarelada ou acastanhada, devido às substâncias argilosas em suspensão. Ao contrário, os rios das regiões graníticas são claros ou de tom verde-escuro. No Maciço Cálcario Extremenho e no Algarve, áreas onde a rocha calcária permite a grande infiltração, os percursos de água apresentam características, como os vales secos, as gargantas apertadas e as ressurgências, típicas de áreas cársicas.

Os principais rios de Portugal Continental, geralmente, apresentam uma grande irregularidade devido às grandes variações de pluviosidade, provocando no Inverno cheias por vezes catastróficas, enquanto que no Verão, a evaporação aumenta e as chuvas são raras, o que leva, sobretudo nos rios mais a Sul do Continente ficarem reduzidos a charcos.

Esta características da rede hidrográfica são directamente influênciadas pelo clima de Portugal, que é Temperado Mediterrânico. Este clima caracteriza-se por possuir temperaturas elevadas no Verão e relativamente amenas no Inverno.

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No Verão quase não há precipitação sendo que no Inverno ela ocorre com relativa abundância, sobretudo no Norte de Portugal Continental. De facto, na região Noroeste, o clima tem uma maior influência marítima, sendo mais temperado e mais húmido, com temperaturas médias mais baixas. A precipitação em forma de neve ocorre apenas nas terras altas, com predominância nos meses de Janeiro e Fevereiro nas regiões da Beira Alta e Trás-os-Montes. A precipitação média anual ronda os 1000 mm, sendo que pode atingir os 3000 mm na região do Gerês, no Minho, e um mínimo de 300 mm na região de Barrancos (Alentejo).

Figura 1- Principais bacias hidrográficas do território de Portugal Continental (Fonte: http://geoportugal.wordpress.com/meio-natural/)

O enquadramento biogeográfico para Portugal Continental e as diversas tentativas de definição de zonas homogêneas do ponto de vista da flora e vegetação traduzidas na publicação de várias classificações das quais as mais importantes são: a Classificação Ecológica (Pina-Manique e Albuquerque, 1952), reproduzida no Atlas do Ambiente (DGA, 1998), a Classificação Fitogeográfica (Franco, 1994), também constante naquele Atlas, e, mais recentemente, a Classificação Biogeográfica (Costa et al. 1998a), divulgada com o apoio do INAG.

Na Classificação Fitogeográfica de Franco (1994) a delimitação de regiões fundamenta-se em dados florísticos, climáticos (pluviométricos e de aridez), na altitude e na natureza das formações geológicas. Na Classificação Biogeográfica, elaborada por Costa et al. (1998a), são delimitadas unidades (p. ex. região, província, sector e distrito, para mencionar apenas as mais importantes), constituindo um sistema hierárquico, com base em critérios florísticos e de vegetação, que obviamente terão relação com factores ambientais, embora, mais uma vez, sem uma base estatística. Os autores referem o enquadramento biogeográfico de algumas associações fitossociológicas da vegetação ribeirinha e aquática; no entanto, salientam a necessidade de estudos mais aprofundados.

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A base climatológica seguida foi a de Rivas-Martínez que define ombrotipos, com base no "Índice ombrotérmico" (Io), que caracterizam o clima relativamente à pluviosidade (em Portugal ocorrem os ombrotipos hiper-húmido, húmido, sub-húmido e seco) e termotipos (ou andares bioclim áticos), baseados no "Índice de termicidade compensada" (Itc) e na "Temperatura anual positiva" (Tp), que pretendem medir a intensidade do frio, factor limitante do desenvolvimento das comunidades vegetais; os andares bioclimáticos reflectem as variações altitudinais.

Em Portugal reconhecem-se, na região temperada, os andares bioclimáticos termotemperado, mesotemperado, supratemperado e orotemperado e na região mediterrânica, os andares bioclimáticos termomediterrânico, mesomediterrânico e supramediterrânico, cujos valores de Itc e Tp são apresentados no Quadro 1.

Quadro 1- Macroclimas e andares bioclimáticos presentes em Portugal (Fonte: Moreira &Duarte)

A utilização de zonas florísticas homogéneas foi abordada nos Planos Bacia Hidrográfica, nomeadamente como base potencial para a definição de ecótipos exigida pela DQA. As zonagens biogeográficas acima referidas pareceram pouco adequadas para a definição regional da distribuição das comunidades aquáticas e ribeirinhas, evidenciando, nomeadamente, uma maior complexidade e algum desfasamento da zonagem derivada exclusivamente da flora fluvial.

1.6 Caracterização das Espécies em Estudo

De seguida apresenta-se uma breve caracterização para as oito espécies ripícolas em estudo neste trabalho:



Nome da Espécie: Alnus glutinosa (Amieiro)

Família: Betulaceae

Uma das mais características árvores das galerias ribeirinhas, acompanhando sempre os cursos de água permanentes. É uma espécie de grande porte (até 30m de altura), com inúmeras aplicações para a sua madeira, casca e folhas (incluindo fins medicinais).

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10 Figura 2- Representação do mapa de distribuição do Alnus glutinosa (Fonte: Bingre et al. (2007) e da

Carta Ecológica de Portugal (Pina Manique e Albuquerque, 1982) e imagens (Fonte: Flora-On (http://www.flora-on.pt) in Guia de Utilização- Espécies Arbóreas Indígenas em Portugal Continental,

2013.

Ecologia e Distribuição:

O amieiro desenvolve-se em climas temperados a frescos, se tiver disponibilidade hídrica suficiente suporta também climas mais quentes. Cresce em solos argilosos, limo-argilosos, arenosos ou aluviais, requerendo humidade permanente. Apesar de se desenvolver em solos de pH variável, prefere os solos ácidos e neutros.

Os nódulos das suas raízes, em simbiose com bactérias, são fixadores efectivos de azoto atmosférico, possibilitando a ocupação de solos pobres. Encontra-se em margens de rios, nas bases dos vales, em bosques mistos de caducifólias, áreas inundáveis e margens húmidas, em indivíduos dispersos ou formando pequenas populações.

Área de distribuição natural: Sudoeste, Sudeste, Centro, Norte e Este da Europa, Cáucaso, Oeste e Centro da Ásia, Sibéria, Norte de África. Distribuição na região mediterrânica: Portugal, Espanha, França (incl. Córsega), Itália (incl. Sardenha e Sicília), Croácia, Bósnia Herzegovina, Montenegro, Albânia, Grécia, Turquia, Líbia, Tunísia, Argélia, Marrocos.

 Nome da Espécie: Flueggea tinctoria (Tamujo)

Família: Euphorbiaceae

Endemismo é de grande importância, uma vez que apresenta uma área geográfica de distribuição muito restrita, a Península Ibérica, sendo que em Portugal só ocorre nas bacias do Alto Douro, alto Tejo e Guadiana. A sua presença é ainda importante para a conservação e manutenção dos habitats ribeirinhos. Ocorre em comunidades arbustivas, nos leitos de cheia e margens de cursos de água de regime torrencial, em terrenos siliciosos, geralmente pedregosos. Quando dominante, as formações arbustivas que origina denominam-se tamujais.

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11 Figura 3 - Representação do mapa de distribuição da Flueggea tinctoria (Fonte: Flora-On http://www.flora-on.pt) e imagens (Fonte: Flora-On (http://www.flora-on.pt) in Guia de Utilização-

Espécies Arbóreas Indígenas em Portugal Continental, 2013.

O tamujo desenvolve-se em leitos e barrancos secos, frequentemente associado ao Nerium oleander. É uma espécie que prefere solos de reacção ácida, bem drenados.

Área de distribuição natural: Sudoeste da Europa Distribuição na região mediterrânica: Portugal, Espanha



Nome da Espécie: Frangula alnus (Sanguinho)

Família: Rhamnaceae

Pequena árvore ou, mais frequentemente, arbusto, característico das matas e bosques mais húmidos do Noroeste do Continente. Alcança os 10m, tendo a sua casca, raminhos e frutos propriedades medicinais e corantes.

Figura 4 - Representação do mapa de distribuição do Frangula alnus (Fonte: Bingre et al. (2007) e da Carta Ecológica de Portugal (Pina Manique e Albuquerque, 1982) e imagens (Fonte: Flora-On (http://www.flora-on.pt) in Guia de Utilização- Espécies Arbóreas Indígenas em Portugal Continental,

2013.

Ecologia e Distribuição

Esta espécie necessita de solos frescos e húmidos, preferindo os de reacção ácida, mas também suporta calcários. Distribui-se de forma dispersa em bosques húmidos, margens de cursos de água e barrancos húmidos em ambiente Eurosiberiano, aparecendo na região mediterrânica em zonas ripárias se as condições forem suficientemente húmidas. Em Portugal, a existência desta espécie estende-se também ao Algarve.

Área de distribuição natural: Sudoeste, Sudeste, Centro, Norte e Este de Europa, Cáucaso,

Oeste e Centro de Ásia, Sibéria, China, Norte de África.

Distribuição na região mediterrânica: Portugal, Espanha, França (incl. Córsega), Itália, Croácia, Bósnia-Herzegovina, Montenegro, Albânia, Grécia, Turquia, Tunísia, Argélia, Marrocos.

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

Nome da Espécie: Fraxinus angustifólia (Freixo)

Família: Oleaceae

Árvore de grande porte, até 25m de altura, componente da floresta ribeirinha, em localizações com o nível freático um pouco mais profundo. Muito utilizada para fins ornamentais, produz uma madeira apreciada e as folhas têm valor forrageiro.

Figura 5 - Representação do mapa de distribuição do Fraxinus angustifólia (Fonte: Bingre et al. (2007) e da Carta Ecológica de Portugal (Pina Manique e Albuquerque, 1982) e imagens (Fonte: Flora-On (http://www.flora-on.pt) in Guia de Utilização- Espécies Arbóreas Indígenas em Portugal Continental,

2013. Ecologia e Distribuição

Na região mediterrânica, o Fraxinus angustifolia desenvolve-se em bosques de ribeira, muito resistente ao frio, aceita altitudes elevadas, até 1500 metros. Espécie de bosques caducifólios, margens de cursos de água ou planícies aluviais e indiferentes ao Ph do solo.

Área de distribuição natural: Sudoeste, Sudeste, Centro e Este da Europa, Cáucaso, Oeste da Ásia, Norte de África.

Distribuição na região mediterrânica: Portugal, Espanha, França (incl. Córsega), Itália (incl. Sardenha e Sicília), Croácia, Bósnia_Herzegovina, Montenegro, Albânia, Grécia, Turquia, Tunísia, Argélia, Marrocos.

 Nome da Espécie: Nerium oleander (Cevadilha, loendro)

Família: Apocynaceae

Arbusto multicaule ou também pequena árvore até 6m, com distribuição natural nas margens de cursos de água temporários do sul. Utilização ornamental muito frequente, com variedades de flor branca a vermelha. É uma planta muito tóxica .

Figura 6 - Representação do mapa de distribuição do Nerium oleander (Fonte: Bingre et al. (2007) e da Carta Ecológica de Portugal (Pina Manique e Albuquerque, 1982) e imagens (Fonte: Flora-On (http://www.flora-on.pt) in Guia de Utilização- Espécies Arbóreas Indígenas em Portugal Continental,

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13 Ecologia e Distribuição

O loendro é uma espécie heliófila que necessita de um clima temperado, suportando bem inundações assim como períodos prolongados de seca. Na região mediterrânica encontra-se associada a cursos de água temporários e permanentes, a sua presença domina muitas vezes a paisagem.

Distribuição geral: Sudoeste e Sudeste da Europa, Oeste da Ásia, Península Arábica,

Subcontinente Indiano, China, Norte, Oeste tropical e Nordeste tropical de África.

Região mediterrânica: Portugal, Espanha (incl. Baleares), França (incl. Córsega), Itália (incl.

Sardenha e Sicília), Croácia, Albânia, Grécia (incl. Creta), Chipre, Turquia, Síria, Líbano, Israel, Líbia, Tunísia, Argélia, Marrocos.

 Nome da Espécie: Salix atrocinerea (Borrazeira-preta)

Família: Salicaceae

É o salgueiro mais expandido no nosso país, tendo uma enorme importância na proteção e conservação das margens dos cursos de água e zonas húmidas. Porte arbustivo ou (mais frequentemente) arbóreo, até 15m de altura.

Figura 7- Representação do mapa de distribuição do Salix atrocinerea (Fonte: Bingre et al. (2007) e da Carta Ecológica de Portugal (Pina Manique e Albuquerque, 1982) e imagens (Fonte: Flora-On (http://www.flora-on.pt) in Guia de Utilização- Espécies Arbóreas Indígenas em Portugal Continental,

2013.

Distribuição e Ecologia:

Os salgueiros mais comuns na região mediterrânica europeia são espécies que se encontram em zonas ripárias e áreas húmidas, em solos muito variados. Suportam bem as flutuações do nível da água pelo que tendem a manter-se de forma permanente nas margens das linhas de água; comportam-se como pioneiras devido à facilidade em propagarem-se vegetativamente e à sua capacidade de enraizamento depois de terem sido sujeitos a cheias intensas e periódicas. Com tendência a desenvolverem-se em condições mais frescas com distribuição estritamente mediterrânica. Evita os solos salinos.

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

Nome da Espécie: Salix salviifolia (Salgueiro-branco)

Família: Salicaceae

É uma árvore característica das margens dos cursos de água torrenciais, um pouco por todo o país. A subespécie australis é muito rara e tem um estatuto especial de proteção, ocorrendo apenas no sul do Continente.

Figura 8- Representação do mapa de distribuição do Salix salviifolia (Fonte: Bingre et al. (2007) e da Carta Ecológica de Portugal (Pina Manique e Albuquerque, 1982) e imagens (Fonte: Flora-On (http://www.flora-on.pt) in Guia de Utilização- Espécies Arbóreas Indígenas em Portugal Continental,

2013.

Os salgueiros mais comuns na região mediterrânica europeia são espécies que se encontram em zonas ripárias e áreas húmidas, em solos muito variados. Suportam bem as flutuações do nível da água pelo que tendem a manter-se de forma permanente nas margens das linhas de água; comportam-se como pioneiras devido à facilidade em propagarem-se vegetativamente e à sua capacidade de enraizamento depois de terem sido sujeitos a cheias intensas e periódicas.

Maior apetência por substratos ácidos. Distribuição: Península Ibérica.

 Nome da Espécie: Tamarix africana (Tamargueira)

Família: Tamaricaceae

Espécie arbustiva ou pequena árvore, até 8m de altura. Ocorre frequentemente em áreas ribeirinhas de regime fortemente torrencial ou, nas regiões litorais, nas margens de cursos de água salobra (rias, lagunas litorais e estuários) e áreas salgadas.

Figura 9- Representação do mapa de distribuição do Tamarix africana (Fonte: Bingre et al. (2007) e da Carta Ecológica de Portugal (Pina Manique e Albuquerque, 1982) e imagens (Fonte: Flora-On (http://www.flora-on.pt) in Guia de Utilização- Espécies Arbóreas Indígenas em Portugal Continental,

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15 Ecologia e Distribuição:

As tamargueiras são espécies próprias de climas áridos e semiáridos, mas que requerem humidade no solo temporariamente proveniente de água superficial ou da toalha freática. Encontram-se em ribeiras com diferentes regimes hídricos, desde cursos de água permanente até temporários, em depressões húmidas e areias nas zonas litorais, distribuindo-se os indivíduos isoladamente ou dando lugar a formações contínuas em função da disponibilidade da água. Suportam relativamente bem o frio, daí a sua distribuição ocorrer em climas mais continentais. Distribuição: região Mediterrânica Europeia.

1.7 Revisão Bibliográfica

Neste ponto será apresentada uma pesquisa bibliográfica que incidirá na modelação da distribuição geográfica de espécies recorrendo aos SIG e ao software Maxent. Neste âmbito de estudo a escolha de uma ou outra metodologia e até a integração de várias metodologias é sempre susceptivel de discusões, no sentido em que existem sempre interpretações variadas para um mesmo tipo de estudo. O presente trabalho não é excepção, contudo com esta revisão bibliográfica pretendeu-se analisar diferentes perspectivas nesta área de estudo e com isto fazer uma adaptação que viesse de encontro às questões sob investigação neste projecto.

Individualmente cada caso de estudo apresenta os passos para a modelação da distribuição de espécies e/ou também a temática do restauro florestal em geral e fluvial e particular.

A elaboração de cartas de distribuição de comunidades de espécies ribeirinhas, com destaque para a vegetação lenhosa, tem um elevado interesse, pois o reconhecimento de zonas homogéneas para este tipo de vegetação permitirá avaliar melhor as formas de que se reveste a sua degradação e fundamentar as vias correctas da sua gestão e restauro.

Segundo Aguiar et al. (1995), a região de clima mediterrânico do país apresenta, com base nas geosséries ripárias, a delimitação aproximada de zonas, mas numa escala muito pequena e de forma ainda imprecisa. Esta facto, é também um dos problemas desta investigação, na medida em que estamos a trabalhar informação à escala da rede hidrográfica nacional, e a possibilidade de termos delimitações precisas das galerias ripícolas com maior aptidão para servirem de repositório de material vegetal, constitui um limitação neste tipo de estudo, neste sentido, o que se pretende é ter informação das áreas ambientalmente homogéneas nas bacias hidrográficas principais, e depois de obtida esta indicação, esta será trabalhada a uma escala mais pequena no âmbito de projecto de requalificação ambiental. Ou seja, o desenvolvimento desta informação cartográfica de zonas de maior aptidão em termos ecológicos para as espécies em estudo, pretende ser um “barómetro” a grande escala, para servir de base a estudos localizados nas galerias ripícolas da rede hidrográfica de Portugal Continental.

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16 1.7.1 Modelação Geográfica da Distribuição de Espécies

Os métodos de identificação dos principais factores ambientais envolvidos no padrão de ocorrência e abundância das espécies bem como da sua modelação geográfica, sofreram recentemente um grande desenvolvimento associado aos avanços nos domínios da estatística espacial e do armazenamento e manipulação de dados espaciais por Sistemas de Informação Geográfica (SIG) (Haslett, 1990; Walker, 1990; Maurer, 1994; Johnston, 1998).

As aplicações dos SIG em ecologia são vastas, nomeadamente em modelos preditivos da distribuição de espécies de fauna e flora (e.g. Haslett, 1990; Walker, 1990; Pereira & Itami, 1991; Gates et al., 1994; Augustin et al., 1996; Austin et al., 1996; Janet, 1998; Lechmere- Oertel, 1999), caracterização e cartografia de habitats (e.g. Palmeirim, 1985; Aspinall & Veitch, 1993; Clark et al. 1993; Andries, et al., 1994; Ripple et al., 1997; Van Manen & Pelton, 1997; Mitchell, 1999), e em estudos mais directamente aplicados à conservação e gestão de recursos naturais (e.g. Breininger et al., 1991; Naesset, 1997; Rempel et al., 1997; Wickham et al., 1999). Mais recentemente tem-se recorrido aos SIG para modelar as consequências da mudança climática global (e.g. Iverson & Prasad, 1998; Iverson et al., 1999).

Com um modelo ambiental pretende-se relacionar uma determinada característica ou fenómeno (variável dependente ou variável resposta) com factores ambientais (variáveis independentes ou covariáveis) cuja variação no espaço é conhecida, por forma a permitir a sua extrapolação por toda a área geográfica que se pretende estudar. Os modelos podem ser dinâmicos ou estáticos consoante integrem ou não uma componente temporal.

Como seria de esperar, a integração de SIG com modelos ambientais tem emergido como uma área muito significativa do desenvolvimento dos SIG (Johnston, 1998). Podem distinguir-se três tipos principais de modelos usados em ambiente SIG: modelos cartográficos, modelos baseados em regras e modelos estatísticos (Johnston, 1998).

Os modelos cartográficos resultam da simples combinação de várias camadas de informação, recorrendo às capacidades operativas dos SIG (Berry, 1993; Johnston, 1998), com o objectivo de localizar as áreas com as propriedades ecológicas desejadas. Estes modelos têm sido frequentemente utilizados para cartografar o grau de adequação dos habitats, numa perspectiva de gestão do território. Breininger et al. (1991) usou mapas de solo e vegetação obtidas a partir de fotografias aéreas para cartografar os habitats primários e secundários do gaio da Florida. Uma das desvantagens destes modelos é que a relação entre as camadas de informação e as propriedades que se pretendem mapear tem de ser conhecida à partida, muitas vezes através da imposição regras subjectivas.

A modelação baseada em regras recorre a sistemas periciais para o estabelecimento de regras de decisão. O próprio sistema “aprende” a relação entre as camadas de informação e estabelece uma série de critérios para a modelação ambiental. Uma técnica relativamente simples para o estabelecimento de regras de decisão baseia-se em árvores de classificação (para variáveis