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Efeitos da urbanização e do clima na produtividade primária de florestas urbanas no Sul e Sudeste do Brasil

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Autor Conrado, Guilherme Taboada;
Lattes do autor http://lattes.cnpq.br/2807080384795623;
Orientador Oliveira, Juliano Morales de;
Lattes do orientador http://lattes.cnpq.br/9881056159697615;
Co-orientador Veronez, Mauricio Roberto;
Lattes do co-orientador http://lattes.cnpq.br/0157177135951013;
Instituição Universidade do Vale do Rio dos Sinos;
Sigla da instituição Unisinos;
País da instituição Brasil;
Instituto/Departamento Escola Politécnica;
Idioma pt_BR;
Título Efeitos da urbanização e do clima na produtividade primária de florestas urbanas no Sul e Sudeste do Brasil;
Resumo Cidades são sistemas sociais e ecológicos que se caracterizam pela elevada densidade de humanos, exercendo dominância na estrutura e funcionamento dos ecossistemas seminaturais e naturais. Os ecossistemas urbanos interagem significativamente com processos ecológicos regionais e globais, o que torna importante conhecer a respeito do processo de urbanização da paisagem e sua relação o ambiente. A urbanização da paisagem é o processo no qual os ecossistemas urbanos tornam-se a matriz da paisagem, passando por fases de expansão e consolidação e tem acarretado significativa degradação dos ecossistemas de suporte nas regiões e nos locais em que se inserem, afetando negativamente a eficiência dos serviços ambientais. É urgente desenvolver e aplicar modelos de urbanização conciliados com a conservação e a manutenção funcional dos ecossistemas de suporte e para tanto é importante conhecer sobre sua dinâmica e funcionamento. Neste sentido, destacam-se estudos sobre florestas urbanas que são as manchas florestais das paisagens urbanizadas, originadas de ecossistemas naturais e que prestam benefícios às populações humanas locais, promovendo diversos serviços ecossistêmicos. A produtividade primária é uma função ecossistêmica amplamente estudada em contextos de paisagens naturais e seminaturais, e recentemente também em paisagens urbanas onde é, geralmente, negativamente correlacionada. Além disso, a produtividade pode sofrer influências diretas e indiretas de características geográficas, vegetacionais e climáticas de uma determinada região. Diante desse cenário, ainda se faz necessário estudos que avaliem concomitantemente efeitos da urbanização e das mudanças climáticas na produtividade de florestas urbanas. Dessa forma, o presente estudo pretende descrever (1) os padrões de expansão e consolidação das paisagens urbanas e (2) de produtividade primária de suas florestas, em nove paisagens urbanas nessa região (duas cidades e sete conurbações) entre as décadas de 1980 e de 2010, bem como (3) testar possíveis 4 mecanismos causais da variação na produtividade dessas florestas urbanas, relacionados a fatores de urbanização, climáticos, vegetacionais e geográficos. Se as florestas urbanas da região sul e sudeste do Brasil seguirem padrões observados em outros lugares do mundo, a produtividade primária é afetada temporalmente pelo processo de urbanização e pelas variações climáticas. Através de imagens dos satélites Landsat 5 e Landsat 8, florestas de nove regiões urbanizadas dessa região foram avaliadas quanto às mudanças no uso e cobertura do solo (urbanização, vegetação e água), variações climáticas e NDVI (proxy de produtividade) desde 1980. O NDVI médio das florestas urbanas foi calculado para cada uma das décadas analisadas. Modelos de caminhos foram elaborados para determinar quais descritores geográficos, climáticos, vegetais e urbanos afetam a produtividade primária dessas florestas ao longo do tempo. Os resultados do NDVI apontaram uma redução de 35% na produtividade primária das florestas urbanas das cidades do sul e sudeste do Brasil. A partir do teste de Análise de Caminhos, se observou que a altitude (β = - 0,71) e a continentalidade (β = 0,47) influenciaram de forma indireta a produtividade através do aumento da temperatura (β = - 0,47), a urbanização (β = - 0,39), o que corrobora com estudos de diversas regiões. Se as previsões de expansão urbana, perda de vegetação e mudanças climáticas para o sul e sudeste do Brasil se confirmarem, podemos esperar que as florestas fiquem menos produtivas, pondendo sofrer com alterações profundas no ciclo de carbono, nos serviços ecossistêmicos e na própria qualidade de vida da população.;
Abstract Cities are social and ecological systems characterized by the high human demographic rate, which wields dominance on the structure and functioning of natural and semi natural ecosystems. The urban ecosystems interact substantially with regional and global ecological processes, and it is therefore important to know about the urbanization of the landscape process and its relation with the environment. The urbanization of the landscape is the process by which the urban ecosystems become the landscape matrix, going through phases of expansion and consolidation, and it has brought considerable degradation to the ecosystems of support in the regions and places it is inserted, negatively affecting the efficiency of environmental services. It is imperative to develop and apply urbanization models reconciled with the conservation and functional maintenance of the ecosystems support, and to this end, it is essential to be aware of its dynamic and functioning. In this regard, it is highlighted the studies about urban forests that are the isolated forest areas of the urbanized landscapes, originated from natural ecosystems and that are of great benefit to the local populations, fostering several ecosystem services. The primary productivity is an ecosystem function widely studied in natural and semi natural landscape contexts, and recently in urban landscapes as well where it is, usually, negatively correlated. Besides that, the productivity may further be influenced directly and indirectly by geographical, vegetational and climatic features of a particular region. With this in mind, studies that simultaneously evaluate urbanization effects and climatic changes in the productivity of urban forests are still necessary. Therefore, the present study aims at describing (1) the urban landscape expansion and consolidation patterns and (2) primary productivity of its forests, in nine urban landscapes in this region (two cities and seven metropolitan localities) between 1980 and 2010, as well as (3) testing possible causative variation mechanisms in the productivity of these urban forests, related to urbanization, climatic, vegetational and geographical factors. If the urban forests of the southern and the southeastern regions of Brazil follow the 6 observed patterns in other parts of the world, the primary productivity is temporarily affected by the urbanization process and by the climatic variations. Through the images of the Landsat 5 and Landsat 8 satellites, forests of nine urban regions of this region were monitored as to the changes in the land use and cover (urbanization, vegetation and water), climatic variations and NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) since 1980. The average NDVI of the urban forests was calculated for each one of the analyzed decades. Pathways were elaborated to determine which geographical, climatic, vegetal and urban descriptors affect the primary productivity of these forests over time. The NDVI outcomes reported a 35% reduction on the primary productivity of the urban forests in the southern and southeastern cities of Brazil. From the Path Analysis test, it was noticed that the height (β = - 0,71) and the continental area (β = 0,47) indirectly influenced the productivity through the temperature rise (β = - 0,47), the urbanization (β = - 0,39), thus confirming the studies of many regions. If the predictions for urban expansion, vegetation loss and climatic changes for southern and southeastern Brazil hold true, we can expect the forests to be less productive, and possible profound changes in the carbon cycle, in the ecosystem services and in the life quality of the population itself;
Palavras-chave Produtividade primária; NDVI; Clima; Florestas urbanas; Expansão urbana; Urbanização; Cidades; Primary productivity; Climate; Urban forests; Urban expansion; Urbanization; Cities;
Área(s) do conhecimento ACCNPQ::Ciências Biológicas::Biologia Geral;
Tipo Dissertação;
Data de defesa 2020-08-25;
Agência de fomento CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior;
Direitos de acesso openAccess;
URI http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/12669;
Programa Programa de Pós-Graduação em Biologia;


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