DCA - Teses de Doutoramento / Doctoral Thesis
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- Avaliação da suscetibilidade a movimentos de vertente na zona oeste da ilha TerceiraPublication . Miguel, Alonso Teixeira; Rodrigues, António Félix FloresTendo em conta o complexo enquadramento geodinâmico do arquipélago dos Açores, que leva a que as ilhas sejam frequentemente afetadas por uma grande diversidade de perigos naturais, de entre os quais se destacam os movimentos de vertente, o objetivo geral da presente dissertação consistiu em avaliar a suscetibilidade a movimentos de vertente na zona Oeste da ilha Terceira, como contributo para um conhecimento mais aprofundado da incidência geográfica destes fenómenos a nível local, numa ótica de gestão interdisciplinar da paisagem e de planeamento e ordenamento do território. A realização do presente trabalho implicou a criação de um inventário de movimentos de vertente histórico, constituído por 207 movimentos de vertente, identificados e cartografados sob a forma de polígonos, com base na análise monoscópica de ortofotomapas e em trabalho de campo. Os referidos movimentos de vertente correspondem a deslizamentos translacionais superficiais que, em alguns casos, evoluíram para escoadas detríticas, com profundidade máxima do plano de rotura de 3,5 m. Os movimentos de vertente cartografados, apresentam, no total, uma área planimétrica de, aproximadamente, 43.800 m2 e um volume de material instabilizado estimado de cerca de 97.300 m3, distribuídos pelas freguesias da Serreta (62,56%), Doze Ribeiras (30,14%) e Santa Bárbara (7,30%). A caracterização morfométrica dos movimentos de vertente foi efetuada através do cálculo de oito parâmetros e dois índices morfométricos, determinados em medições planimétricas (2D) e superficiais (3D). Através de uma análise comparativa, concluiu-se que a utilização dos parâmetros morfométricos tridimensionais, tendo em conta o elevado declive de grande parte da área de estudo, era mais adequada para a determinação da magnitude dos movimentos de vertente, evitando uma adulteração da frequência de eventos de diferentes magnitudes ou gamas de magnitudes. Ainda no decorrer deste processo, concluiu-se que a utilização de ferramentas automáticas para a determinação do comprimento e da largura dos movimentos de vertente, que estão na base do cálculo de outros parâmetros morfométricos, teria induzido erros graves nos resultados dessas medições no presente trabalho, pelo que os mesmos foram determinados manual e individualmente para cada movimento de vertente do inventário. Para a determinação do grau de associação entre os diferentes parâmetros e índices morfométricos, foi aplicado o coeficiente de correlação de Pearson, que permitiu concluir que, em termos gerais, todos os parâmetros apresentam elevados graus de associação positiva, revelando uma elevada interdependência entre os mesmos, com exceção do ângulo da cicatriz e dos índices de alongamento e de circularidade. [...].
- Avaliação do valor dos ecossistemas de turfeiras dos Açores, com recurso a modelação em sistemas de informação geográficaPublication . Pereira, Dinis Manuel Teixeira; Dias, Eduardo Manuel Ferreira; Elias, Rui Miguel Pires Bento da SilvaO panorama mundial tem-se debatido com os problemas inerentes às alterações climáticas, bem como os decorrentes das alterações aos usos do solo, propondo soluções que passam, em grande parte, pelo recurso a sistemas florestais. Recentemente tem-se assistido ao dealbar de vozes que reclamam as zonas húmidas como uma solução mais promissora, assistindo-se a um avanço do conhecimento caracterizador dos diferentes impactos ambientais resultantes das acções antrópicas. As turfeiras são zonas húmidas particulares, nas quais se têm centrado grandes esforços de obtenção de conhecimento, revelando-se como ecossistemas prioritários a inserir nas preocupações de entidades internacionais, tais como a FAO, ou a Comissão Europeia (e. g.: European Comission 2013; Borges et al. 2010; Joosten et al. 2012; McInnes 2007; Wood & Halsema 2008). No caso específico de Portugal as turfeiras não assumiram ainda um papel de destaque, encontrando-se uma grande área de turfeiras, perturbadas e/ou em bom estado de conservação no arquipélago dos Açores e só recentemente surgiu no debate científico como área relevante (Mendes 2009, 2010, 2013) e no plano político como área de investimento prioritário para recuperação ecológica (Decreto Legislativo Regional n.º 15/2010/A). Estas, na Região açoriana, ocupam cerca de 40% da superfície das áreas protegidas, sendo esta emergente relevância reconhecida pelas funções que as mesmas desempenham como elementos estruturadores da paisagem, na capacidade das ilhas para serem ecologicamente equilibradas, como sistema tamponizante/retentor de eventos climáticos, atuando como regularizadores do mesmo nas partes mais altas das ilhas e, consequentemente, das linhas de água a jusante. São um sistema retentor de metano e sequestrador de carbono; promotores de biodiversidade zonal e azonal (Dias et al. 2004); são ainda promotores da estabilidade física das zonas mais altas das ilhas, limitando a possibilidade de derrocadas e deslizamentos. São ecossistemas produtivos, que, nos Açores sofrem pressões antrópicas, as quais limitam as funções ecológicas desempenhadas pelos mesmos. Existem trabalhos caracterizadores das turfeiras nos Açores, porém o desconhecimento ainda é considerável, pelo que se torna premente desenvolver um estudo que quantifique os impactos que as mesmas têm na regulação do ciclo hídrico e no processo de crescimento e acumulativo de turfa (com as consequências inerentes), bem como da distribuição potencial no território açoriano. Pretende-se assim colmatar esta falta de conhecimento, estimando estes impactos, recorrendo a técnicas de modelação tridimensional em Sistemas de Informação Geográfica (SIG), com recurso a dados cartográficos, modelação da distribuição potencial de diversos tipos de turfeiras, secções transversais das mesmas, medições de matéria orgânica, uso de radares de penetração no solo e dados da quantidade de água retida pelas turfeiras, bem como uma avaliação do seu potencial futuro sob diferentes modelos de gestão.
- Biodiversity conservation in Island protected areas : the case of plant-insect pollinating networksPublication . Picanço, Ana Luísa Coderniz; Borges, Paulo Alexandre Vieira; Rigal, FrançoisAs preocupações relativamente ao funcionamento dos ecossistemas surgiram com o declínio mundial da biodiversidade. Esta relação é particularmente evidente para os insectos polinizadores responsáveis por um importante serviço de ecossistema: a polinização das plantas, essencial para a manutenção da diversidade biológica das plantas e produção de alimentos. Porém, actualmente as comunidades de polinizadores encontram-se ameaçadas por todo o planeta, principalmente devido às alterações do uso do solo, considerado um dos factores contemporâneos mais importantes pela perda da biodiversidade. As alterações do uso do solo revelam ser mais proeminentes em ilhas oceânicas isoladas que foram desproporcionalmente afectadas pelas perturbações antropogénicas nos últimos séculos. Como tal, é urgente identificar devidamente as vias responsáveis pela mudança das comunidades de insectos polinizadores e subsequente estrutura das redes plantas – insectos polinizadores de modo a planear adequadamente a sua conservação, restauro e para a preservação dos serviços de ecossistemas que podem suprir os humanos. Nesta tese foi investigado o impacto das alterações dos usos do solo: (i) na estrutura da comunidade dos insectos polinizadores (capítulo 2), (ii) nas redes da interacção planta-insecto (capítulo 3), (iii) nos serviços de polinização tendo em conta o seu valor económico (capítulo 4), (iv) e foram propostas áreas prioritárias para a conservação dos insectos polinizadores (capítulo 5). Os insectos polinizadores foram amostrados durante dois anos através de um protocolo de amostragem padronizado em 50 transectos, em cinco tipos de habitat diferentes correspondendo a um gradiente do uso do solo na ilha Terceira (Açores). Os resultados revelam que as comunidades de insectos polinizadores estudadas são constituídas maioritariamente por espécies indígenas (sendo a maioria espécies nativas não endémicas) com prevalência por espécies de abundância intermédia. As comunidades de insectos polinizadores são também muito simplificadas ao longo de todo o gradiente com poucas diferenças entre os habitats, excepto entre a floresta nativa e as pastagens intensivas. Na ausência de fortes competidores exóticos, os insectos polinizadores indígenos expandem e ocupam novos habitats antropogénicos, facilitando assim a expansão de um vasto número de espécies de plantas exóticas. Notavelmente, não só as áreas de vegetação pristina, mas também as áreas agrícolas e de pomares possuem valores elevados de serviços de polinização, apesar de ambos os usos do solo possuírem níveis de perturbação opostos. Quanto às estruturas de rede planta-insecto, estas são basicamente redes pequenas e muito simplificadas, aninhadas e de modularidade não significativa. A natureza generalista e abundância relativa individual dos insectos polinizadores foi considerada como uma das principais causas para a estrutura da rede, o que seria de esperar de uma ilha oceânica recente e pequena. Inclusivé, ao agregar as redes dos habitats numa só matriz, foi verificado que não existe modularidade, sugerindo que as diferenças entre habitats não são suficientes para formar subgrupos interligados, evidenciando assim que a moderna paisagem da ilha Açoreana é uniforme ou homogénea em relação às espécies polinizadoras. Relativamente à valoração económica das comunidades de insectos polinizadores, os insectos contribuem com um total de 36,2% da média anual total do rendimento agrícola das colheitas dependentes dos polinizadores, o que enfatiza a importância dos insectos polinizadores para a produção agrícola. Por fim, a complementar estes resultados, a avaliação dos diferentes usos do solo para a conservação, permitiu verificar que para além das áreas protegidas e bem preservadas de floresta nativa da Terceira, outros usos do solo, como as áreas de vegetação naturalizada, florestas exóticas e pastagens semi-naturais poderão servir como um continuum para a rede de áreas protegidas. Este resultado tem implicações consideráveis para a conservação dos insectos polinizadores da ilha Terceira, implicando a necessidade de uma gestão mais sustentável das práticas humanas nos ecossistemas agrícolas.
- Climatic patterns and physical controls of chlorophyll-a in the Northeast AtlanticPublication . Valente, André dos Santos Franca Gaspar; Juliano, Maria Manuela Fraga; Azevedo, Eduardo Manuel Vieira de BritoChlorophyll-a concentration is one of the most commonly used indicators of phytoplankton biomass, the basis of the marine food chain. Patterns of chlorophyll-a can be driven by many environmental factors, such has meteorological and oceanographic processes that regulate the available light and nutrients for phytoplankton growth. The identification of physical mechanisms responsible for observed chlorophyll-a patterns is key to predict and understand the effect of climate on phytoplankton. Satellite data, with their unprecedented spatial and temporal coverage, provides an unique source of observations to elucidate on these physical-biological interactions. This study describes the distribution and variability of chlorophyll-a in the Northeast Atlantic using satellite images of ocean colour and identifies underlying physical mechanisms using complementary satellite, in-situ and model data. Long-term changes in oceanographic properties were firstly analyzed for a better understanding of chorophyll-a variability. Simultaneous reductions in the southward flow and increases in temperature in the upper ocean (0-500 m) were observed in the eastern basin. These results support the hypothesis that the colder and fresher waters of the early 1990's were replaced by warmer and more saline waters after 2000, as a result, at least partially, of stronger subtropical inflows. Positive (and weak negative) wind stress curl was related to the reduction of southward flow providing a link between large-scale changes in atmospheric patterns and the observed warming. After the severe winter of 2009/2010, surface temperature (0-300 m) dropped to the values of 1998-2000, possibly due to an exceptional deep winter mixing. Regarding the distribution of satellite-derived chlorophyll concentration (SCHL), it was found that the climatological annual pattern was remarkably similar to the nutrient pattern resulting from the combination of the subsurface nutrient field and the mixed layer depth (MLD) field. This suggests that the supply of nutrients during winter has a control over annual SCHL in the region and that this nutrient supply is regulated not only by the depth of winter mixing, but also by the subsurface nutrient field, which in turn is related to ocean circulation and lower in subtropical waters. The seasonal variability of SCHL was different in each group of Azores islands. During winter, a gradual increase of SCHL related to shallower MLD (< 150 m) was typically observed in the Central and Eastern Groups, while a decrease of SCHL related to deeper MLD (> 200 m) was observed in the Western Group. In spring, stronger late blooms were observed in the Western Group, possibly associated with the deep mixing. In the Eastern Group weaker spring blooms could be attributed to lower winter nutrient supply as a result of shallower MLD, but also to a reduced subsurface nutrient content due to its proximity to the Azores Front. The timing of the seasonal SCHL increase in autumn followed heat losses from the ocean, which indicates surface cooling and the start of convective mixing. Inversely, the timing of SCHL increases in winter and spring occurred during oceanic heat gain, which indicates surface warming and reductions in turbulence. Regarding interannual variability of spring bloom magnitude, a decreasing trend was observed between 1998 and 2009 in the eastern basin. Although west of Azores, stronger winter mixing was related to increased spring bloom magnitude, to the east there was no clear relation. One possible explanation is that subtropical inflows after 2000, changed the subsurface nutrient content in the eastern basin during the period of SCHL observation and caused different biological responses to winter mixing. Finally, SCHL around the islands was slightly higher than surrounding areas, which provides evidence that the Azores islands produce an island-mass effect throughout the year. This study provides observational evidence of the effect of vertical mixing and horizontal transport on the patterns of chlorophyll-a in the Northeast Atlantic. These results illustrate direct routes between climate and the basis of the marine food chain, contributing to the understanding of the transition region between the subtropical and subpolar biomes, and the physical-biological coupling in the ocean.
- Isolation and characterization of bioactive compounds produced by lactic acid bacteriaPublication . Ribeiro, Susana Isabel Chaves; Silva, Célia Costa Gomes; Stanton, Catherine; Ross, R. PaulA caracterização de queijos tradicionais, em especial os de denominação de origem protegida, é extremamente importante, não só para a obtenção do produto final desejável, mas também de um ponto de vista económico e até ecológico. Estes queijos fabricados com leite cru são uma fonte crucial de bactérias do ácido láctico (BAL) geneticamente diversificada, que podem apresentar características promotoras de saúde e tecnológicas relevantes. Desta forma, 114 BAL isoladas de um queijo tradicional Açoriano (queijo do Pico) foram avaliadas pelo seu potencial em produzir compostos bioativos que podem ser benéficos para a saúde e para a segurança do produto final. As características tecnológicas destes isolados foram igualmente estudadas, tendo em mente o desenvolvimento de produtos funcionais com aplicações industriais. Os isolados de BAL foram primeiramente analisados pela sua capacidade de produzir substâncias antimicrobianas, bacteriocinas, contra várias bactérias patogénicas. […]. Em conclusão, o presente trabalho demonstrou o potencial de algumas estirpes de BAL isoladas do queijo do Pico, em produzir compostos bioactivos com relevância para serem utilizados no desenvolvimento de produtos alimentares funcionais.
- Mudanças climáticas nas regiões insularesPublication . Tomé, Ricardo (Filipe Domingos); Miranda, Pedro Manuel Alberto; Azevedo, Eduardo Manuel Vieira de BritoResultados de uma nova geração de modelos climáticos, forçados pelos cenários RCP8.5 e RCP4.5 de concentrações atmosféricas de gases de estufa e aerossol, estabelecidos pelo IPCC para o seu quinto relatório ainda em preparação, são utilizados para caracterizar o clima nas ilhas dos Açores e da Madeira e a sua resposta ao aquecimento global em curso. A metodologia aqui desenvolvida recorre ao novo modelo global EC-Earth, a dados da reanálise ERA-Interim e a resultados de um extenso conjunto de simulações com o modelo de investigação WRF, utilizando, pela primeira vez, uma metodologia dinâmica para a regionalização de campos globais para resoluções suficientemente finas, nas quais se representa explicitamente uma parte do efeito das ilhas e da sua complexidade topográfica. Os resultados aqui analisados sugerem aumentos da temperatura média superiores a 1 ᵒC a meio do século XXI nos Açores e da Madeira, atingindo valores superiores a 2,5 ᵒC no final do século, acompanhados por uma redução da precipitação anual da ordem dos 10% nos Açores mas que poderá atingir os 30% na Madeira. Estas alterações são suficientemente grandes para justificar impactos muito alargados sobre os ecossistemas insulares e sobre a população humana. Os resultados apresentados mostram a vantagem de utilização da metodologia proposta, em especial para uma representação adequada do regime de precipitação em ilhas de topografia complexa, sugerindo mesmo a necessidade de resoluções mais elevadas em trabalhos futuros.
- Valorização económica da água na ilha TerceiraPublication . Lourenço, Gisele Evangelho Toste; Silva, Emiliana Leonilde Diniz Gil SoaresO desconhecimento do valor económico da água terá conduzido ao seu desperdício e a danos ambientais decorrentes do seu uso. A gestão da água, como bem económico, é uma forma de atingir a eficiência no seu uso e promover a sua conservação. A escassez da água leva à necessidade de se estimar um valor real para o seu custo. É neste contexto que surge o presente estudo no âmbito da Dissertação do Doutoramento em Ciências Agrárias, ministrado na Universidade dos Açores, que tem por título: Valoração Económica da Água na Ilha Terceira. Pretende-se estimar, teoricamente, o valor económico da água, recorrendo a um dos métodos de valoração ambiental, mais propriamente o método de avaliação contingente, bem como estimar os fatores que condicionam esta decisão. […]. Os resultados obtidos nesta investigação têm como finalidade servir de base para a tomada de decisão, em investimentos na área de gestão dos recursos hídricos, como definir diretrizes nas políticas de recursos hídricos, sendo também um contributo para futuros estudos referentes à valorização económica da água noutras regiões do Arquipélago dos Açores. Este estudo também servirá para aprofundar o conhecimento técnico e científico sobre os recursos hídricos.
- Whole Azorean arthropod diversity : understanding the trophic relations and functional diversity at a plot scalePublication . Nunes, Rui Miguel Ricardo; Borges, Paulo Alexandre Vieira; Cardoso, Pedro Miguel; Soares, António Onofre Costa MirandaOs ecossistemas insulares albergam uma diversidade faunística e florística únicas e muito elevada proporcionalmente quando comparada com zonas continentais. No entanto, é também nas ilhas onde se encontram alguns dos habitats e espécies mais vulneráveis do planeta. Estas comunidades insulares são em muitos casos extremamente vulneráveis a perturbações antropogénicas e à destruição dos habitats, bem como à introdução de espécies exóticas. A maioria da biodiversidade insular terrestre é composta por artrópodes, mas existem ainda diversas lacunas no conhecimento sobre os processos que estruturam essas comunidades. Assim, de modo a poder preservar o que ainda resta destes biotas insulares únicos, o nosso conhecimento acerca destas espécies, das comunidades e dos habitats, bem como dos processos de recuperação após perturbações têm que ser expandidos e novas alternativas para a conservação devem também ser avaliadas. Tomando partido das características únicas da amostragem por fumigação com insecticida das copas, esta tese propõe-se a investigar pela primeira vez nos Açores o impacto da defaunação e a recuperação das comunidades de artrópodes das copas. Entre 2014 e 2015 foram amostradas através de fumigação térmica com insecticidas um total de 24 árvores nativas das espécies Juniperus brevifolia, Ilex perado subs azorica e Laurus azorica, num fragmento de floresta nativa da Terceira. Em 2014 foram amostradas 16, das quais 15 voltaram a ser amostradas em 2015, em conjunto com outras oito árvores, fumigadas pela primeira vez, como controlo. Entre 2015 e 2016 o mesmo protocolo de amostragem foi aplicado a cinco exemplares de Cedro do mato (Juniperus brevifolia), isolado numa pastagem semi-natural. Três arvores foram fumigadas pela primeira vez em 2015, tendo voltado a ser amostradas em 2016, em conjunto com mais duas árvores controlo. No que diz respeito à defaunação e processos de recuperação das comunidades, alterações a nível da diversidade taxonómica (DT) e funcional (DF) foram investigadas para as comunidades iniciais, para as comunidades das árvores controlo e para as comunidades das árvores recolonizadas (as árvores fumigadas pela segunda vez, no ano seguinte). Foram também criados modelos nulos, de forma a tentar perceber como estas comunidades diferem de comunidades estabelecidas ao acaso. Os principais objectivos desta tese são então: 1) tomar partido das características da técnica de fumigação das copas para fazer um estudo quantitativo e qualitativo exaustivo das comunidades de artrópodes presentes nas copas de três espécies de árvores nativas dos Açores (Juniperus brevifolia, Ilex perado subs azorica, Laurus azorica); 2) estudar os processos de recuperação destas comunidades após a defaunação das copas; 3) estudar as comunidades de artrópodes presentes nas copas de árvores nativas isoladas em pastagens, e simultaneamente avaliar o papel/potencial destas árvores como repositórios de espécies indígenas de artrópodes e como elemento de interligação entre os fragmentos existentes de floresta nativa. [...].