Afforestation in portuguese drylands: is the wild rabbit a good sucess indicator?

Tese de mestrado em Ecologia e Gestão Ambiental, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, em 2018As drylands são ecossistemas que ocupam aproximadamente metade da superfície terrestre, sendo caracterizadas por elevados índices de aridez e taxas de precipitação extremamente reduzidas. As dry-lands incluem áreas que estão sob influência dos climas árido, semiárido e seco sub-húmido, sendo altamente susceptíveis à desertificação e degradação das terras devido aos elevados índices de aridez e considerável ocupação e pressão humana. Uma considerável proporção de drylands pode ser encontrada nos ecossistemas mediterrânicos, particularmente na bacia do Mediterrâneo. Nos últimos anos, estes ecossistemas têm sofrido uma expansão significativa do clima semiárido em resultado das alterações climáticas. Esta situação tem-se tornado particularmente relevante e preocupante na Península Ibérica, nomeadamente no sudeste de Portugal continental, nas regiões do Alentejo e Algarve, que têm sofrido uma expansão dos climas semiárido e seco sub-húmido. A elevada susceptibilidade destas regiões à desertificação e degradação será agravada num cenário atual de alterações climáticas que prevê um aumento generalizado dos índices de aridez, das temperaturas, da ocorrência e intensidade de fenómenos extremos e decréscimo acentuado da precipitação. Essa susceptibilidade acrescida conduzirá certamente a uma redução significativa da produtividade biológica e económica dos ecossistemas, apelando à tomada de estratégias de adaptação no sentido de mitigar os efeitos das alterações climáticas, através da promoção da resiliência dos ecossistemas e minimização das suas vulnerabilidades aos efeitos climáticos adversos. A floresta contribuirá nesse sentido ao desempenhar um importante papel no sequestro de carbono, regulação climática, promoção e conservação da biodiversidade, complexidade do habitat, solo e água, auxiliando na minimização dos efeitos climáticos adversos, na prevenção da desertificação e degradação e no aumento da resiliência dos ecossistemas a eventos extremos, de modo que estes possam continuar a produzir bens e serviços com importância económica, ambiental e social. Deste modo, a reflorestação com espécies autóctones, como sejam a azinheira (Quercus ilex), o sobreiro (Quercus suber) e o pinheiro-manso (Pinus pinea), é um importante método de restauro ecológico de ecossistemas degradados que tem sido praticado no sudeste semiárido português, em regiões não-produtivas ou agrícolas abandonadas, no decurso dos últimos 40 a 60 anos. As espécies autóctones são ideais neste contexto dada a sua excepcional resiliência e capacidade de adaptação a climas áridos, conseguindo atenuar efeitos climáticos adversos. Apesar disso, reflorestações com espécies nativas em regiões semiáridas estão geralmente associadas a reduzidas probabilidades de sucesso, dado o reduzido crescimento das árvores e elevada mortalidade das plântulas nos primeiros anos de vida, sob condições de secura extrema e escassez hídrica. Em Portugal, existem diversas lacunas no que concerne a avaliação das características, do estado atual e até do sucesso das reflorestações realizadas no semiárido, não tendo ocorrido ainda uma avaliação integrada e sistemática das mesmas. As poucas avaliações que são realizadas restringem-se frequentemente ao estudo da estrutura, crescimento e funcionamento das comunidades vegetais, sendo pouco usual o recurso a indicadores animais para tal avaliação. O presente trabalho teve assim por objetivo determinar se o coelho-bravo (Oryctolagus cuniculus - Linnaeus, 1758) é um bom indicador do sucesso de reflorestações realizadas no semiárido histórico português no decurso das últimas décadas. O coelho-bravo é uma espécie-chave nos ecossistemas mediterrânicos, especialmente na Península Ibérica, devido à multiplicidade de papéis e efeitos relevantes que desempenha a nível da estrutura, funcionamento, dinâmica e complexidade nesses habitats. Eles são importantes engenheiros de ecossistemas e desempenham um papel preponderante enquanto modeladores da paisagem, dada a sua influência e efeitos significativos a nível da composição e estrutura da vegetação e capacidade incrível de produzir alterações relevantes na paisagem. Além disto, estão na base das cadeias tróficas mediterrânicas, constituindo a presa principal de um alargado leque de predadores de topo, sendo que alguns são espécies emblemáticas ameaçadas (lince-ibérico, águia-imperial-ibérica e abutre-preto), sendo importantes a nível da dinâmica das cadeias alimentares pela influência que têm nas flutuações nas populações de predadores. Além disso, as paisagens heterogéneas mediterrânicas compostas por mosaicos de áreas florestadas de azinheira e sobreiro intercaladas com patches de arbustos e regiões abertas (áreas agrícolas, prados e pastagens) constituem os habitats ideais para o coelho, uma vez que lhe permitem optimizar o esforço da procura de alimento (em regiões abertas ricas em plantas herbáceas e cereais) e minimizar o risco de predação (nas regiões fechadas, como as florestais e com arbustos para proteção). Deste modo, e dada a estrita relação entre a presença e abundância do coelho-bravo e a estrutura e complexidade do habitat, o coelho-bravo reúne todas as características favoráveis para ser um bom indicador ecológico. Neste trabalho, a abundância relativa de coelho-bravo foi estimada num total de vinte e três reflorestações de Quercus suber, Quercus ilex e Pinus pinea localizadas no semiárido histórico português, nas regiões do Alentejo e Algarve, ao longo de um gradiente de aridez. A abundância relativa do coelho foi estimada através da contagem de latrinas ao longo de transetos lineares, tendo sido posteriormente usado o número total de latrinas detectadas e a distância total percorrida para calcular o Índice Quilométrico de Abundância (IQA) para cada ponto de amostragem. Foi posteriormente avaliada a relação entre a abundância relativa de coelho-bravo e parâmetros ambientais representativos da estrutura e complexidade do habitat das reflorestações (dados resultantes da caracterização da vegetação, solo e clima realizados pela equipa de investigação do Projeto Nacional AdaptforChange, que avaliou o sucesso de reflorestações realizadas no semiárido histórico português). Tais relações foram avaliadas no sentido de determinar se o coelho-bravo desempenha papéis relevantes nos ecossistemas associados às reflorestações, logo se pode ser classificado como um bom indicador do sucesso de reflorestações em regiões semiáridas portuguesas. Foram realizadas correlações de Spearman para identificar possíveis relações entre as variáveis associadas ao coelho-bravo e as variáveis ambientais associadas às reflorestações, bem como Análises de Variância (ANOVA) para testar os efeitos entre determinados parâmetros ambientais, como sejam o tipo dominante de reflorestação, a presença de Pinus pinea, a distribuição espacial dos arbustos e o tipo de solo dominante, e o conjunto de variáveis relativas ao coelho-bravo. Para além disso, foram realizados buffers com um raio de 250 metros para cada um dos pontos de amostragem, tendo sido posteriormente elaborada uma cartografia ao nível da ocupação e usos do solo, essencialmente focada nos tipos de coberto vegetal (plantações dominadas por Quercus ou por Pinus; montados; prados e pastagens; matos), presença de água (massas de água) e indícios de presença e ocupação humana (habitações e pomares; infra-estruturas; ruínas e poços abandonados; estradas alcatroadas), para os buffers previamente obtidos. A cartografia foi elaborada com o intuito de realizar uma análise da diversidade de usos do solo, e assim perceber como a composição e estrutura da paisagem influenciam a presença e abundância de coelho-bravo na área de estudo. Foram realizadas correlações de Spearman para determinar as relações entre as variáveis relativas ao coelho-bravo e as variáveis de habitat (áreas e percentagens de ocupação de cada classe de uso do solo). Apesar da área de estudo apresentar uma paisagem heterogénea composta por mosaicos de diferentes habitats sendo as plantações o uso do solo dominante, e de se terem verificado algumas relações significativas entre a abundância de coelho e variáveis de habitat, a verdade é que não se verificou nenhuma relação significativa com as plantações. A ausência de associação significativa entre a abundância relativa de coelho-bravo, as variáveis ambientais associadas à estrutura e complexidade das reflorestações e as áreas das plantações determina que, infelizmente, o coelho-bravo não é efetivamente um bom indicador do sucesso de reflorestações nas drylands do sudeste de Portugal continental. Apesar do coelho-bravo reunir todos os requisitos necessários para ser um bom indicador ecológico, a verdade é que ele acaba por não o ser na Península Ibérica, especialmente em Portugal, dada a sua atual distribuição desigual e as suas densidades extremamente variáveis e altamente fragmentadas ao longo do território de Portugal e Espanha. Esta situação é o resultado infeliz de um declínio massivo nas populações desta espécie no decurso das últimas décadas, principalmente devido à perda e fragmentação do seu habitat, da emergência de doenças virais (Mixomatose e Doença Hemorrágica Viral), e mortalidade por interferência humana, particularmente devido à caça. Desta forma, o número reduzido de efetivos nas populações impede que o coelho seja um bom indicador, e os resultados deste trabalho infelizmente corroboram esta constatação. Dada a situação delicada do coelho-bravo na Península Ibérica, o seu estatuto de espécie-chave multifuncional nos ecossistemas mediterrânicos apela à tomada urgente de medidas destinadas à gestão e recuperação das suas populações, com vista ao restabelecimento do seu papel fundamental como indicador ecológico num futuro próximo.Dryland ecosystems are characterized by high aridity levels and extremely low precipitation rates, being highly vulnerable to desertification and land degradation (DLD) due to these high aridity levels and considerable human pressure. Such vulnerability is expected to increase under a climate change scenario predicting a general increase in aridity, temperatures, frequency of extreme events and an accentuated decrease of precipitation. A significant proportion of drylands can be found within Mediterranean ecosystems, which have been experiencing a marked expansion of semi-arid climate in recent years due to climate change. This is becoming particularly alarming in the Iberian Peninsula, mainly in the southern Portuguese regions of Alentejo and Algarve. Drylands’ DLD susceptibility will lead to a significant decrease in ecosystems’ productivity, calling for the implementation of adaptation strategies. Reforestation with holm-oak (Quercus ilex), cork-oak (Quercus suber) and stone-pine (Pinus pinea) native species is a restoration practice that has been widely used in southern Portuguese drylands for the last sixty years. However, there are several lacunae concerning the evaluation of reforestation’s characteristics and success, which have not yet been properly evaluated, while it is also quite unusual to have recourse to animal indicators to perform such evaluation. The present work aims to understand whether the European wild rabbit (Oryctolagus cuniculus - Linnaeus, 1758) is a good indicator of the success of historical reforestations in southern Portuguese drylands. The wild rabbit is a multifunctional keystone species in Mediterranean ecosystems, especially in the Iberian Peninsula, due to the multiplicity of relevant roles and impacts it has in habitat’s structure and complexity as ecosystem engineers and “landscape shapers”, and as a main prey for a wide range of major predators, many of which are emblematic endangered species. Therefore, the wild rabbit exhibits several favorable conditions for being a good ecological indicator. In this work, the wild rabbit’s relative abundance was estimated within holm-oak, cork-oak and stone-pine reforestation sites along an aridity gradient through southern regions of continental Portugal through latrine counting along foot-transects, using the number of latrines to calculate wild rabbits’ Kilometric Abundance Index (KAI) for each sampling site. The relation between wild rabbits’ relative abundance and environmental parameters representative of habitat’s structure and complexity within reforestations (vegetation, soil and climate characterization performed by the AdaptforChange Project’s research team, which examined the success of such reforestations) was evaluated, to determine whether the wild rabbit performs relevant roles in reforestations’ ecosystems, thus having the potential to be a good indicator of the success of Portuguese dryland reforestations. Spearman correlations were performed to identify possible relations between wild rabbit and reforestation variables, as well as ANOVA analysis to test the effects between environmental parameters and rabbit variables. Furthermore, buffers and land use cartography were carried out for each sampling site to understand how the composition and structure of the landscape may influence the presence and abundance of the wild rabbit in the study area. Spearman correlations were carried out between rabbit variables and habitat/landscape variables (areas and percentages of occupation of each land-use class). The lack of association between rabbits’ abundance, environmental parameters associated with reforestations and plantation areas determines that, unfortunately, the wild rabbit is indeed not a good indicator of the success of reforestations in southern Portuguese drylands. The wild rabbit’s current distribution and density situation in the Iberian Peninsula prevents the species from acting as a good ecological indicator, which is reinforced and confirmed by our results. Therefore, management and recovery measures should be taken so that the species can regain a fundamental role as an ecological indicator