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Meu doutorado: como a estrutura das florestas influencia os artrópodes nos Açores

Estudo como as mudanças na estrutura das florestas dos Açores modificam a distribuição dos artrópodes, do solo ao dossel, conectando biodiversidade, microclima e complexidade do habitat.


Combinando monitoramento de longo prazo, levantamentos de campo, sensoriamento remoto e modelagem preditiva, meu doutorado visa entender melhor e antecipar os efeitos das transformações florestais sobre a biodiversidade insular.

As florestas são ecossistemas complexos, essenciais para a manutenção da biodiversidade e para o funcionamento do clima.

No entanto, quando são transformadas por invasões biológicas, as mudanças no uso da terra ou as modificações da paisagem, sua estrutura também muda, e com ela as condições de vida das espécies que as habitam.


No âmbito do meu doutorado, estudo como essas transformações influenciam a distribuição dos artrópodes nas florestas da ilha Terceira, nos Açores.

Meu trabalho busca conectar a estrutura das florestas, o microclima, a estratificação vertical e a organização das comunidades para entender melhor o futuro da biodiversidade nas paisagens insulares.

Quem sou eu?

Doutorando em ecologia na Universidade dos Açores

Sou doutorando na Universidade dos Açores, no âmbito da Faculdade de Ciências e Tecnologia.

Meu trabalho é supervisionado pelo Prof. Paulo A.V. Borges(Universidade dos Açores, CE3C - IBBC) e pelo Dr. João Pinelo (AirCentre).


Minhas pesquisas se situam na interface entre ecologia florestal, biogeografia insular, entomologia, microclima, sensoriamento remoto e modelagem preditiva. Através dessa abordagem interdisciplinar, busco entender melhor como as mudanças na estrutura dos habitats florestais afetam a biodiversidade, especialmente a dos artrópodes, nos ecossistemas insulares dos Açores.


Meu tema de tese

Por que as florestas são essenciais

As florestas não são apenas conjuntos de árvores: são sistemas vivos que abrigam uma parte significativa da biodiversidade terrestre, armazenam carbono, regulam o ciclo da água e ajudam a mitigar os efeitos das mudanças climáticas. Sua importância ecológica é considerável, mas nem todas as florestas funcionam da mesma maneira.


O que as distingue, além de sua composição florística, é também sua estrutura: a altura da vegetação, a densidade da cobertura, a presença de várias camadas e a diversidade de micro-habitats. Essa organização influencia diretamente as condições ambientais dentro da floresta, e, portanto, as espécies que podem se manter ali.




A estrutura do habitat como fio condutor

No coração da minha tese está uma ideia simples: a estrutura de uma floresta condiciona a biodiversidade que ela abriga. Uma floresta complexa frequentemente oferece mais refúgios, recursos e condições microclimáticas variadas. Em contrapartida, uma floresta simplificada ou transformada pode se tornar mais homogênea e menos favorável a certas espécies.


Essa questão é particularmente importante em pequena escala. Para muitos organismos, e especialmente para os artrópodes, as diferenças de temperatura, umidade, luz ou vegetação entre o solo, o sub-bosque e a copa das árvores podem influenciar profundamente a maneira como eles se distribuem no espaço.




Por que os artrópodes?

Os artrópodes são excelentes modelos para estudar os efeitos das mudanças ambientais. Eles são muito diversificados, presentes em quase todos os compartimentos da floresta e reagem rapidamente às modificações de seu habitat.


Eles também desempenham papéis ecológicos fundamentais: decomposição da matéria orgânica, polinização, predação, reciclagem de nutrientes e estruturação das redes tróficas. Estudar sua distribuição permite, portanto, compreender melhor tanto o estado da biodiversidade florestal quanto o funcionamento dos ecossistemas.




Os Açores como laboratório natural

As ilhas constituem laboratórios naturais particularmente valiosos para a ecologia. O seu isolamento, a sua alta taxa de endemismo e a sua vulnerabilidade a perturbações tornam-nas sistemas ideais para estudar as respostas da biodiversidade às mudanças de habitat.


Nos Açores, e mais precisamente na ilha de Terceira, as florestas indígenas subsistem hoje sob a forma de fragmentos, inseridos em paisagens amplamente transformadas. Encontramos um forte contraste entre as florestas nativas de altitude e as florestas secundárias exóticas, frequentemente dominadas porPittosporum undulatum.

Esse contraste oferece uma oportunidade única de estudar como a história do uso da terra, as invasões biológicas e as mudanças na estrutura florestal influenciam as comunidades de artrópodes.




O objetivo geral da minha tese

O objetivo do meu doutorado é entender como as mudanças na estrutura das florestas influenciam a distribuição, a estratificação vertical e a organização ecológica das comunidades de artrópodes nas florestas açorianas.


Para isso, adoto uma abordagem integrada que conecta várias dimensões complementares: a estrutura física das florestas, o microclima, a distribuição das espécies, a composição das comunidades e as associações ecológicas entre organismos e habitats. Essa abordagem permite ir além de uma simples comparação entre ambientes e explorar os mecanismos que ligam a transformação dos habitats e as respostas da biodiversidade.




Do solo à copa: uma floresta em três dimensões

Um aspecto central do meu trabalho é a consideração da dimensão vertical das florestas.

Uma floresta não é um espaço uniforme: as condições mudam fortemente entre o solo, o sub-bosque, os arbustos e as partes mais altas da vegetação. Essa organização vertical desempenha um papel importante na distribuição dos artrópodes.


Minha tese busca, portanto, entender como as espécies se distribuem entre essas diferentes camadas e como essa estratificação varia entre florestas nativas e florestas exóticas. Isso permite avaliar em que medida os habitats transformados conservam — ou não — uma parte da complexidade ecológica das florestas indígenas.




Ferramentas inovadoras para estudar as florestas

Para analisar essas questões, utilizo várias ferramentas complementares que permitem observar as florestas em diferentes escalas. O LiDAR, a imagens de drone, a sensoriamento remoto, os levantamentos de vegetação, as medições de microclima e as abordagens de modelagem preditiva me permitem relacionar a estrutura dos habitats às dinâmicas de biodiversidade.


Essa combinação metodológica é um dos pontos fortes da minha tese. Ela permite descrever a floresta como um sistema complexo, ao mesmo tempo espacial, vertical e dinâmico, e explorar mais detalhadamente as ligações entre habitat e biodiversidade.




Prever as mudanças na biodiversidade

Uma parte das minhas pesquisas se baseia em dados demonitoramento a longo prazodos artrópodes na floresta nativa de Terceira. Essas séries temporais permitem documentar as mudanças nas comunidades ao longo dos anos e compreender melhor as trajetórias da biodiversidade insular.


Eu também exploro o potencial da inteligência artificial e de outros métodos de previsão para antecipar as evoluções futuras das comunidades de artrópodes. Essa dimensão preditiva é importante em um contexto de mudanças globais, pois ajuda a compreender melhor como os ecossistemas podem reagir às transformações em curso.




Minhas publicações de tese

Publicações integradas em um projeto coerente

Minha tese é construída em torno de um conjunto de trabalhos complementares que exploram diferentes aspectos de uma mesma questão: como a transformação da estrutura florestal influencia a biodiversidade dos artrópodes nas florestas dos Açores. Esses trabalhos vão do monitoramento temporal à análise da estrutura dos habitats, passando pela distribuição vertical das espécies e pela modelagem preditiva.


Cada publicação traz uma peça do quebra-cabeça. Juntas, elas permitem construir uma visão integrada dos vínculos entre estrutura florestal, microclima e organização das comunidades de artrópodes.




Acompanhar as mudanças ao longo do tempo

Um primeiro aspecto do meu trabalho se concentra na evolução das comunidades de artrópodes na floresta nativa de Terceira a partir de dados coletados a longo prazo.

Essa abordagem permite compreender melhor as dinâmicas de mudança, os sinais de declínio e as diferenças entre espécies nativas e não nativas.


Publicação associada:

Avaliação do Impacto do Declínio de Insetos em Ilhas: Explorando a Diversidade e os Padrões de Comunidade de Artrópodes Indígenas e Não Indígenas na Floresta Nativa dos Açores ao Longo de 10 Anos

Prever as dinâmicas ecológicas com inteligência artificial

Outro eixo da minha tese explora o uso da inteligência artificial para prever a composição futura das comunidades de artrópodes.

O objetivo é testar até que ponto essas ferramentas podem ajudar a antecipar melhor as respostas da biodiversidade a partir de séries temporais ecológicas.


Publicação associada:

Inteligência artificial para a biodiversidade: Explorando o potencial de redes neurais recorrentes na previsão da dinâmica de artrópodes com base em séries temporais

Descrever a estrutura das florestas em várias escalas

Minha tese também inclui um componente dedicado à caracterização da estrutura das florestas nativas e exóticas na ilha de Terceira.

Combinando LiDAR, drones, sensoriamento remoto e levantamentos de campo, este trabalho permite descrever melhor a complexidade dos habitats florestais, da paisagem ao microhabitat.


Publicação associada:

Da paisagem ao microhabitat: Descobrindo a complexidade multiescalar das florestas nativas e exóticas na Ilha Terceira (Açores, Portugal)

Estudar a distribuição vertical dos artrópodes

Outro conjunto de trabalhos aborda a distribuição dos artrópodes entre as diferentes camadas da floresta.

Essa abordagem permite analisar como as comunidades se estruturam verticalmente e se essa organização varia de acordo com o tipo de floresta.


Publicação associada:

Distribuição vertical de assemblagens de artrópodes em florestas nativas e exóticas da Ilha Terceira (Açores, Portugal)

Compreender a similaridade entre comunidades do solo à copa das árvores

A estratificação vertical também pode ser estudada através das variações de composição entre estratos.

Este trabalho mostra como a similaridade entre assemblagens de artrópodes diminui com a distância vertical, tanto em florestas nativas quanto em florestas exóticas.


Publicação associada:

De baixo para cima: Decaimento consistente da similaridade de assemblagens de artrópodes com a distância vertical em florestas nativas e exóticas na Ilha Terceira (Açores)


Explorar o papel de refúgio das florestas exóticas

Outro aspecto da minha tese investiga a presença inesperada de espécies indígenas raras e ameaçadas em florestas secundárias exóticas da Ilha Terceira.

Em certos contextos, essas florestas transformadas também podem desempenhar um papel de refúgio, convidando assim a nuançar a oposição clássica entre habitats nativos e exóticos nas reflexões sobre conservação.


Publicação associada:

Além dos habitats nativos: Artrópodes indígenas adaptados a médias altitudes encontram refúgio em florestas exóticas

Analisar as redes de associação entre artrópodes e estratos florestais

Por fim, um último eixo de pesquisa aborda as redes de associação entre os artrópodes e os diferentes estratos das florestas nativas e exóticas.


Essa abordagem permite explorar como a diversidade taxonômica e funcional se distribui verticalmente, e compreender melhor os vínculos entre a organização das comunidades e a estrutura do habitat.


Publicação associada:

Redes de associação de artrópodes e estratos florestais em florestas nativas e exóticas



Compreender a estratificação vertical do microclima

Minha tese também examina como a estrutura florestal influencia as variações verticais do microclima nas florestas.


Ao combinar sensores microclimáticos e dados de sensoriamento remoto, este estudo permite estabelecer uma ligação direta entre a complexidade estrutural das florestas e as condições abióticas às quais os artrópodes estão expostos de acordo com os estratos.


Publicação associada:

A Complexidade Estrutural da Floresta Regula a Estratificação Microclimática Vertical


Por que este trabalho é importante ?

Conectar ecologia fundamental e ferramentas do futuro

Esta tese se situa na interseção da ecologia fundamental e de métodos inovadores. Ao combinar monitoramento de campo, caracterização detalhada dos habitats, medições microclimáticas e ferramentas de previsão, ela propõe uma leitura mais integrada do funcionamento das florestas insulares.


Além dos resultados científicos, este trabalho também mostra como as novas tecnologias podem ajudar a observar, compreender e antecipar melhor as mudanças na biodiversidade. É essa articulação entre campo, análise ecológica e inovação metodológica que estrutura todo o meu projeto de doutorado.

Compreender melhor para conservar melhor

As florestas nativas dos Açores abrigam uma biodiversidade única, com muitas espécies endêmicas. No entanto, esses ecossistemas estão sujeitos a fortes pressões relacionadas a invasões biológicas, transformação de paisagens e mudanças ambientais.


Meu trabalho visa identificar melhor as condições florestais que favorecem a manutenção das espécies nativas e a persistência de comunidades diversificadas. Também permite compreender melhor o papel que, em alguns casos, as florestas exóticas podem desempenhar em paisagens já transformadas. Esses conhecimentos são importantes para orientar estratégias de gestão e conservação adaptadas ao contexto insular.


Este projeto de doutorado é financiado peloFundo Regional da Ciência e Tecnologiano âmbito da bolsa M3.1.a/F/012/2022.