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- Integrating multiple landscape management strategies to optimise conservation under climate and planning scenarios: a case study in the Iberian PeninsulaPublication . Iglesias, Miguel Cánibe; Hermoso, Virgilio; Azevedo, João C.; Campos, João C.; Salgado-Rojas, José; Sil, Ângelo; Regos, AdriánGlobal change demands dynamic landscape management that integrates different strategies (e.g. promoting rewilding or traditional farming practices) to address the impact of climate and land use change. Planning for management strategies individually can lead to severe trade-offs between objectives, high opportunity costs and challenging implementation. Integrated management plans are needed to optimise the combination of multiple management strategies. We used the multi-action planning tool ‘Prioriactions’ to prioritise the spatial allocation of four management strategies (Afforestation, Rewilding, Farmland Return and Agroforestry Return) in the Meseta Ibérica transboundary Biosphere Reserve. We aimed to achieve targets for conservation of species suit- able area and ecosystem services supply while minimising fire hazard under different climate scenarios. We tested this approach under contrasting planning scenarios depicting different management priorities (Equally Weighted, Forest Maximising and Open Maximising). By integrating multiple management strategies, we could achieve management goals for biodiversity and ecosystem services under different planning scenarios, mini- mising trade-offs and deriving recommendations easier to uptake. The spatial allocation and extent of man- agement strategies varied according to climate change and planning scenarios. Afforestation was needed when putting more priority on forest species and carbon sequestration, while more Farmland Return was allocated when preserving open habitat species and agriculture. Fire hazard was higher in Rewilding areas and lower in Farmland Return and Agroforestry Return areas. The novelty of our approach lies in its capacity to combine different management strategies and provide an optimised spatial arrangement based on management features, making it suitable for planning in dynamic and complex environments where multiple pressures and objectives must be considered.
- Maternal diversity patterns of Ibero-Atlantic populations reveal further complexity of Iberian honeybeesPublication . Pinto, M. Alice; Henriques, Dora; Neto, Margarida; Guedes, Helena; Muñoz, Irene; Azevedo, João; De la Rúa, PilarDissecting complex diversity patterns typically exhibited by organisms of hybrid zones is among the greatest challenges in evolutionary biology. This has been a long-standing goal of numerous Iberian honeybee studies. Herein, we further contribute to this goal by a fine-scale maternal survey of the Portuguese honeybee populations. In addition to confirm a predicted African ancestry of Portuguese populations and negligible levels of C-lineage introgression, our fine-scale survey revealed unparalleled levels of African maternal diversity and a remarkable north–south cline formed by African haplotypes of distinct ancestry. This survey further highlights the distinctiveness of Apis mellifera iberiensis by showing the existence of highly contrasting diversity patterns between the Atlantic and Mediterranean populations. Our findings further support an ancient natural invasion of the Iberian Peninsula possibly by Apis mellifera intermissa and also by Apis mellifera sahariensis. Protecting this African legacy is of unquestionable importance, especially with Iberia becoming warmer and dryer.
- A landscape genetics approach to unravel the complex evolutionary history of the Iberian honey bee hybrid zonePublication . Pinto, M. Alice; Johnston, J. Spencer; Azevedo, João; Brandão, Andreia; Moura, Inês; Muñoz, Irene; De la Rúa, Pilar; Patton, John C.While landscape genetics is in its infancy, it is a rapidly growing research field in part owing to the increasing availability of powerful molecular and analytical tools. By integrating landscape ecology, spatial statistics and population genetics, landscape genetics is allowing an unprecedented understanding of the microevolutionary processes shaping genetic variation, which has important implications for the advance of ecological and evolutionary knowledge. The Iberian honey bee provides a great model system to address evolutionary questions using a landscape genetics framework. First, previous studies suggest that the Iberian honey bee has a hybrid origin and hybrid zones have been favored by evolutionary biologists as powerful natural laboratories to study evolutionary processes. Second, with the publication of the honey bee genome and development of high‐density SNP markers, powerful tools are now available to dissect the relative importance of neutral and adaptive forces in shaping the Iberian honey bee hybrid zone, a goal of central importance as it leads to more robust inferences of demographic history and to identification of adaptive divergence. Herein, we will present an ongoing research project on the Iberian honey bee hybrid zone where the tools of landscape genetics and population genomics will be combined to unravel the challenging evolutionary history of the Iberian honey bee.
- Avaliação do impacto da intensificação agroecológica e da agricultura de precisão nos serviços ecossistémicos em paisagens agrícolas mediterrânicasPublication . Loures, Luis; Nunes, José; Loures, Ana; Panagopoulos, Thomas; Azevedo, JoãoEstudos recentes prevêem que a população humana atinja os 9 bilhões de pessoas em aproximadamente 30 anos. A necessidade de produção de alimentos inerente a este cenário, associada ao progressivo aumento da taxa de declínio das espécies, que atingiu nos últimos anos níveis sem precedentes, representam um desafio extremamente difícil para o futuro da agricultura. Este desafio, não sendo novo, não é obviamente alheio à necessidade de produzir mais e melhores alimentos em menos espaço, com respeito pela natureza e pelo ambiente. Neste panorama, prevê-se que a intensificação agroecológica (IAE) possa constituir, em associação com a implementação de sistemas de gestão ligados à agricultura de precisão (AP), uma importante estratégia com vista não só à integração de princípios ecológicos específicos no sector agrícola, mas também de implementação de procedimentos de gestão da biodiversidade em sistemas agrícolas, minimizando entre outros aspetos o consumo de água e de agroquímicos, e maximizando os rendimentos através da utilização conjunta de práticas de natureza ecológica e de novas tecnologias. Esses fatos, conjugados com a necessidade de produzir alimentos de forma cada vez mais sustentável, não só em termos de eficiência das culturas, mas também em termos de uso do solo e da conservação da biodiversidade, destacam a necessidade de avaliar o impacto de diferentes sistemas produtivos no ambiente. A este respeito, o objetivo central deste trabalho é apresentar, descrever e contribuir para a divulgação de dados concretos inerentes ao processo de intensificação agroecológica (IAE) em associação com a agricultura de precisão (AP), junto dos principais stakeholders com atuação no sector agrícola, considerando não só a forma como as diferentes tipologias e intensidades culturais inerentes a cada processo de gestão agrícola, influenciam os serviços ecossistémicos (SE) por estes desenvolvidos quer localmente, quer ao nível dos agroecossistemas Mediterrânicos. Considerando este objetivo, a análise contemplou a comparação dos serviços ecossistémicos concedidos pêlos sistemas agrícolas tradicionais versus os associados à intensificação agroecológica e à agricultura de precisão. Os dados obtidos, tendo por base um processo de revisão, permitiram identificar a IAE como uma opção viável ao nível da sustentabilidade dos sistemas agrícolas, com vista ao incremento da produtividade, garantindo inclusivamente o reforço dos serviços ecossistémicos associados a estes sistemas, contribuindo ainda para a redução das externalidades negativas associadas a este setor. A análise realizada, pode, se devidamente enquadrada, contribuir de forma direta para o processo de decisão referente à conversão dos sistemas de produção agrícola, considerando por um lado o aumento do rendimento das culturas e por outro a garantia da manutenção e/ou incremento dos serviços ecossistémicos que lhe são inerentes.
- FlorNExT®, a cloud computing application to estimate growth and yield of maritime pine (Pinus pinaster Ait.) stands in Northeastern PortugalPublication . Pérez-Rodríguez, Fernando; Nunes, Luís; Sil, Ângelo Filipe; Azevedo, JoãoAim of the study: To introduce and describe FlorNExT®, a free cloud computing application to estimate growth and yield of maritime pine (Pinus pinaster Ait.) even-aged stands in the Northeast of Portugal (NE Portugal). Area of study: NE Portugal. Material and methods: FlorNExT® implements a dynamic growth and yield modelling framework which integrates transition functions for dominant height (site index curves) and basal area, as well as output functions for tree and stand volume, biomass, and carbon content. Main results: FlorNExT® is freely available from any device with an Internet connection at: http://flornext.esa.ipb.pt/. Research highlights: This application has been designed to make it possible for any stakeholder to easily estimate standing volume, biomass, and carbon content in maritime pine stands from stand data, as well as to estimate growth and yield based on four stand variables: age, density, dominant height, and basal area. FlorNExT® allows planning thinning treatments. FlorNExT® is a fundamental tool to support forest mobilization at local and regional scales in NE Portugal. Material and methods: FlorNExT® implements a dynamic growth and yield modelling framework which integrates transition functions for dominant height (site index curves) and basal area, as well as output functions for tree and stand volume, biomass, and carbon content. Main results: FlorNExT® is freely available from any device with an Internet connection at: http://flornext.esa.ipb.pt/. Research highlights: This application has been designed to make it possible for any stakeholder to easily estimate standing volume, biomass, and carbon content in maritime pine stands from stand data, as well as to estimate growth and yield based on four stand variables: age, density, dominant height, and basal area. FlorNExT® allows planning thinning treatments. FlorNExT® is a fundamental tool to support forest mobilization at local and regional scales in NE Portugal.
- Padrões de diversidade genética da abelha ibérica (Apis mellifera iberiensis): implicações para a conservação e melhoramentoPublication . Pinto, M. Alice; Chávez-Galarza, Julio; Henriques, Dora; Johnston, J. Spencer; De la Rúa, Pilar; Patton, John C.; Costa, Filipe Oliveira; Azevedo, JoãoA conservação da diversidade genética das populações locais de abelhas é fundamental à sustentabilidade da actividade apícola. Em primeiro lugar, porque a diversidade genética é a matéria-prima sobre a qual a selecção (natural ou artificial) actua, permitindo a adaptação das abelhas às cada vez mais rápidas alterações ambientais (pesticidas, novos patogénios e parasitas) e às exigências de uma actividade apícola cada vez mais competitiva. Em segundo lugar, porque a perda de diversidade genética pode conduzir à consanguinidade e à redução do valor adaptativo das colónias podendo-se traduzir em perdas de produtividade e menor resistência aos parasitas e patogénios, entre outros efeitos. Nesta comunicação apresentaremos os avanços científicos mais importantes sobre os padrões de diversidade genética da abelha ibérica alcançados pelo grupo de investigação do CIMO em colaboração com a Universidad de Murcia, University of Purdue e Texas A&M University. Para além da colecção de abelha ibérica temos também analisado amostras de outras origens geográficas incluindo norte e leste da Europa e norte de África. As mais de 3000 amostras têm vindo a ser analisadas usando marcadores mitocondriais e nucleares (“single nucleotide polymorphism”, SNPs), através da aplicação das mais avançadas ferramentas moleculares e analíticas. Esta apresentação centrar-se-á principalmente na abelha ibérica onde abordaremos (i) o padrão geográfico de diversidade mitocondrial e nuclear, (ii) os resultados do scan genómico que revelam as regiões do genoma que emitem um forte sinal de selecção e que parecem estar envolvidas na adaptação da abelha ibérica ao meio ambiente, (iii) o grau de introgressão de A.m. ligustica e A.m. carnica no genoma da abelha ibérica e comparação com os resultados que obtivemos para a A.m. mellifera. Este estudo constitui a mais recente e completa caracterização genética da abelha ibérica proporcionando informação de base que pode ser útil em programas de melhoramento e conservação da abelha ibérica.
- Carbon storage patterns and landscape sustainability in northeast portugal: a digital mapping approachPublication . Patrício, Matheus Bueno; Lado, Marcos; Figueiredo, Tomás de; Azevedo, João; Bueno, Paulo; Fonseca, FelíciaThis study investigated the impact of regional land abandonment in northeast Portugal. It specifically focused on carbon sequestration opportunities in the Upper Sabor RiverWatershed, situated in the northeast of Portugal, amidst agricultural land abandonment. The study involved mapping the distribution of soil organic carbon (SOC) across four soil layers (0–5 cm, 5–10 cm, 10–20 cm, and 20–30 cm) at 120 sampling points. The quantification of SOC storage (measured in Mg C ha−1) allowed for an analysis of its relationship with various landscape characteristics, including elevation, land use and land cover (LULC), normalized difference vegetation index (NDVI), modified soil-adjusted vegetation index (MSAVI), topographic wetness index (TWI), and erosion risk (ER). Six statistical tests were employed, including multivariate approaches like Cubist and Random Forest, within different scenarios to assess carbon distribution within the watershed’s soils. These modeling results were then utilized to propose strategies aimed at enhancing soil carbon storage. Notably, a significant discrepancy was observed in the carbon content between areas at higher elevations (>1000 m) and those at lower elevations (<800 m). Additionally, the study found that the amount of carbon stored in agricultural soils was often significantly lower than in other land use categories, including forests, mountain herbaceous vegetation, pasture, and shrub communities. Analyzing bi- and multivariate scenarios, it was determined that the scenario with the greatest number of independent variables (set 6) yielded the lowest RMSE (root mean squared error), serving as a key indicator for evaluating predicted values against observed values. However, it is important to note that the independent variables used in set 4 (elevation, LULC, and NDVI) had reasonably similar values. Ultimately, the spatialization of the model from scenario 6 provided actionable insights for soil carbon conservation and enhancement across three distinct elevation levels.
- Climate regulation ecosystem services and biodiversity conservation are enhanced differently by climate-and fire-smart landscape managementPublication . Campos, João C.; Rodrigues, Sara; Sil, Ângelo Filipe; Hermoso, Virgilio; Freitas, Teresa R.; Santos, João A.; Fernandes, Paulo M.; Azevedo, João; Honrado, João P.; Regos, AdriánThe implementation of climate-smart policies to enhance carbon sequestration and reduce emissions is being encouraged worldwide to fight climate change. Afforestation practices and rewilding initiatives are climate-smart examples suggested to tackle these issues. In contrast, fire-smart approaches, by stimulating traditional farmland activities or agroforestry practices, could also assist climate regulation while protecting biodiversity. However, there is scarce information concerning the potential impacts of these alternative land management strategies on climate regulation ecosystem services and biodiversity conservation. As such, this work simulates future effects of different land management strategies in the Transboundary Biosphere Reserve of Meseta Ibérica (Portugal-Spain). Climate-smart (‘Afforestation’, ‘Rewilding’) and fire-smart (‘Farmland recovery’, ‘Agroforestry recovery’) scenarios were modelled over a period of 60 years (1990–2050), and their impacts on climate regulation services were evaluated. Species distribution models for 207 vertebrates were built and future gains/losses in climate-habitat suitability were quantified. Results suggest climate-smart policies as the best for climate regulation (0.98 Mg C ha−1 yr−1 of mean carbon sequestration increase and 6801.5 M€ of avoided economic losses in 2020–2050 under Afforestation scenarios), while providing the largest habitat gains for threatened species (around 50% for endangered and critically endangered species under Rewilding scenarios). Fire-smart scenarios also benefit carbon regulation services (0.82 Mg C ha−1 yr−1 of mean carbon sequestration increase and 3476.3 M€ of avoided economic losses in 2020–2050 under Agroforestry scenarios), benefiting the majority of open-habitat species. This study highlights the main challenges concerning management policies in European rural mountains, while informing decision-makers regarding landscape planning under global change.
- Efeitos da aplicação de medidas de sustentabilidade florestal à escala da paisagem em processos hidrológicosPublication . Azevedo, João; Williams, Jimmy R.; Messina, Michael G.; Fisher, Richard F.Neste trabalho analisaram-se através de modelação e simulação os efeitos da aplicação de medidas com expressão ao nível da paisagem do Sustainable Forestry lnitiative (SFI), o programa de sustentabilidade da industria florestal nos EUA, em processos hidrológicos. Um cenário em que foram simuladas medidas como restrição da dimensão máxima de cortes rasos, imposição de regras de adjacência de cortes e ainda estabelecimento e manutenção de buffers arbóreos ao longo de cursos de água foi comparado com outro cenário onde estas medidas não foram aplicadas. Como área de estudo foi utilizada uma paisagem florestal localizada na região Leste do Estado do Texas, EUA, gerida de forma intensiva.
- Contribuição para a caracterização da recolha comercial de macrofungos comestíveis no distrito de Bragança, PortugalPublication . Garcia, M.M.; Carvalheira, Marta; Azevedo, JoãoCom este trabalho pretendeu-se caracterizar a actividade de recolha de cogumelos comestíveis no distrito de Bragança relativamente a espécies e quantidades, habitats, formas de recolha e transporte e valor comercial. Apurou-se que as recolhas incidem principalmente sobre Amanita caesarea, Boletus pinicola, B. edulis, B. aereus, Lactarius deliciosus, Tricholoma equestre, T. georgii, e T. portentosum. As quantidades recolhidas são geralmente inferiores a 5 kg/colector/dia observando-se no global um maior peso das recolhas superiores a 5 kg/colector/dia. As espécies são recolhidas em ecossistemas florestais de e em sistemas agro-florestais. A recolha de cogumelos não constitui a actividade principal dos colectores.