Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10451/22650
Título: Ecosystem services in urban areas: evaluating the role of green spaces to improve air quality using ecological indicators
Autor: Vieira, Joana Isabel de Figueiredo
Orientador: Branquinho, Cristina,1967-
Pinho, Pedro
Palavras-chave: Líquenes
Qualidade do ar
Áreas urbanas
Espaços verdes
Teses de mestrado - 2015
Data de Defesa: 2015
Resumo: O número de pessoas a viver em cidades tem vindo a aumentar, tornando cada vez mais importante a questão da poluição associada às áreas urbanas. Os espaços verdes citadinos constituem zonas de lazer e de redução do stress, estando associados a diversos serviços do ecossistema, nomeadamente, a diminuição da poluição do ar. A densidade de árvores e o tamanho do espaço verde são geralmente considerados como muito importantes para esta capacidade. No entanto, há ainda um número reduzido de estudos que abordem os espaços verdes urbanos, principalmente os de pequena dimensão. Este trabalho teve como objetivo analisar a importância dos espaços verdes na diminuição da poluição do ar em zonas urbanas. Com esse intuito construíram-se modelos de qualidade do ar para os espaços verdes utilizando indicadores ecológicos. Este trabalho foi desenvolvido em Lisboa, a maior cidade de Portugal, situada no centro do país. Este revelou-se um bom local de estudo devido à alta concentração de poluentes urbanos, ao elevado número de habitantes e à existência de uma grande diversidade de áreas verdes, principalmente nas áreas menos centrais. A quantificação da qualidade do ar nos espaços verdes desta cidade poderá contribuir para uma gestão mais eficaz e ponderada destes. A amostragem de espaços verdes foi feita de forma aleatória e estratificada à zona, à área e à densidade de tecido urbano envolvente, de forma a não subamostrar zonas com menos espaços verdes, espaços verdes de dimensões elevadas ou com tecido urbano pouco denso. A amostragem de líquenes foi realizada em 42 espaços de verdes. Em cada espaço verde a diversidade de líquenes epífitos foi analisada nas 4 árvores mais próximas do centróide possível. Foi registada a frequência das espécies encontradas, seguindo um protocolo europeu standard. Quando a identificação no local não foi possível, foram recolhidas amostras para posterior identificação em laboratório. Foi ainda registado o diâmetro à volta do peito de cada árvore amostrada. Foram tidas em conta várias métricas de biodiversidade: o valor de diversidade de líquenes (LDV), a riqueza, a riqueza funcional (FR). Foi calculada a área total de cada espaço verde e o NDVI (normalized diference vegetation index) do centróide de cada espaço verde e do conjunto do espaço verde com um buffer de 100 metros em redor. As áreas foram obtidas através da análise de fotografias aéreas e os valores de NDVI através de imagens do satélite Landsat 8. Com o objetivo de ter em consideração a poluição de fundo do tráfego automóvel, foram utilizados dados das concentrações de dióxido de azoto (NO2) existentes nas diferentes zonas da cidade, calculadas num trabalho anterior. As espécies de líquenes identificadas foram caracterizadas em diferentes grupos funcionais, de acordo com três atributos (traits): Tolerância à eutrofização, requisitos de humidade e forma de crescimento. Por fim, foram recolhidos dados relativos à população da cidade, tendo em conta a faixa etária das respetivas freguesias. Os dados respeitantes à população com menos de 14 anos e com mais de 65 anos foram posteriormente tidos em conta para a produção de mapas de risco, tendo em conta a maior suscetibilidade à poluição destas faixas etárias. O tratamento estatístico inicial dos dados envolveu a realização de coeficientes de correlação de spearman entre as variáveis ambientais e as métricas consideradas. Posteriormente foram elaborados modelos (GLM) tendo em conta apenas as variáveis com maiores associações. O modelo final foi selecionado tendo em conta o princípio da parcimónia e o maior valor de AIC. De seguida, o modelo, que tem como variáveis explicativas a área do espaço verde e a concentração de NO2, foi aplicado a 63 espaços verdes de Lisboa, para além dos realizados da amostragem inicial. A métrica de biodiversidade Riqueza foi a que apresentou maiores associações com as variáveis ambientais. Assim, esta métrica, fácil de aplicar e muito robusta, foi utilizada como indicadora da qualidade do ar nos espaços verdes de Lisboa. Os resultados obtidos sugerem que o NDVI do espaço verde e a área deste são fatores preponderantes para a qualidade do ar em espaços verdes urbanos. Também a poluição de fundo (provavelmente com origem automóvel) é de grande importância para a qualidade do ar nestes espaços. Estas foram as variáveis ambientais com maior correlação com as métricas consideradas. No total dos espaços amostrados foram identificadas 22 espécies, valores semelhantes aos apresentados na bibliografia para outras cidades europeias. Em relação a um estudo anterior nos anos 70, a qualidade do ar em Lisboa aparenta não ter sofrido grandes alterações, o que se poderá dever à diminuição dos poluentes emitidos por veículo, devido aos avanços tecnológicos, em simultâneo com o aumento do número de veículos em circulação desde os anos 70. No entanto, as diferenças no tipo de amostragem poderão ser relevantes e justificar estes valores. Relativamente aos grupos funcionais considerados, os líquenes xerófitos, oligotróficos e nitrófilos foram os obtidos em maior número, enquanto os fruticosos foram os menos abundantes. Foi ainda comparada a riqueza de líquenes, nos espaços verdes mais próximos das estações de qualidade do ar existentes em Lisboa, com as medições de PM10 no ano de 2013 em cada uma dessas estações. A riqueza de líquenes mostrou estar significativamente correlacionada com o número de períodos (20 dias consecutivos) de partículas acima dos 10ug/m2.Esta correlação linear permitiu-nos utilizar a riqueza de líquenes como um sorrugate da qualidade do ar dos espaços verdes. Analisando o modelo obtido neste trabalho foi ainda possível estimar a melhoria do ar nos espaços verdes de Lisboa. Assim, inferiu-se que o mesmo aumento de área em espaços verde de dimensões pequenas é mais eficaz na redução da poluição do ar que em espaços verdes de grandes dimensões. Por exemplo, com 10% de aumento de área, num espaço verde de 300m2 pode-se alcançar 14% de melhoria da qualidade do ar enquanto num espaço verde com 50000m2 a melhoria ronda os 1,5%. Também foi possível verificar que em zonas com mais poluição de fundo a melhoria é mais potenciada do que em zonas com menos poluição de fundo. Da análise da população das diferentes freguesias em Lisboa, concluiu-se que é na zona centro que existe as freguesias com maior percentagem de idosos e na periferia as freguesias com maior percentagem de crianças. De salientar, que a percentagem de idosos é bastante superior à de crianças e por isso estes devem ser tidos em conta mais atentamente. A zona central da cidade é também onde os espaços verdes possuem pior qualidade do ar, estimada pelo modelo criado neste trabalho. Assim, esta é uma zona que requer especial atenção por parte dos gestores dos espaços verdes. A criação de espaços verdes com maior tamanho e densidade de árvores ou a ampliação e readaptação de espaços verdes existentes são duas ações sugeridas. Em situações de elevada densidade urbana, os telhados e as paredes verdes são boas possibilidades. Tendo em conta a influência do trafego automóvel na poluição dos espaços verdes, é também sugerido medidas como, por exemplo, a diminuição de duas vias para uma só, substituindo a segunda por uma linha de árvores.
Air pollution has substantial impacts in human health. The air quality policies implemented in Europe during the last decades led to an overall decrease in pollution originated from industry. However, in general in urban areas traffic intensity is still significant, exposing urban citizens to various air pollutants. In face of the expected increase in the number of people living in cities, from current 54% to 66% in 2050, management actions to improve air quality in urban areas are imperative. Urban green spaces are known to provide several ecosystem services, namely those associated to air purification. However, the quantification of this ecosystem service is still undone. Quantifying the role of green spaces in air purification requires information with high spatial and temporal resolution. Air quality monitoring stations in cities are scarce, due to their elevated costs, and the existent ones are far from providing an adequate spatial cover. The lack of air quality data with high spatial resolution and with consistent time-series matching the diversity of green space typologies, have been the main setback for this ecosystem service evaluation. Ecological indicators are good candidates for monitoring ecosystem services in urban areas. Lichens are within the most widely used ecological indicators to monitor air quality, including in urban areas, due to their direct dependence of atmospheric conditions. They can be sampled in a flexible way in urban areas, providing high spatial resolution data and integrating the time component. The aim of this study was to evaluate and model how green spaces can improve air quality in urban areas, using lichen as ecological indicators. The work was performed in Lisbon, a large city with multiple typologies of green spaces, and areas with variable atmospheric pollution levels. Lichen diversity was sampled following the standard European method in 42 green spaces stratified by size and location. Other environmental variables associated with green spaces and its surroundings were evaluated, such as vegetation density and surrounding urban density. Lichen species richness in green spaces was very significantly related with most variables associated to air quality. Thus, this simple and very robust metric was selected as ecological indicator of the effects of air quality in cities. Background pollution, likely from traffic, contributed to decreasing air quality. Conversely, high vegetation density in and around green spaces and large green spaces contributed positively to air quality in Lisbon green spaces. A model for air quality on Lisbon green spaces allowed us to determine that increasing their area or building small gardens greatly contributes for improving local air quality. Low air quality is an additional health risk for Lisbon population, particularly for the most vulnerable groups, such as elderly people (>65 years) and children (>14 years). Using the same model, we provided a health risk map for the most susceptible age groups of the population: elderly and children. Ultimately, this framework can be used as a tool for informed decisions in urban green spaces management aiming at air purification using ecosystem services.
Descrição: Tese de mestrado em Ecologia e Gestão Ambiental, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2015
URI: http://hdl.handle.net/10451/22650
Designação: Mestrado em Ecologia e Gestão Ambiental
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