Bioclimatic modelling in the holocene and in future warming scenarios in Arbutus unedo L.

Growing forests wildfires in Portugal are an increasing concern since forests in the Mediterranean region are vulnerable to recent global warming. Long-term negative effects are expected on the vegetation with the coming increasing drought. The strawberry tree (Arbutus unedo L.) displays potential to be a successfully business-like cultured in several regions of Portugal and southern Europe, as it is well adapted to climate and soils. In Portugal, this species has been used by local populations particularly for spirit production and for fruit consumption, although it has different possible commercial uses, from processed and fresh fruit production to ornamental, pharmaceutical and chemical applications. In addition, due to its pioneer status, it is valuable for land recovery and desertification avoidance, besides being fire resistant. The available strawberry tree’s data is presence-only. For modelling purposes, a set of placements within the landscape of interest (Portugal) was applied. The species, observed in 318 plots, together with a vector of environmental covariates (7 bioclimatic attributes, slope and altitude) and a defined background were used for modeling purposes. Maxent 3.4.1 was the used software, where the estimated quantity is the probability of the presence of the species, conditioned on the environment. Maxent uses the environmental covariate data from the occurrence records and the background sample, to estimate the ratio between the conditional density of the covariates at the presence sites and the marginal (i.e., unconditional) density of covariates across the study area and so, estimating the relative suitability of one place vs. another. Three different climate scenarios (control run; 2050 and 2070) were tested for two emission scenarios (RCP 4.5 and RCP 8.5, WorldClim), besides the past, 6,000 BP (Mid-Holocene). The reduction of habitat suitable for this species is very significant in the southern regions, even for the best warming scenario (RCP 4.5) in 2050. Central and Northern mountain regions are predicted refuge for this species. Forest policies and management should consider the impact of climate change on the usable areas for forestry, seeing a case-study species particularly adapted to the Mediterranean regions and wildfires, such as strawberry tree. The distribution of the species in the Middle Holocene agrees with previous genetic and fossils studies in the region, which supported two putative refuges for the species since the Last Glacial Maximum and a cryptic refugia in the East-Central mountain region.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Biometria do fruto da figueira-da-índia [(Opuntia ficus-indica (L.) Miller].

Comunicação da qual só está disponível o resumo.A figueira-da-índia [Opuntia ficus-indica (L.) Miller] é uma espécie da família Cactaceae, com centro de origem e domesticação no México e terá sido introduzida na Península Ibérica no início do séc. XVI [1]. Possui características morfofisiológicas particulares que permitem uma elevada eficiência de utilização da água [2]. Esta espécie representa uma cultura alternativa para as regiões do interior de Portugal onde se prevê que as alterações climáticas possam vir a ter maior impacto [3]. Idealmente, para exportação, os frutos devem possuir peso superior a 120 g, percentagem de polpa superior a 55% e um teor mínimo de sólidos solúveis totais (SST) de 13% [4]. Neste trabalho pretendeuse estudar alguns aspetos biométricos do fruto de ecótipos de O. ficus-indica. Em Maio de 2012 foram plantados, na Escola Superior Agrária de Castelo Branco num solo de baixa aptidão agrícola, cladódios de dezasseis ecótipos de O. ficus-indica (provenientes de diferentes locais do centro e sul de Portugal) e duas cultivares italianas (“Gialla” e “Bianca”). O delineamento experimental consistiu em blocos casualizados completos com três repetições. O compasso foi de 2,5 x 1,5 m, com 15 plantas por população e um cladódio por cova. O ensaio foi conduzido em sequeiro nos dois primeiros anos, tendo sido fornecido no terceiro ano aproximadamente 70 mm de água. Foi realizado o controlo mecânico de infestantes, sem mobilização do solo. No terceiro ano de ensaio, em cada população, foram colhidas 3 amostras de 10 frutos (n=30), tendo sido quantificados os seguintes parâmetros biométricos: peso fresco, comprimento (C), largura (L), forma (L/C), espessura da casca, peso da polpa, percentagem de polpa, peso de semente por fruto, percentagem de semente, peso de 100 sementes e teor de SST. Este último foi determinado em 3 sumos por ecótipo. Após análise de normalidade e homogeneidade de variâncias, os dados foram tratados por ANOVA, seguida da comparação múltipla de médias (testes de Tukey ou de Games-Howell) e análise classificatória hierárquica (hierarchical cluster analysis). Registaram-se diferenças significativas entre as populações para todas as variáveis estudadas. Da análise classificatória, os ecótipos podem ser colocados em dois grupos, um que inclui os ecótipos com fruto de polpa laranja e forma ovoide e um segundo com ecótipos de polpa branca e forma elítica. Comparativamente aos frutos de polpa branca, os de polpa laranja apresentam maior peso, maior percentagem de polpa e menor percentagem de sementes. Contudo o peso de 100 sementes é menor nos ecótipos com frutos de polpa branca. A exceção é o ecótipo OFI-04 que apresenta polpa amarela, forma ovoide, elevada percentagem de polpa e baixa percentagem de sementes. Em todas as populações o teor de SST é igual ou superior a 13%. Alguns ecótipos, mesmo num solo marginal, produzem frutos de calibre aceitável para comercialização, desde que sejam realizadas práticas agronómicas adequadas.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Modelação da adequabilidade de habitat do Asphodelus bento-rainhae P. Silva com recurso ao Processo Analítico Hierárquico (AHP)

Asphodelus bento-rainhae P. Silva is a plant species belonging to the order of Liliales. This endemic plant occurs in central Portugal in an area of only 700 hectare on the northern slopes of the Serra da Gardunha (Fundão, Portugal). It is mainly present in north to northeast facing slopes and found in deep soils and open areas, where it is found at higher densities. It occurs along the edges of oak (Quercus robur and Quercus pyrenaica) and chestnut (Castanea sativa) forests, often reaching the herbaceous edges of these woods. Sometimes, it survives in pine forests of Pinus pinaster, mixed woods and slopes or roadsides and in lower abundances in scrubby vegetation. This species survival is threatened by forest fires and the conversion of woodland into cherry orchards, and the fruit growers’ extensive use of herbicides. The tree plantations, as well as urban sprawl, have decreased the extent and quality of its habitat. It is also confronted with invasive plants, such as Acacia dealbata. The mapping of the A. bento-rainhae habitat suitability index results on the integration of a set of biophysical factors using the ArcGIS 10.3 software, based on the Sectorial Plan for Natura 2000 Network and other literature concerning the species ecology. The data used included bioclimatic, soil and topographic variables, based on a digital terrain model (DTM). All the geographic themes (criteria) were classified into three suitability levels: unfavorable, less favorable and favorable. Based on the resulting reclassified themes, the habitat suitability index (HSI) for A. bento-rainhae P. Silva was calculated using the Analytic Hierarchy Process (AHP). The fundamental concept of AHP lies in proceeding from a pairwise comparison of criteria to evaluate the weights that assign relative importance to these criteria. In the end, a map algebra was performed in order to obtain the final theme representing the habitat suitability for A. bento-rainhae. The results regarding the actual species distribution, obtained in the aim of fied work performed in the LIFE-Nature project “Asphodelus bento-rainhae - Measures to manage and preserve it" show a high correlation with the values of HSI

Strawberry tree biophysical units’ ecology to design provenance regions in Portugal using GIS tools

Strawberry tree (Arbutus unedo L.) displays potential to be successfully businesslike cultured in several regions of Portugal and southern Europe, where it is well adapted to climate and soils. In Portugal, this species has been used by local populations for fruit consumption and spirit production, but remains largely a neglected crop. It has different possible commercial uses, since processed and fresh fruit production to ornamental, pharmaceutical and chemical applications, due to the phenolic acids and terpenoid compounds with strong antioxidant activity, vitamin C and tannin content. In addition, due to its pioneer status, it is valuable for land recovery and desertification avoidance, besides being fire resistant. Currently, the demand for improved plants has strongly increased. Under the project ARBUTUS (PTDC/AGR-FOR/3746/2012, Arbutus unedo plants and products quality improvement for the agro-forestry sector) 30 trees were selected, in 15 natural populations distributed throughout the country. The stands were ecologically characterized locally, using bioclimatology, lithology, topography, soil type, vegetation and wildfires records, as biophysical units. The data processed was the digital elevation model (DEM), the soil maps, the annual burnt areas since 1975, and the phytosociological and biogeographical maps. In parallel, the climatological data were collected (1981-2010) from various weather stations and bioclimatological indices maps, constructed by Monteiro-Henriques (2010), in order to calculate bioclimatic indices, using geostatistical tools. An exploratory multivariate statistical approach was performed with the collected information: principal component analysis (PCA) and hierarchical cluster analysis (HCA). The obtained information will be used for the provenance regions design in order to select plus trees and for tree species genetic improvement purposes, besides forest tree conservation programs design

Bioclimatic modelling and environmental tolerance to global change in strawberry tree

The strawberry tree (Arbutus unedo L.) displays potential to be successfully businesslike-cultured in several areas of Portugal and southern Europe, but remains largely a neglected crop. This region is also particularly vulnerable to global warming, reduction of precipitations and a long-term negative effect on vegetation. To investigate interactions between the species’ distribution and ecological factors we used 319 plots (1km grid level), where the species are present in Portugal, characterized with 8 ecological attributes: ombrothermic Index (OI), thermicity Index (TI) and continentality Index (CI), pH, organic matter (OM), sand, topographic position index (TPI), number of fires (NF) and burned area (BA). The obtained matrix was firstly analyzed through PCA to reduce the space of analysis by a construction of synthesis variables (Spearman’s rank correlation matrix) and thus to detect patterns within the data set and possible collinear covariates. Finally, the vulnerability of strawberry tree to the effects of global climate change was examined. For that purpose, two ‘representative concentration pathways’ (RCPs) scenarios were predicted (RCP 2.6 and RCP 6.0) using climatic data, extracted from WorldClim, for distribution changes characterization in two periods (2050 and 2070). The MaxEnt allowed spatial Interpolation using the 319 1K plots. The PCA showed that the climatic attributes (OI, and TI) displayed the highest components’ correlation values. The strawberry tree prefers areas with higher TI and lower acidity values within the mesomediterranean and termomediterranean belts. Additionally, with lower correlation values, the presence of the species is explained by lower OI values, OM, BA and NF. The prediction results revealed reduction of the potential area of the species, providing a key tool to support conservation management decisions, to design regions of provenance, and to manage genetic improvement programs.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Utilização da análise espacial multicritério para avaliação da aptidão biogeofísica do medronheiro na região Centro

O medronheiro (Arbutus unedo L.) é uma espécie autóctone em Portugal, com distribuição ubíqua, tolerante à secura estival, a solos de baixa fertilidade e com uma resistência ativa a incêndios florestais. Neste estudo pretendeu-se identificar o habitat mais favorável para a espécie na região Centro com base na integração de um conjunto de fatores biogeofísicos. Foram, para esse efeito estimados descritores baseados no relevo, no solo, no histórico de incêndios, no coberto vegetal atual e potencial, tendo como base o modelo digital do terreno, a cartografia de solos, os perímetros de áreas ardidas e a cartografia fitossociológica e biogeográfica. Foram recolhidos dados climatológicos a partir de várias estações meteorológicas e mapas bioclimatológicos para calcular os índices bioclimáticos, usando ferramentas geoestatísticas. Os diferentes temas foram classificados em três níveis de aptidão para a espécie: desfavorável, pouco favorável e favorável. Com base nos temas resultantes da reclassificação em níveis de aptidão, calculou-se o índice de adequabilidade de habitat (HSI) para o medronheiro. Esta avaliação da aptidão para o medronheiro foi efetuada com recurso ao método de análise espacial multicritério (AHP). Segundo o AHP, os pesos e prioridades a atribuir aos critérios resultam de um conjunto de julgamentos subjetivos realizados por participantes envolvidos no processo, sendo desenvolvidas matrizes de comparação par a par, utilizando uma escala de nove níveis

Ácido ascórbico, betalaínas, e fenóis totais em ecótipos de Opuntia spp.

O género Opuntia spp. pertence à família Cactaceae, sendo a espécie Opuntia ficus-indica (OFI) a que tem maior importância económica. Em frutos de vinte populações provenientes de quatro espécies do género Opuntia spp. (OFI, O. robusta, O. dillenii and O. elata), com origem em Portugal, foram estudadas as características cromáticas, a acidez, o pH, o teor em sólidos solúveis totais (SST) e ainda os teores em ácido ascórbico (AA), betalaínas e fenóis totais (FT). As cultivares Italianas de OFI ‘Bianca’, ‘Gialla’ e ‘Rossa’ foram incluídas como termo de comparação. Os valores mais elevados de acidez foram registados nos frutos de O. dillenii e O. elata e os menores em OFI. Os frutos de O. dillenii apresentaram os teores mais elevados de betalaínas e FT, ao passo que as concentrações mais elevadas de AA foram registadas nos frutos de O. elata. Os ecótipos de OFI mostraram variação na concentração de compostos bioativos. Em OFI, a cv. de polpa vermelha ‘Rossa’ é a que apresenta maior concentração de betalaínas, seguida pelos ecótipos de polpa laranja e, finalmente, os ecótipos de polpa branca. Os valores mais elevados de FT foram encontrados nos ecótipos de polpa branca. O género Opuntia spp. é uma fonte de compostos bioativos, pelo que o consumo dos seus frutos representa uma boa forma de ingestão de compostos de elevado valor nutricional.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

O medronheiro : da diversidade à ecologia

Fifteen strawberry tree natural populations in different ecological conditions were sampled, ca. 30 trees per stand. Our aims were to investigate the genetic structure the species, and to disclose the historical demographic processes shaping the genetic structure. The obtained information will be used in the species improvement and in the design and management of conservation programs. Fifteen haplotypes were obtained after screening the individuals with four chloroplast microsatellites. Four clusters were identified using BAPS analysis. A “northern”, a “central”, a “southern”, and a four cluster with a single population. The hierarchical AMOVA showed a stronger differentiation among clusters than among populations within clusters. The relatively low among populations within clusters differentiation could be explained by the common postglacial history of nearby populations, which might also be connected through bird-mediated seed flow. The species was also ecologically characterized in the Centre region, using bioclimatology, lithology, topography, soil type, vegetation and wildfires records. The data processed was the digital terrain model (DTM), mapping soils, burnt areas perimeters and phytosociological and biogeographical maps. Climatological data was used to calculate bioclimatic indices. Exploratory multivariate statistical analysis with the gathered data was performed: a principal component analysis (PCA) and hierarchical cluster analysis (HCA). Finally, the Habitat Suitability for the species was calculated using the Analytic Hierarchy Process (AHP)

Ácido ascórbico, betalaínas, e fenóis totais em ecótipos de Opuntia spp.

O género Opuntia spp. pertence à família Cactaceae, sendo a espécie Opuntia ficus-indica (OFI) a que tem maior importância económica. Em frutos de vinte populações provenientes de quatro espécies do género Opuntia spp. (OFI, O. robusta, O. dillenii and O. elata), com origem em Portugal, foram estudadas as características cromáticas, a acidez, o pH, o teor em sólidos solúveis totais (SST) e ainda os teores em ácido ascórbico (AA), betalaínas e fenóis totais (FT). As cultivares Italianas de OFI ‘Bianca’, ‘Gialla’ e ‘Rossa’ foram incluídas como termo de comparação. Os valores mais elevados de acidez foram registados nos frutos de O. dillenii e O. elata e os menores em OFI. Os frutos de O. dillenii apresentaram os teores mais elevados de betalaínas e FT, ao passo que as concentrações mais elevadas de AA foram registadas nos frutos de O. elata. Os ecótipos de OFI mostraram variação na concentração de compostos bioativos. Em OFI, a cv. de polpa vermelha ‘Rossa’ é a que apresenta maior concentração de betalaínas, seguida pelos ecótipos de polpa laranja e, finalmente, os ecótipos de polpa branca. Os valores mais elevados de FT foram encontrados nos ecótipos de polpa branca. O género Opuntia spp. é uma fonte de compostos bioativos, pelo que o consumo dos seus frutos representa uma boa forma de ingestão de compostos de elevado valor nutricional