Perspectivas das ciências da biodiversidade no Brasil

A temática da biodiversidade no Brasil alcançou um ponto crítico onde, por um lado, a ciência da biodiversidade aumenta em quantidade e em qualidade, enquanto que por outro, a destruição de habitats nos grandes biomas brasileiros se mantém em taxas alarmantes. Eu defendo que este paradoxo, numa perspectiva científica, tenha dois princípios centrais nos quais cientistas talvez devessem se concentrar. Primeiramente, embora as ciências relacionadas à biodiversidade no Brasil sejam de alto padrão se comparadas com o que é produzido no resto do mundo, o país ainda não detém a ponta do conhecimento em nenhuma destas ciências. E segundo lugar, a riqueza de informações produzida por fortes programas de pesquisa - como o Biota/Fapesp, ao qual este número especial de Scientia Agricola é dedicado - está apenas começando a auxiliar tomadores-de-decisão a aumentar a precisão e a qualidade das decisões referentes ao meio ambiente, mas ainda há muito a ser feito a este respeito. Portanto, eu discuto alguns dos tópicos acerca da biodiversidade que permanecem controvertidos e demandam rápido crescimento científico. Eu proponho que atacando estes temas o Brasil talvez possa vir a alcançar a ponta do conhecimento em médio prazo. Em seguida, discuto como podem ser aprimoradas as vias de comunicação entre cientistas e tomadores-de-decisão e o público em geral, enfatizando como um forte programa educacional - que cubra do jardim de infância à pós-graduação - será imprescindível para solucionar os dois problemas acima e definitivamente romper com o paradoxo conhecimento da biodiversidade vs. destruição da biodiversidade.Biodiversity issues in Brazil have reached a critical point. On one hand, biodiversity science is increasing in quality and quantity, however on the other, habitat destruction in all major biomes still maintain alarmingly high rates. This paradox, from a scientific perspective, has two central tenets that scientists should focus on. First, although science related to biodiversity is of high standard in Brazil as compared to that of peers in the world, it is still not at the leading edge of research. Second, the wealth of information built up by strong research programmes, such as Biota/Fapesp - to which this special issue of Scientia Agricola is dedicated - is beginning to help decision-makers to improve precision and quality of their decisions concerning the environment, but still much is left to be done in this respect. Therefore, I discuss some of the biodiversity issues that remain controversial and demand fast scientific growth. Tackling them Brazil may finally reach the leading edge of biodiversity research. Finally, I discuss how communication between scientists and decision-makers and the general public may be improved, highlighting how a strong education project is urgently needed from kindergarten to graduate programmes in order to solve the two problems above mentioned and definitely crack the paradox biodiversity knowledge vs. biodiversity destruction

The effects of ontogeny and environmental oscillations on plant responses to oxygen deprivation

The effects of ontogeny and environmental oscillations on plant responses to oxygen deprivation were investigated for a wide spectrum of species, ranging from agricultural to forestry crops, and from temperate to tropical plants. The extent to which hypoxia- or anoxia-tolerance were affected by ontogeny and environmental oscillations, was assessed mainly through changes in survival and growth and physiological parameters such as respiratory activity, ethanol production and carbohydrate depletion. Anoxia-tolerance of germinating seeds of chickpea (Cicer arietlnum L.) was found to vary, even within the earlier stages of germination, according to the length of the aerobic imbibition period previous to the anoxic shock. The notable fact was that 6 minutes of seed aerobic imbibition prior to anoxic treatment was sufficient to significantly increase post-anoxic survival after 4 days anoxia, compared to seeds not allowed to previously imbibe aerobically. These survival results were mirrored by the significant increase in the oxygen uptake by the embryos of seeds which were allowed to imbibe aerobically for 2 hours prior to anoxia, compared to the embryos of anaerobically imbibed seeds. Germination stage also affected the response of barley (Hordeum vulgare L.) to washing under anoxia, a treatment used to investigate membrane stability and other factors associated with anoxic injury. Temperature, frequency of washing and nutrients present in the washing solution also affect the post-anoxic responses of barley. Daily washing of seedlings under anoxia was often detrimental to post-anoxic survival. One washing only, at the end of the anoxic period, often enhanced survival. This positive effect seemed to be more linked to protection against plasmamembrane leakage due to calcium ions present in the washing solution than to removal of anaerobically-produced potentially toxic volatiles. Two Brazilian tree species were also studied. The seeds of Parkia pendula (Willd.) Benth. ex. Walp., a species typically present in unflooded areas in the Amazon, were still able to germinate after seven months submergence. P.pendula one-month old seedlings, however, did not survive longer than one month flooding, which can be a considerable disadvantage in the ca. six-month long flooding period of the Amazon floodplains. However, adult trees can still be found, although rarely, in flooded areas. The possible strategies involved in an eventual establishment of P.pendula individuals in flooded areas of the Brazilian Amazon are discussed. A contrast is drawn between the responses to flooding of this species and flood-tolerant Parkia discolor. Enterolobium contortisiliquum (Veil.) Morong, is a tree species which is present in both the dry soils of the cerrados (neotropical savannas) in Central Brazil and in the flood-prone Gallery Forests. This species showed considerable tolerance to flooding and drought, as reflected by the various morphological and metabolic adaptations observed in response to these stresses. The role of the xylopodium, a rigid wood tuber, in such tolerance to flood and drought stresses is discussed. Water-stressed roots of some crop species studied presented higher ethanol levels than control plants. Additionally, these same drought-treated roots showed a considerable amount of shrinkage compared to control roots, as measured by root diameter. It is argued that drought causes root shrinkage, which possibly reduces ability of such roots to capture oxygen and results in hypoxia in the tissues and consequent increase in ethanol production. This hypothesis of drought-induced hypoxia is compared with several recent findings in the literature, and is discussed as a possible factor which allows drought, under specific circumstances, to acclimatise plants to a subsequent flooding. From preliminary experiments with alternation of flooding and drought in Eucalyptus species, it appeared that a previous stress affects a plant's response to a subsequent stress. This effect was not always negative, and in E.regnans a five-week drought allowed a subsequent 3-fold increase in flooding survival. This experiment, however, needs to be repeated in order to confirm these results. A common cause for anaerobic injury seems to be unlikely for the diverse plants studied, and anoxia survival often seemed to be related to a combination of morphological and metabolic adaptations. A critical reflection on the risks of labelling plants as tolerant or sensitive to oxygen deprivation is provided, as well as a discussion on the perspectives of applied research which may further the development of ecophysiological theory

ARE GREEN AREAS ALL THE SAME? THE IMPORTANCE OF CONSIDERING TYPOLOGIES OF URBAN GREEN AREAS TO EVALUATE THEIR BENEFITS IN CURITIBA

Áreas verdes urbanas (AVU) são espaços livres de edificações, com predominância de cobertura vegetal, que geram serviços ecossistêmicos importantes nas cidades, como a melhoria microclimática, a segurança hídrica, e a saúde física e mental dos seus habitantes. Geralmente, as AVU são consideradas como um só componente em estudos sobre a floresta urbana, embora possam ter coberturas do solo e qualidade da vegetação diferentes entre si. Esta pesquisa buscou caracterizar tipologias de áreas verdes usando o índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI) para investigar se existe distinção entre elas. Para isso, Curitiba foi selecionada como área de estudo, tendo 18 tipologias de áreas verdes. O NDVI do município, das áreas verdes em conjunto, e de cada tipologia foi calculado com base em imagem LANDSAT-8 e classificado em água, não-vegetação, vegetação gramínea e ou arbustiva, vegetação arbórea esparsa, ou vegetação arbórea densa. Uma análise estatística descritiva e um teste t de igualdade de médias também foram realizados. Os resultados demonstraram diferenças entre a maioria das tipologias, com alta amplitude entre valores mínimos, máximos e médios, estes diferentes entre si na maioria dos casos (72,50%). A proporção ocupada por cada classe de NDVI variou bastante entre as tipologias, principalmente para vegetação gramínea e ou arbustiva (0,00% a 72,22%) e arbórea esparsa (5,26% a 80,00%). Por isso, destaca-se a importância de se conhecer e qualificar a vegetação de diferentes áreas verdes em estudos futuros.Urban green areas (UGA) are open spaces, predominantly with vegetation cover, which generate important ecosystem services to cities, such as microclimate improvement, water security, and physical and mental health of its inhabitants. Usually, UGA are considered as one in urban forest studies, although their land cover and vegetation quality may differ from each other. This research aimed to characterize typologies of urban green areas using the normalized difference vegetation index (NDVI) to investigate whether there is a distinction between them. For this, Curitiba was selected as the study area, a city with 18 types of green areas. The NDVI of the municipality, of the green areas altogether, and of each typology was calculated based on a LANDSAT-8 image and classified as water, non-vegetation, grass and or shrub cover, sparse tree cover, or dense tree cover. In addition, descriptive statistical analysis and t-test for equality between means were performed. Results showed differences between most typologies, with high amplitude between minimum, maximum, and mean values, these differing from each other in most cases (72.50%). The proportion occupied by each class also varied between typologies, mainly for grass and or shrub cover (0.00% to 72.22%) and sparse tree cover (5.26% to 80.00%). Therefore, the importance of knowing and qualifying the vegetation of different green areas in future studies is highlighted

Searching for solutions to the conflict over Europe's oldest forest

The Białowieża Forest World Heritage site is one of the last remaining primeval forests in lowland Europe and is a refuge for European Bison (Bison bonasus), the largest land mammal on the continent (Table 1)

ÁREAS VERDES, POPULAÇÃO E RENDA EM CURITIBA, PR, BRASIL

O Objetivo do Desenvolvimento Sustentável 11.7 visa fornecer acesso universal a espaços públicos verdes, o que pode ser alcançado por um sistema bem planejado de áreas verdes (AV). Este estudo buscou, portanto, identificar lacunas na distribuição de AV relacionada a variáveis demográficas e socioeconômicas. Curitiba foi selecionada como área de estudo por ser internacionalmente conhecida por suas 1.182 AV. Dez variáveis sobre população, renda e AV foram calculadas com base em dados espaciais e divididas em 40 bairros agrupados. Foram realizadas análises estatísticas descritivas bem como correlações de Pearson, Spearman e Kendall. Os principais resultados são apresentados em valores mínimos-máximos por bairro (com valor médio entre parênteses): quantidade 12 – 113 (31,07); área média 0,00 – 0,66 km² (0,03); área total 0,02 – 7,87 km² (0,67); quantidade por área do bairro 0,35 – 12,44 AV/km² (3,98); área do bairro ocupada por AV 0,30 – 42,44% (5,03%); população por quantidade de AV 442,17 – 2.789,26 habitantes/AV (1.564,97); e índice de AV 0,65 – 269,56 m²/habitante (16,77). Correlações fortes foram encontradas principalmente para renda per capita entre a quantidade de AV por área do bairro (positiva) e a população por quantidade de AV (inversa). Os resultados mostram grande amplitude e diferenças relevantes entre bairros que podem auxiliar planejadores urbanos

Para além dos Objetivos do Desenvolvimento Sustentável: desafios para o Brasil

No ambiente das Nações Unidas, em setembro de 2015, 193 países acordaram acerca de 17 Objetivos do Desenvolvimento Sustentável (ODS) a serem alcançados até 2030. Tal aspiração decorre do reconhecimento global que o paradigma de desenvolvimento predominante no mundo é o que trouxe o planeta à maior crise ambiental e humanitária da sua história. Em grande medida, o desejo expresso nos objetivos alça a sustentabilidade ao patamar de principal antídoto contra as adversidades do Antropoceno. Este artigo apresenta os passos das Nações Unidas para a construção da chamada Agenda 2030 e discute o andamento dos objetivos até 2020. Em particular, o texto pondera acerca de até que ponto tal agenda leva em conta outras visões de mundo que não a moderna, alicerçada no capital. O contexto brasileiro, tanto histórico como atual, no campo diplomático e na prática da implementação dos objetivos, é também discutido. O artigo aponta que o projeto de desenvolvimento sustentável preconizado pelos ODS precisa dialogar com outras cosmovisões, como as que emergem do Sul Global. O Brasil, com sua imensa diversidade biocultural, tem um claro papel a desempenhar na construção desse diálogo

Strategic approaches to restoring ecosystems can triple conservation gains and halve costs.

International commitments for ecosystem restoration add up to one-quarter of the world's arable land. Fulfilling them would ease global challenges such as climate change and biodiversity decline but could displace food production and impose financial costs on farmers. Here, we present a restoration prioritization approach capable of revealing these synergies and trade-offs, incorporating ecological and economic efficiencies of scale and modelling specific policy options. Using an actual large-scale restoration target of the Atlantic Forest hotspot, we show that our approach can deliver an eightfold increase in cost-effectiveness for biodiversity conservation compared with a baseline of non-systematic restoration. A compromise solution avoids 26% of the biome's current extinction debt of 2,864 plant and animal species (an increase of 257% compared with the baseline). Moreover, this solution sequesters 1 billion tonnes of CO2-equivalent (a 105% increase) while reducing costs by US$28 billion (a 57% decrease). Seizing similar opportunities elsewhere would offer substantial contributions to some of the greatest challenges for humankind

Diagnóstico brasileiro sobre biodiversidade e serviços ecossistêmicos : sumário para tomadores de decisão

A biodiversidade e os ecossistemas são elementos importantes para enfrentar as crises socioeconômicas e ambientais nacionais e globais, uma vez que proporcionam novas oportunidades de desenvolvimento. Incorporar a biodiversidade na vida cotidiana é uma oportunidade de ouro para promover o uso sustentável da biodiversidade e dos serviços ecossistêmicos. A conservação e a restauração da biodiversidade, dos ecossistemas e de seus serviços associados mostram potencial para um novo desenvolvimento social e econômico, como fonte de geração de emprego e renda, redução da pobreza e da desigualdade socioeconômica. A diversidade biológica brasileira também se expressa em sua imensa diversidade cultural, com uma grande variedade de detentores de conhecimento indígenas e tradicionais. Esses povos possuem vasto conhecimento sobre agrobiodiversidade, pesca, manejo do fogo, medicina natural, entre outros de valor comercial, cultural e espiritual. As principais conclusões deste Sumário para Tomadores de Decisão é que as mudanças no uso da terra e as mudanças climáticas tenham sido - e continuarão sendo ao longo deste século - os principais vetores da perda de biodiversidade e serviços ecossistêmicos no país. Intervenções políticas em diferentes níveis (do local ao nacional, do público ao privado) e a aplicação das leis existentes (mecanismos regulatórios e incentivos) são necessárias para promover a mitigação dos impactos negativos sobre a biodiversidade e a perda de serviços ecossistêmicos. O Brasil já possui uma ampla variedade de instrumentos de política e opções de governança socioambiental, bem como compromissos globais (ODS, Metas de Aichi, Acordo de Paris) relacionados à possibilidade de um futuro sustentável. Entretanto, o controle ineficiente da gestão ou a falta de incentivo para cumprir as regras traz riscos para a consolidação do caminho para esse futuro. O país tem instituições fortes e capazes, mas problemas de infraestrutura, processos lentos, medidas ineficazes e conflitos judiciais, sociais e ecológicos impedem a realização de um desempenho eficiente. Há uma falta de comunicação entre a ciência e a sociedade que precisa ser melhorada por meio do estabelecimento de um fluxo efetivo que torne a comunicação inclusiva e representativa, alcançando os tomadores de decisão públicos e privados. Esforços permanentes para integrar essas duas esferas de conhecimento na sociedade são desejáveis para criar confiança entre os formuladores de políticas e os pesquisadores.Biodiversity and ecosystems are important elements for addressing national and global socioeconomic and environmental crises, since they provide new development opportunities, for example, as source of job and income creation, and reduction in poverty and socioeconomic inequity. Brazilian biological diversity is also expressed in its immense cultural diversity, with a great variety of knowledge holders. These peoples possess vast knowledge on agrobiodiversity, fishing, fire management, natural medicine, among others of commercial, cultural and spiritual value. The main conclusions of this Summary for Police Makers is that land use changes and climate changes have been - and will continue to be throughout this century - the main drivers that result in the loss of biodiversity and ecosystem services in the country. Political interventions at different levels (from local to national, from public to private) and the enforcement of existing laws (regulatory mechanisms and incentives) are required to cope with the mitigation of the negative impacts of biodiversity and ecosystem services loss. Brazil has already a wide variety of policy instruments and socioenvironmental governance options, as well as global commitments (ODS, Aich Targets, Paris Agreement) related to the objective of a sustainable future. However, inefficient management control or lack of incentive to comply with the rules pose risks to consolidating the path to this future. The country has strong and capable institutions, but infrastructural problems, slow processes, inefficient measurements and judicial, social and ecological conflicts obstruct a proficient performance. There is a lack of communication between science and society which needs to be improved by establishing an effective flow that makes communication inclusive and representative, reaching public and private decision makers. Permanent efforts to integrate Science and policy knowledges are desirable to build confidence between policy makers and researchers