Space-time variations of environmental indicators of vegetation development in ice-free areas of Maritime Antarctica

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Ferrari, Flávia Ramos
• Orientador(a): Schaefer, Carlos Ernesto Gonçalves Reynaud
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Programa de Pós-Graduação: Botânica
• Área do conhecimento CNPq: Ciências Biológicas
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/29636; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2022.361

A relação entre o ambiente e a forma de crescimento da vegetação se materializa claramente na antártica devido à sua alta sensibilidade às mudanças ambientais. Em escala regional, o clima na Antártica é o principal fator que afeta a diversidade e estrutura da comunidade vegetal, no entanto, em menor escala, a topografia e as propriedades do solo são os fatores mais importantes. Com o aumento da temperatura e posterior recuo das geleiras, novas áreas são expostas. O monitoramento da distribuição da vegetação nessas áreas, dos fatores biogênicos e do recuo das geleiras são fatores-chave que predizem as respostas ecológicas devido às mudanças climáticas. Este estudo teve como objetivo avaliar como as condições ambientais influenciam e interagem com a distribuição das comunidades vegetais, identificando fatores bióticos (aves e composição microbiana do solo) e abióticos (solos, paisagem e gases de efeito estufa) que interferem na dinâmica do ecossistema antártico. Foram visitadas três regiões antárticas distintas no Arquipélago de Shetland do Sul: Thomas Point e Demay Point na Ilha Rei George, e Harmony Point na Ilha Nelson. Assim, mediu-se o potencial de produção de gases de efeito estufa em laboratório de 11 comunidades em um gradiente topográfico, à quatro temperaturas diferentes (-2, 4, 6 e 22 ºC). Para avaliar a troca líquida de CO 2 do ecossistema a partir das coberturas do solo, comparar a comunidade microbiana e caracterizar os compostos da matéria orgânica, analisamos coberturas vegetais distintas com sistemas de câmaras claras e amostras de solos. Em três afloramentos rochosos, utilizou-se modelos lineares de efeitos mistos e análises químicas e físicas de solo para avaliar a frequência e cobertura de plantas, padrões de riqueza e os principais efeitos de potenciais preditores. Identificamos 11 comunidades vegetais através de um levantamento fitossociológico, produto ortomosaico com alta resolução a partir de imagens aéreas de drones, e mapeou-se a vegetação média, geleiras e solo nu total por meio de classificação manual e machine learning usando os modelos preditores avNNet, kknn e rf, baseado em 10 classes. Comparou-se o recuo da geleira e a área total de solo descoberto em três ortoimagens de distintos intervalos de anos. Os resultados mostraram que há uma tendência geral de aumento do potencial de produção de gases de efeito estufa com o aumento da temperatura, com sumidouro de N 2 O na maioria das comunidades a -2 ºC, e maiores emissões de CH 4 em tapetes de musgo. A troca líquida de CO 2 no ecossistema apresenta variação entre locais, coberturas vegetais, comunidade microbiana e disponibilidade de fósforo, com maiores emissões de CO 2 devido à matéria orgânica depositada, à diversidade microbiana do solo e à falta de vegetação atual. Descobriu-se que mudanças no substrato ao longo dos afloramentos rochosos também promovem alta rotatividade de espécies entre os três fragmentos rochosos, onde a filtragem mediada pelo habitat pode determinar diferenças na riqueza de espécies. O preditor avNNet teve maior precisão e ao comparar o método automático com o manual de mapeamento, divergindo em diversas situações, mas com o aprendizado de máquina é possível prever áreas livres de gelo e auxiliar os esforços amostrais na Antártica. Palavras-chave: Comunidades vegetais. Mudanças climáticas. Recuo de geleiras.