Impacte das alterações climáticas na variabilidade ambiental e na definição de estratégias para a floresta portuguesa: o controlo de espécies invasoras pela valorização energética

Abstract

O presente Trabalho incide sobre o impacto das alterações climáticas na floresta portuguesa, analisando a sua influência na variabilidade dos parâmetros ambientais e propondo novas estratégias de gestão florestal que contribuam para o aumento da resiliência das florestas. A problemática das espécies invasoras e o seu controlo através da valorização energética é um dos eixos centrais deste trabalho. As alterações climáticas têm impactado diretamente as florestas portuguesas. Aumentos na temperatura média do ar, redução da precipitação e concentração dos períodos de precipitação levaram ao aumento do risco de fogos rurais e à propagação de espécies invasoras. Estes impactos, aliados ao abandono das zonas rurais, exigem a definição de novas estratégias de gestão florestal. Neste trabalho confirma-se que as alterações nos parâmetros ambientais têm contribuído para a ocorrência de períodos de seca recorrentes, com efeitos diretos na floresta. Esta situação tem também contribuído para o aumento do risco de fogos rurais, enfraquecendo a floresta e permitindo a dispersão de espécies invasoras. Este ciclo prejudica a resiliência da floresta e incentiva a aplicação de ações que mitiguem estes impactos negativos. A valorização energética da biomassa resultante das operações de controlo e erradicação de espécies invasoras surge como uma possibilidade a considerar. Esta abordagem permite recuperar grandes quantidades de biomassa residual, mantendo pressão constante sobre os povoamentos de espécies invasoras e reduzindo a sua capacidade de recuperação. Propõe-se a adoção de modelos de gestão florestal adaptativos e multifuncionais. Estes modelos são dinâmicos, baseando-se a tomada de decisão nas medidas a implementar no pressuposto de que a gestão florestal deve ser enquadrada de forma abrangente, incluindo a análise de todas as variáveis. O recurso não só é valorizado, como potenciado. A pesquisa enfrentou desafios significativos, nomeadamente a pandemia COVID-19, que limitou a capacidade de recolha de amostras e interação direta entre os participantes. No entanto, apesar das dificuldades, foi possível concluir o trabalho de caracterização prática de amostras de biomassa em laboratório. Os temas discutidos nesta tese justificam maior profundidade e dedicação, e este trabalho serve para abrir um conjunto de possibilidades para futuras pesquisas. A intenção é dar continuidade ao estudo das alterações climáticas e dos modelos de gestão florestal, principalmente na identificação de processos para a recuperação da biomassa residual até ao seu pleno potencial, mas dando foco preferencial à recuperação energética através de processos de conversão termoquímica. A conclusão deste trabalho não significa o fim dos temas discutidos, mas sim o início de novas possibilidades de investigação. Entre os temas abordados, as alterações climáticas certamente serão o impulso para continuar a pesquisa, analisando o impacto das mesmas no desenvolvimento de algumas espécies através do estabelecimento de modelos de crescimento para espécies lenhosas invasoras. Além disso, pretende-se estabelecer um modelo de correlação entre o crescimento de algumas espécies lenhosas e parâmetros como a precipitação e temperatura, que podem servir como um modelo para caracterizar o clima em locais onde dados não estão disponíveis. Propõe-se a continuação da análise dos modelos de gestão florestal, principalmente na identificação de processos para a recuperação da biomassa residual até ao seu pleno potencial, mas dando preferencialmente foco à recuperação energética através de processos de conversão termoquímica, como a torrefação, a pirólise ou a gaseificação, combinados com a análise de cadeias de fornecimento baseadas na floresta, numa perspetiva de sustentabilidade dos recursos e da introdução de práticas de bioeconomia circular; - Impact of Climate Change on Environmental Variability and Defining Strategies for the Portuguese Forest: Control of Invasive Species through Energy Valorization Abstract: This doctoral thesis focuses on the impact of climate change on Portuguese forests, examining its influence on the variability of environmental parameters and proposing new forest management strategies that contribute to increasing forest resilience. The issue of invasive species and their control through energy recovery is one of the central themes of this work. Climate change has directly impacted Portuguese forests. Increases in average air temperature, reduction of precipitation, and concentration of rainfall periods have led to an increased risk of rural fires and the spread of invasive species. These impacts, coupled with rural depopulation, necessitate the definition of new forest management strategies. This thesis confirms that changes in environmental parameters have contributed to the occurrence of recurring drought periods, with direct effects on the forest. This situation has also contributed to the increased risk of rural fires, weakening the forest and allowing the dispersal of invasive species. This cycle damages forest resilience and encourages the application of actions to reduce/mitigate these negative impacts. The energy recovery of biomass resulting from the control and eradication operations of invasive species emerges as a consideration. This approach allows the recovery of large quantities of residual biomass, maintaining constant pressure on stands of invasive species and reducing their recovery capacity. The thesis proposes the adoption of adaptive and multifunctional forest management models. These models are dynamic, with decision-making based on the measures to be implemented on the assumption that forest management should be encompassed comprehensively, including the analysis of all variables. The resource is not only valued but also enhanced. The research faced significant challenges, including the COVID-19 pandemic, which limited the capacity for sample collection and direct interaction between participants. However, despite the difficulties, it was possible to conclude the practical characterization work of biomass samples in the laboratory. The topics discussed in this thesis justify further depth and dedication, and this work serves to open a range of possibilities for future research. The intention is to continue studying climate change and forest management models, mainly in identifying processes for the recovery of residual biomass to its full potential, but with a preferential focus on energy recovery through thermochemical conversion processes. The conclusion of this work does not signify the end of the topics discussed, but rather the beginning of new research possibilities. Among the topics addressed, climate change will certainly be the impetus to continue research, analyzing its impact on the development of certain species through the establishment of growth models for invasive woody species. In addition, it is intended to establish a correlation model between the growth of certain woody species and parameters such as precipitation and temperature, which can serve as a model to characterize the climate in locations where data are not available. The thesis proposes the continuation of the analysis of forest management models, mainly in identifying processes for the recovery of residual biomass to its full potential, but with a preferential focus on energy recovery through thermochemical conversion processes, such as torrefaction, pyrolysis, or gasification, combined with the analysis of forest-based supply chains, from a perspective of resource sustainability and the introduction of circular bioeconomy practices.