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Tipo: Tese
Título: Novos métodos para restauração marinha através dos “SAR” (simbiotic artificial reefs)
Título em inglês: New methods for marine restoration using SAR (symbiotic artificial reefs)
Autor(es): Villavicencio, Carolina Bracho
Orientador: Matthews-Cascon, Helena
Coorientador: Rossi, Sergio
Palavras-chave em português: Recifes artificiais;Restauração;Ecossistemas marinhos
Palavras-chave em inglês: Artificial reefs;Restoration;Marine ecosystems
CNPq: CNPQ:CIENCIAS BIOLOGICAS:ECOLOGIA
Data do documento: 2025
Citação: VILLAVICENCIO, Carolina Bracho. Novos métodos para restauração marinha através dos “SAR” (simbiotic artificial reefs). 2025. 110 f. Tese (Doutorado em Ciências Marinhas Tropicais) - Instituto de Ciências do Mar (Labomar), Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025.
Resumo: Recifes artificiais (RAs) são uma ferramenta usada no nível mundial desde várias décadas para restaurar ativamente ecossistemas marinho-costeiros e recursos pesqueiros. Contudo, RAs tem sido implementados sem planejamento, causando diversos impactos ambientais e suspeita do seu uso em programas de restauração. Esta tese teve como objetivo determinar quais as características ótimas para que os RAs sejam bem sucedidos na restauração de ecossistemas marinhos e costeiros. Isto se condiz principalmente com os ODS 13 (ação contra a mudança global do clima) e 14 (vida na água). Assim, o estudo foi dividido em três partes. O primeiro capítulo aborda uma discussão sobre os RAs no Brasil, explorando a sua história, conhecimento científico chave e perspectivas futuras, aportando assim desde uma perspectiva ecológica uma ferramenta de tomada de decisão no uso de RAs para evitar diversos impactos ambientais já ocorridos no país (i.e., introdução de espécies exóticas, uso de materiais poluentes, etc.). No segundo capítulo foi realizada uma revisão sistemática de literatura (RSL) sobre o estado das artes dos RAs no mundo entre 1990-2020 incluindo uma metanálise sobre a efetividade dos RAs em se assemelhar a recifes naturais (RNs), com o índice de similaridade de Bray-Curtis como medida de sucesso de restauração de ecossistemas marinhos e costeiros. Importantes lacunas de conhecimento sobre aspectos socioeconômicos; design, materiais e disposição nos habitats selecionados; aspectos jurídicos, de gestão e de planejamento considerando o monitoramento de longo prazo são ressaltadas. Com relação à eficácia, poucos artigos (n=13) permitiram comparações apropriadas entre RAs e RNs, destacando a necessidade de aplicar sítios de referência adequados nestas implementações. A meta-análise mostrou que os RAs não são semelhantes aos RNs de referência (p=0,03 e p=0,05 para modelos efeito comum e aleatório, respectivamente). Um alto índice de heterogeneidade (88%) indica que essa relação pode ser influenciada por outros fatores além da natureza do recife. No entanto, alguns RAs bem sucedidos em se assemelhar a RNs brindaram direções mais acertadas neste sentido. No terceiro capítulo foi realizado um estudo experimental na cidade de Porto Cesário, Itália, entre outubro/2019 e setembro/2021. Foi testada a eficácia de materiais de origem orgânica conhecidos por disponibilizar nutrientes, degradar poluentes e reduzir o risco de patógenos em ecossistemas terrestres. Placas experimentais de biochar, biofermento e concreto (controle) foram fotografadas em diferentes tempos durante o período de estudo. Foi estimada a cobertura de grupos taxonômicos usando o software Photoquad e analisadas com PERMANOVA univariada e multivariada sob os fatores material e tempo. Foram detectadas diferenças significativas entre material, tempo e sua interação, mostrando uma sucessão ecológica com mudanças na composição comunitária através dos períodos de colonização. Biochar alcançou uma maior cobertura de organismos marinhos em menor tempo de colonização, comparado com biofermento e o controle, o qual é requerido em programas de restauração, assim como mostrou-se como material ótimo para submersão. Ecossistemas recifais degradados tem oportunidades para ser restaurados por meio de RAs, sempre que um planejamento científico e logico com especificidade espaço-temporal seja aplicado.
Abstract: Artificial reefs (ARs) are a tool used for several decades to actively restore marine-coastal ecosystems and fisheries resources. However, RAs have been implemented without planning, causing several environmental impacts and suspicion of their use in restoration programs. This thesis aimed to determine the optimal characteristics for ARs to be successful in restoring marine and coastal ecosystems. This mainly relates to SDGs 13 (climate action) and 14 (life below water). Thus, the study was divided into three chapters. The first chapter addresses a discussion on ARs in Brazil, exploring their history, key scientific knowledge and future perspectives, thus providing from an ecological perspective a decision-making tool on the use of ARs to avoid several environmental impacts that have already occurred in the country (i.e., introduction of exotic species, use of polluting materials, etc.). In the second chapter, a systematic literature review (SLR) was carried out on the state of the art of ARs in the world between xx-xx, including a meta-analysis on the effectiveness of ARs in resembling natural reefs (NRs), with the Bray-Curtis similarity index as a measure of success in restoring marine and coastal ecosystems. Important information gaps are highlighted regarding socioeconomic aspects; design, materials and layout in the selected habitats; legal, management and planning aspects considering long-term monitoring. Regarding efficacy, few articles (n=13) allowed appropriate comparisons between ARs and NRs, highlighting the need to apply adequate reference sites in these implementations. The meta-analysis showed that ARs are not similar to reference NRs (p=0.03 and p=0.05 for common and random effect models, respectively). A high level of heterogeneity (88%) indicates that this relationship may be influenced by factors other than the nature of the reef. However, some ARs that were successful in resembling NRs provided more accurate directions in this regard. In the third chapter, an experimental study was carried out in the city of Porto Cesario, Italy, between October 2019 and September 2021. The effectiveness of organic materials known to provide nutrients, degrade pollutants and reduce the risk of pathogens in terrestrial ecosystems was tested. Experimental plates of biochar, bioferment and concrete (control) were photographed at different times during the study period. The coverage of taxonomic groups was estimated using Photoquad software and analyzed with univariate and multivariate PERMANOVA using material and time as factors. Significant differences were detected between material, time and their interaction, showing an ecological succession with changes in community composition through the colonization periods. Biochar achieved a higher coverage of marine organisms in a shorter colonization time, compared to bioferment and the control, which is required in restoration programs, as well as being an optimal material for submersion. Degraded reef ecosystems have opportunities to be restored through ARs, whenever a scientific and logical planning with space-time specificity is applied.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/85794
ORCID do(s) Autor(es): https://orcid.org/0000-0003-1445-6853
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/4508932545299296
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0003-2511-1025
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/3164248161831196
ORCID do Coorientador: https://orcid.org/0000-0003-4402-3418
Currículo Lattes do Coorientador: http://lattes.cnpq.br/0900817180710886
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:LABOMAR - Teses defendidas na UFC

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