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Nature-based solutions (NbS) for coastal ecosystem resilience enhancement: towards a conceptual model for marine pollution mitigation
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Abstract(s)
Coastal ecosystems, including mangroves, salt marshes, and coral reefs, perform various vital functions such as flood mitigation, erosion prevention, habitat conservation, and carbon sequestration. However, these ecosystems are encountering unparalleled challenges primarily due to climate change and anthropogenic activities that contribute to marine pollution, jeopardizing ecosystem integrity. The deterioration and destruction of coastal habitats undermine the natural resilience of these regions. Thus, the implementation of meticulously designed Nature-based Solutions (NbS) can facilitate the restoration and rehabilitation of compromised coastal ecosystems, mitigate marine pollution, and enhance economic and societal advantages in a cost-effective and sustainable manner. Examples encompass the rehabilitation of essential habitats, including seagrass and salt marshes, to safeguard biodiversity and facilitate carbon sequestration, as well as the management of coastal habitats to conserve biodiversity and shield populations from extreme weather phenomena. This master's thesis seeks to perform a thorough evaluation of the efficacy and potential of Nature-based Solutions (NbS), including habitat restoration, green infrastructure, and ecological engineering, in mitigating pollution effects and fostering long-term environmental sustainability, while also formulating a conceptual model for their effective application. The research will enhance the understanding of coastal resilience and offer pragmatic recommendations for coastal management and planning.
Os ecossistemas costeiros, incluindo sapais, pradarias marinhas, planícies intertidais, recifes de coral e bancos de areia sub-litorais, são cruciais para a manutenção do equilíbrio ecológico e para suporte à humanidade. Estes ecossistemas fornecem serviços essenciais, como mitigação de inundações, prevenção de erosão, sequestro de carbono, melhoria da qualidade da água, conservação de habitats e apoio à biodiversidade. Contudo, a integridade destes ecossistemas está cada vez mais ameaçada por pressões antrópicas e seus impactes acelerados pelas alterações climáticas. A poluição marinha, a degradação de habitats e a perda de biodiversidade são alguns dos desafios mais urgentes, comprometendo a resiliência natural destes ecossistemas e reduzindo a sua capacidade de fornecer serviços ecossistémicos vitais. Abordar estes desafios requer estratégias inovadoras, sustentáveis e economicamente viáveis que estejam alinhadas com os objetivos ambientais globais, incluindo os definidos pela Década do Oceano das Nações Unidas para o Desenvolvimento Sustentável. As Soluções Baseadas na Natureza (NbS) surgem como um quadro promissor para enfrentar a degradação dos ecossistemas costeiros. As estratégias NbS, como a restauração de habitats, a engenharia ecológica e as infraestruturas verdes, são concebidas para reabilitar e melhorar as funções dos ecossistemas, promovendo simultaneamente a saúde ambiental. Esta tese explora o potencial das NbS para mitigar a poluição marinha, melhorar a resiliência dos ecossistemas e proporcionar benefícios socioeconómicos. É dada atenção especial à aplicação das NbS no sistema lagunar da Ria Formosa, uma região costeira de grande relevância biológica, ecológica, social e económica caracterizada pelas suas planícies intertidais, pradarias marinhas, sapais e bancos de areia sub-litorais. Neste trabalho foi aplicada a metodologia Marine Evidence-based Sensitivity Assessment (MarESA) para avaliar a provisão de serviços ecossistémicos pelos habitats críticos da Ria Formosa e para analisar a sua vulnerabilidade e sensibilidade a diferentes pressões de poluição. Os resultados revelam que os habitats da Ria Formosa apresentam uma distribuição espacial complexa e uma heterogeneidade notável, mantendo estabilidade tanto em intervalos intra-anuais como inter-anuais. Esta estabilidade sustenta uma diversidade significativa de espécies e serviços ecossistémicos robustos. As pradarias marinhas e os sapais destacam-se como habitats particularmente valiosos devido ao seu papel na melhoria da qualidade da água, no sequestro de carbono e no suporte à biodiversidade. Contudo, estes biótopos são altamente sensíveis às pressões antrópicas, como o enriquecimento de nutrientes, a poluição orgânica e o aumento da turvação da água. As planícies intertidais desempenham um papel complementar ao promover o crescimento das pradarias marinhas através da melhoria da transparência da água, enquanto os sapais, por sua vez, contribuem para a retenção de sedimentos, contribuindo ativamente para a estabilidade do ecossistema. As interconexões entre estes habitats destacam a necessidade de abordagens de gestão integrada que colmatem os impactes cumulativos do crescimento populacional, do turismo e da poluição. Principais fatores de stress, como as dragagens, a introdução de águas residuais tratadas e não-tratadas e o enriquecimento de nutrientes, comprometem a conservação a longo prazo dos ecossistemas da Ria Formosa. Consequentemente, a implementação de estratégias NbS direcionadas, como a restauração de pradarias marinhas e sapais, é fundamental para melhorar a resiliência e a funcionalidade dos serviços ecossistémicos da Ria Formosa. A presente dissertação destaca a importância ecológica das pradarias marinhas e das planícies intertidais, defendendo a sua proteção e conservação como prioridades nas estratégias de mitigação da poluição. Os sapais e os bancos de areia sub-litorais, embora moderadamente sensíveis às pressões antrópicas, desempenham papéis vitais na promoção da biodiversidade e na mitigação dos impactes da poluição. A restauração e conservação destes habitats costeiros não só contribuem para a melhoria da qualidade da água, como promovem o sequestro de carbono, mitigam os impactos das mudanças climáticas e reforçam a resiliência dos sistemas de gestão de água. Um aspeto crucial para o avanço das NbS é a integração destas soluções em quadros políticos locai, regionais e nacionais, como estratégias de longo prazo, incluídas por exemplo em Planos de Adaptação Climática e/ou Estratégias e Planos de Ação para a Biodiversidade. Esforços colaborativos entre vários atores são essenciais para garantir o desenvolvimento sustentável e a implementação eficaz das NbS. Além disso, salvaguardas sociais e ambientais devem ser integradas nas estratégias NbS de forma a assegurar a sua equidade e inclusão. A mobilização de recursos, tanto nacionais como internacionais, é fundamental para ampliar os esforços das NbS em consonância com compromissos globais, como o Nature Compact. Os resultados obtidos durante o presente trabalho estão completamente alinhados com os atuais objetivos políticos da União Europeia (EU) sobre NbS, que enfatizam a integração destas abordagens na investigação, inovação e política a vários níveis de atuação. Os objetivos seguintes da UE incluem expandir a informação sobre o custo/beneficio destas soluções com base em evidências científicas.
Os ecossistemas costeiros, incluindo sapais, pradarias marinhas, planícies intertidais, recifes de coral e bancos de areia sub-litorais, são cruciais para a manutenção do equilíbrio ecológico e para suporte à humanidade. Estes ecossistemas fornecem serviços essenciais, como mitigação de inundações, prevenção de erosão, sequestro de carbono, melhoria da qualidade da água, conservação de habitats e apoio à biodiversidade. Contudo, a integridade destes ecossistemas está cada vez mais ameaçada por pressões antrópicas e seus impactes acelerados pelas alterações climáticas. A poluição marinha, a degradação de habitats e a perda de biodiversidade são alguns dos desafios mais urgentes, comprometendo a resiliência natural destes ecossistemas e reduzindo a sua capacidade de fornecer serviços ecossistémicos vitais. Abordar estes desafios requer estratégias inovadoras, sustentáveis e economicamente viáveis que estejam alinhadas com os objetivos ambientais globais, incluindo os definidos pela Década do Oceano das Nações Unidas para o Desenvolvimento Sustentável. As Soluções Baseadas na Natureza (NbS) surgem como um quadro promissor para enfrentar a degradação dos ecossistemas costeiros. As estratégias NbS, como a restauração de habitats, a engenharia ecológica e as infraestruturas verdes, são concebidas para reabilitar e melhorar as funções dos ecossistemas, promovendo simultaneamente a saúde ambiental. Esta tese explora o potencial das NbS para mitigar a poluição marinha, melhorar a resiliência dos ecossistemas e proporcionar benefícios socioeconómicos. É dada atenção especial à aplicação das NbS no sistema lagunar da Ria Formosa, uma região costeira de grande relevância biológica, ecológica, social e económica caracterizada pelas suas planícies intertidais, pradarias marinhas, sapais e bancos de areia sub-litorais. Neste trabalho foi aplicada a metodologia Marine Evidence-based Sensitivity Assessment (MarESA) para avaliar a provisão de serviços ecossistémicos pelos habitats críticos da Ria Formosa e para analisar a sua vulnerabilidade e sensibilidade a diferentes pressões de poluição. Os resultados revelam que os habitats da Ria Formosa apresentam uma distribuição espacial complexa e uma heterogeneidade notável, mantendo estabilidade tanto em intervalos intra-anuais como inter-anuais. Esta estabilidade sustenta uma diversidade significativa de espécies e serviços ecossistémicos robustos. As pradarias marinhas e os sapais destacam-se como habitats particularmente valiosos devido ao seu papel na melhoria da qualidade da água, no sequestro de carbono e no suporte à biodiversidade. Contudo, estes biótopos são altamente sensíveis às pressões antrópicas, como o enriquecimento de nutrientes, a poluição orgânica e o aumento da turvação da água. As planícies intertidais desempenham um papel complementar ao promover o crescimento das pradarias marinhas através da melhoria da transparência da água, enquanto os sapais, por sua vez, contribuem para a retenção de sedimentos, contribuindo ativamente para a estabilidade do ecossistema. As interconexões entre estes habitats destacam a necessidade de abordagens de gestão integrada que colmatem os impactes cumulativos do crescimento populacional, do turismo e da poluição. Principais fatores de stress, como as dragagens, a introdução de águas residuais tratadas e não-tratadas e o enriquecimento de nutrientes, comprometem a conservação a longo prazo dos ecossistemas da Ria Formosa. Consequentemente, a implementação de estratégias NbS direcionadas, como a restauração de pradarias marinhas e sapais, é fundamental para melhorar a resiliência e a funcionalidade dos serviços ecossistémicos da Ria Formosa. A presente dissertação destaca a importância ecológica das pradarias marinhas e das planícies intertidais, defendendo a sua proteção e conservação como prioridades nas estratégias de mitigação da poluição. Os sapais e os bancos de areia sub-litorais, embora moderadamente sensíveis às pressões antrópicas, desempenham papéis vitais na promoção da biodiversidade e na mitigação dos impactes da poluição. A restauração e conservação destes habitats costeiros não só contribuem para a melhoria da qualidade da água, como promovem o sequestro de carbono, mitigam os impactos das mudanças climáticas e reforçam a resiliência dos sistemas de gestão de água. Um aspeto crucial para o avanço das NbS é a integração destas soluções em quadros políticos locai, regionais e nacionais, como estratégias de longo prazo, incluídas por exemplo em Planos de Adaptação Climática e/ou Estratégias e Planos de Ação para a Biodiversidade. Esforços colaborativos entre vários atores são essenciais para garantir o desenvolvimento sustentável e a implementação eficaz das NbS. Além disso, salvaguardas sociais e ambientais devem ser integradas nas estratégias NbS de forma a assegurar a sua equidade e inclusão. A mobilização de recursos, tanto nacionais como internacionais, é fundamental para ampliar os esforços das NbS em consonância com compromissos globais, como o Nature Compact. Os resultados obtidos durante o presente trabalho estão completamente alinhados com os atuais objetivos políticos da União Europeia (EU) sobre NbS, que enfatizam a integração destas abordagens na investigação, inovação e política a vários níveis de atuação. Os objetivos seguintes da UE incluem expandir a informação sobre o custo/beneficio destas soluções com base em evidências científicas.
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Keywords
Poluição costeira Sensibilidade do habitat Degradação do habitat Serviços ecossistémicos