Efeito da paisagem e do manejo agrícola nas redes de interação cultura polinizador em policulturas de pequenos estabelecimentos rurais

Abstract

Resumo: A polinização biótica é um dos serviços ecossistêmicos mais valiosos para a agricultura, aumentando a qualidade e a quantidade da produção. No entanto, esse serviço está ameaçado por mudanças ambientais intensas, especialmente pela conversão da cobertura e uso do solo decorrentes da intensificação agrícola. O uso intensivo do solo impacta os ecossistemas em diferentes escalas, promovendo a simplificação ecológica que desencadeia a perda da biodiversidade e da funcionalidade ecossistêmica. Polinizadores essenciais, como as abelhas, têm acesso reduzido a recursos e habitats, comprometendo sua riqueza e interações. A perda dessas interações ameaça o serviço de polinização, colocando em risco a produção agrícola e a segurança alimentar. Nesta tese, investigamos como a agricultura, em diferentes escalas, afeta as redes de interação cultura-polinizador. Analisamos variáveis emergentes no entorno dos estabelecimentos agrícolas (estrutura da paisagem e configuração florestal) e na área interna dos estabelecimentos (complexidade do uso da terra e heterogeneidade do cultivo). Avaliamos seus efeitos sobre a composição (índices de ß diversidade de interações: ßWS, ßST, ß’OS e ßST.h; Capítulo I), estrutura (métricas de topologia: assimetria, conectância, modularidade, aninhamento e especialização; Capítulo II) e robustez (computada em diferentes cenários de extinção; Capítulo III) das redes formadas por culturas e abelhas polinizadoras. Nós coletamos os dados de interação em 15 estabelecimentos agrícolas familiares com plantio de policulturas manejadas de forma convencional ou orgânica (São José dos Pinhais, Paraná, Brasil). Ao todo analisamos 6571 interações entre 26 espécies de culturas e 103 espécies de abelhas. Nossos resultados indicam que as redes cultura polinizador são afetadas tanto em escala regional quanto local, mas os efeitos mais evidentes emergem na escala local. Isso reforça o papel central do produtor na conservação das interações de polinização, pois suas decisões de manejo afetam diretamente essas interações. Todas as variáveis analisadas influenciaram pelo menos um aspecto das redes, evidenciando a natureza multicausal e complexa dos efeitos da agricultura sobre a biodiversidade e as interações ecológicas. A eficácia das medidas locais depende de um contexto paisagístico favorável, demandando mobilização comunitária e políticas públicas para preservar os serviços ecossistêmicos. Assim, ações para a conservação da polinização, essencial para a segurança alimentar, deve considerar múltiplas escalas e envolver diversos atores sociais, desde produtores rurais até formuladores de políticas ambientais

Abstract: Biotic pollination is one of the most valuable ecosystem services for agriculture, increasing both the quality and quantity of production. However, this service is threatened by intense environmental changes, particularly by land cover and land use conversion resulting from agricultural intensification. Intensive land use impacts ecosystems at different scales, promoting ecological simplification that triggers biodiversity loss and ecosystem functionality decline. Essential pollinators, such as bees, have reduced access to resources and habitats, compromising their richness and interactions. The loss of these interactions threatens pollination services, endangering agricultural production and food security. In this thesis, we investigate how agriculture, at different scales, affects aspects of crop-pollinator interaction networks. We analysed emerging variables in the surroundings of farms (landscape structure and forest configuration) and within farms (farm complexity and crop heterogeneity). We assessed their effects on the composition (interaction ß-diversity indices: ßWS, ßST, ß’OS and ßST.h; Chapter I), structure (network topology metrics: asymmetry, connectance, modularity, nestedness and specialisation; Chapter II), and robustness (under different extinction scenarios; Chapter III) of networks formed between crops and pollinating bees. We collected interaction data in 15 smallholder farms with polyculture systems managed conventionally or organically (São José dos Pinhais, Paraná, Brazil). In total, we analysed 6571 interactions among 26 crop species and 103 bee species. Our results indicate that crop-pollinator networks are affected both at regional and local scales, but the strongest effects emerge at the local scale. This reinforces the central role of farmers in pollination interaction conservation, as their management decisions directly affect these interactions. All analysed variables influenced at least one aspect of the networks, highlighting the multicausal and complex nature of agricultural impacts on biodiversity and ecological interactions. The effectiveness of local measures depends on a favourable landscape context, requiring community engagement and public policies to preserve ecosystem services. Thus, actions to conserve pollination, essential for food security, must consider multiple scales and involve a range of social actors, from farmers to environmental policymakers