Abordagens analíticas para avaliar a alteração da cobertura vegetal nativa e mortalidade de fauna em rodovias

Abstract

A maioria dos impactos humanos no meio ambiente está associada às estradas, que permitem o acesso aos ambientes e cujos impactos sobre a biodiversidade crescem junto com a expansão da infraestrutura viária. As estradas facilitam a conversão de vegetação nativa, alteram o uso do solo e causam impactos diretos e indiretos sobre a fauna silvestre, como mortalidade por colisões veículo-fauna e alterações na dinâmica populacional. O objetivo desta tese foi investigar os impactos das rodovias sobre a vegetação nativa e as populações de fauna silvestre, bem como identificar os métodos estatísticos utilizados na avaliação de padrões espaciais de colisões veículo-fauna. No Capítulo I, avaliei padrões de mudanças na vegetação nativa antes e depois da pavimentação de rodovias federais do Brasil por meio de um desenho amostral Antes-Depois-Gradiente. Em nível nacional, encontramos que, após a pavimentação, houve aumento ou desaceleração da perda de vegetação. Porém, as respostas dos biomas foram variadas, em que os biomas Amazônia, Cerrado e Pampa apresentaram perdas de vegetação nativa, e Mata Atlântica e Caatinga apresentaram ganhos. Apenas o bioma Cerrado apresentou diferença significativa na vegetação nativa ao longo do gradiente de distância à estrada. Esses resultados ressaltam que os impactos da pavimentação de estradas dependem de avaliações multiescalas, temporais e específicas para cada bioma. No Capítulo II, desenvolvi um modelo baseado em indivíduos para avaliar como o crescimento relativo de populações de espécies que variam em características populacionais, como o deslocamento diário, a estratégia reprodutiva e a probabilidade de travessia na estrada, responde a cenários com diferentes fluxos de veículos. Os impactos não foram lineares e dependeram da interação entre as características populacionais avaliadas. As populações com grande deslocamento diário e maturação tardia apresentaram crescimento negativo em todos os cenários, enquanto aquelas com baixo deslocamento e maturação precoce se mostraram resilientes mesmo sob alto tráfego. No Capítulo III, elaborei um mapeamento sistemático para identificar os métodos estatísticos utilizados para avaliar padrões espaciais de colisões veículo-fauna e os termos associados à definição de segmentos com maior concentração dessas colisões. Os resultados da síntese revelaram uma confusão terminológica e viés geográfico na escolha dos métodos, reforçando a necessidade de estudos que comparem o desempenho de métodos espaciais sob diferentes distribuições de dados. Por meio dessa tese, pude demonstrar como os impactos da pavimentação de rodovias variam entre biomas, como modelos preditivos podem auxiliar na percepção sobre respostas populacionais ao fluxo de veículos, e os padrões dos métodos estatísticos utilizados para identificar segmentos com maior concentração de colisões. Assim, esses resultados demonstram que os impactos das rodovias são heterogêneos, sendo necessário adotar abordagens sensíveis ao contexto e às espécies, bem como maior clareza nas escolhas metodológicas frente à ampla diversidade de métodos existentes.

Most human impacts on the environment are associated with roads, which provide access to natural environments and whose impacts on biodiversity grow alongside the expansion of road infrastructure. Roads facilitate the conversion of native vegetation, alter land use, and cause direct and indirect impacts on wildlife, such as mortality from vehicle-wildlife collisions and changes in population dynamics. The aim of this thesis was to investigate the impacts of roads on native vegetation and wildlife populations, as well as to identify the statistical methods used to assess spatial patterns of vehicle-wildlife collisions. In Chapter I, I assessed patterns of native vegetation change before and after paving of federal highways in Brazil using a Before-After-Gradient sampling design. At the national level, we found that paving was followed by an increase in, or a deceleration of, vegetation loss. However, biome-level responses varied, with the Amazon, Cerrado, and Pampa biomes showing losses in native vegetation, while the Atlantic Forest and Caatinga showed gains. Only the Cerrado biome showed a significant difference in native vegetation along the distance gradient from the road. These results highlighted that the impacts of road paving depend on multiscale, temporal, and biome-specific assessments. In Chapter II, I developed an individual-based model to assess how the relative growth of populations with varying population traits — such as daily movement distance, reproductive strategy, and road-crossing probability — responds to scenarios with different traffic volumes. Impacts were nonlinear and depended on the interaction between the population traits evaluated. Populations combining large daily movement distances with late maturation showed negative growth across all traffic scenarios, whereas those with low movement distances and early maturation remained resilient even under high traffic volumes. In Chapter III, I conducted a systematic map to identify the statistical methods used to assess spatial patterns of vehicle-wildlife collisions, as well as the terms associated with defining road segments with higher collision concentration. The synthesis results revealed terminological confusion and geographic bias in method choice, reinforcing the need for studies comparing the performance of spatial methods under different data distributions. Through this thesis, I demonstrated how the impacts of road paving vary across biomes, how predictive models can help elucidate population responses to traffic volume, and the patterns in the statistical methods used to identify segments with higher collision concentration. Together, these results demonstrate that road impacts are heterogeneous, highlighting the need for context- and species-sensitive approaches, as well as greater clarity in methodological choices given the wide diversity of existing methods.