Distribuição espaço-temporal da baleia-franca-austral no sul do Brasil nas duas últimas décadas e suas influências ambientais

Abstract

Um dos desafios da ecologia de populações é investigar de que forma a abundância de indivíduos varia no espaço e no tempo. Ao compreender padrões espaço-temporais, é possível planejar estratégias de manejo mais efetivas, protegendo uma população alvo via conservação de habitats críticos e monitoramento de tendências temporais de uso e ocupação destes. Em um contexto de mudanças climáticas, com potencial de alterar habitats significativamente, compreender quais fatores podem influenciar estes padrões é determinante, não apenas para a proteção dos habitats e seus atributos existentes, mas também para a projeção e proteção de habitats potenciais. Espécies marinhas migratórias são especialmente sensíveis a estas mudanças, uma vez que dependem, entre outros fatores, das condições ambientais para migrarem. Os mamíferos marinhos, em grande parte migratórios, têm influência no ecossistema marinho ocupando nichos insubstituíveis na biodiversidade e têm papel importante na ciclagem de nutrientes, fazendo com que a resposta destes às alterações climáticas seja bastante relevante. As áreas reprodutivas destas espécies compreendem atributos que maximizam a chance de sobrevivência, em especial da prole, embora tais atributos não sejam totalmente compreendidos, e variem de espécie para espécie. Assim, uma mudança de tendência de ocupação em áreas reprodutivas pode afetar o potencial reprodutivo da população, sendo alarmante para espécies ameaçadas. O litoral sul do Brasil abriga o mais importante berçário e a maior área de ocorrência no país da baleia-franca-austral ? Eubalaena australis (Desmoulins, 1822), espécie localmente ameaçada. Com esforços conservacionistas e a proibição da caça de baleias em 1987 pelo governo brasileiro (Lei Federal 7643, 18 de dezembro de 1987), a população de baleias-francas iniciou um processo de recuperação, atualmente crescendo a uma taxa de 4,9% ao ano, com dados de 2004-2021 (Renault-Braga et al., 2021). Os últimos estudos que descreveram o padrão de distribuição de baleias nessa área berçário demonstram diferenças interanuais consideráveis e sugerem um potencial de expansão nos sentidos norte e sul. Neste contexto, a presente dissertação tem como objetivo geral investigar uma possível mudança nos padrões de distribuição das baleias-francas em sua área reprodutiva no sul do Brasil ao longo de duas décadas e identificar fatores ambientais, globais e locais, que possam afetar a abundância e distribuição das baleias da região. Com 21 anos (2002-2023, com exceção de 2014) de dados de abundância e distribuição das baleias-francas coletados a partir de sobrevoos sistemáticos entre Palhoça, SC (27.907ºS) até Torres, RS (29.367ºS), a dissertação foi estruturada em dois capítulos. O primeiro dedica-se a descrever a distribuição da espécie na área ao longo dos anos, bem como avaliar se há diferença no padrão de ocupação entre os grupos 11 de fêmeas com filhotes e adultos solitários. Para tanto, foram utilizados estimadores de densidade de Kernel Fixo 50% e 95%, através dos quais foi possível identificar uma tendência de expansão ao norte da área de estudo para as fêmeas, uma marcada redução no uso de áreas ao sul, e a manutenção da área de concentração em Imbituba, SC (28.2405ºS). Por fim, também foi identificada uma marcada segregação espacial entre os grupos, com uma única área de sobreposição na região central da Área de Proteção Ambiental da Baleia-Franca (APA-BF). Ao atualizar, neste capítulo inicial, o padrão de ocupação da espécie no Brasil nas últimas duas décadas, destacar áreas críticas, preferências entre grupos e tendências ao longo do tempo, este estudo fornece subsídios a uma possível revisão dos limites da APA-BF, além de direções para estratégias de manejo mais adequadas e atualizadas. O segundo capítulo, por sua vez, busca preencher algumas lacunas adicionais ao avaliar se a variação na densidade de baleias entre os anos, nesta área reprodutiva, é um artefato da variação interanual gerada por processos demográficos intrínsecos, ou há alguma interferência de variáveis ambientais, em escala global e/ou local. Ainda, foi avaliado se o aumento da densidade de baleias determina o padrão espacial, via um processo de denso-dependência. Para esse fim, a mesma base de dados foi explorada, desta vez com adição de variáveis ambientais locais e globais, variando entre anos, com destaque ao Oceanic Niño Index (ONI), utilizado como proxy de alterações climáticas, como El Niño e La Niña. Modelos lineares ajustados encontraram sinais que indicam uma diminuição na abundância de indivíduos na região um ano após anos de El Niño, e em anos com elevada temperatura superficial da água (TSM). Esses modelos também indicaram que descritores físicos de habitat são determinantes, e processos denso-dependentes influenciam pouco o padrão espacial. Estes resultados indicam que alterações climáticas podem influenciar a densidade de baleias na área, o que pode afetar o processo de recuperação de uma espécie ecologicamente tão importante, como a baleia-franca. Por fim, esta dissertação fornece também informações relevantes para o manejo em escala local, ao mapear áreas críticas para a reprodução.

Abstract: One of Ecology?s biggest challenges is to investigate how distribution patterns vary in space and time. By understanding spatiotemporal patterns, it is possible to plan effective management strategies, protecting a population through habitat conservation. In a context of climate change and its significantly potential to alter habitats, understanding which factors may influence these patterns is crucial, not only for the protection of habitats and their existing attributes but also for the projection and protection of potential habitats. Migratory marine species are especially sensitive to these changes, as they depend, among other factors, on environmental conditions to migrate. Marine mammals, largely migratory, occupy irreplaceable niches, and play an important role in nutrient cycling, making their response to climate change highly relevant. The reproductive areas of these species encompass attributes that maximize the chance of survival, especially for offspring, although such attributes are not fully understood and vary from species to species. Thus, a change in the trend of occupancy in reproductive areas can affect the reproductive potential of the population, which is alarming for threatened species. The southern coast of Brazil harbors the most important nursery and the largest occurrence area in the country of the Southern Right Whale (SRW) ? Eubalaena australis (Desmoulins, 1822), a locally threatened species. With conservation efforts and the end of whaling in Brazil in 1973, SRW population began a recovery process, growing at a rate of 4.87% per year. The latest studies describing the distribution pattern in this nursery ground show considerable interannual differences and suggest a potential northern and southern expansion. In this context, this thesis aims to investigate a possible change in the distribution patterns of SRW over two decades and identify global and local environmental factors that may affect the abundance and distribution of whales in the region. With 21 years (2002-2023) of data on the abundance and distribution of SRW collected from systematic aerial flights between 27.907ºS and 29.367ºS, the thesis was structured into two chapters. The first describes the species' distribution in the area over the years, evaluates the occupation pattern of females with calves and solitary adults and investigates if there are occupation patterns or trends. For this purpose, Fixed Kernel Density Estimators 50% and 95% were used, through which it was possible to identify a trend of expansion to the north of the study area for females, marked reduction in hotspots to the south, and maintenance of the concentration area in Imbituba, as well as marked spatial segregation between groups, with a single overlap area in the central region of the Baleia-Franca Environmental Protection Area (APA-BF). By updating the species' occupancy in Brazil over 13 the past two decades, highlighting critical areas, preferences among groups, and occupation trends, this chapter provides support for a possible expansion of the APA-BF and directions for more appropriate and updated management strategies. The second chapter begins to fill in some gaps left by the first: is the variation in whale density between years an artifact of interannual variation generated by intrinsic demographic processes or is there some interference from global and/or local environmental variables? Does the increase in density determine the spatial pattern through a process of density dependence? For this purpose, the same database was explored, this time with the addition of local and global environmental variables, the most prominent being the Oceanic Niño Index (ONI), used as a proxy for climate change. Through GLM, GLMM, and Binomial GLM models, signals were found indicating a decrease in individual abundance in the region one year after El Niño years and in years with high sea surface temperature (SST). The models also indicate that physical habitat descriptors are determinant and that the year and density-dependent processes, on the other hand, do not influence the system. These results have the potential to raise awareness about the threat that climate change poses to the recovery of such an ecologically important species. Finally, the present thesis sought to provide relevant information for updating the species status in Brazil, identify critical factors for population recovery, and provide support for mapping important locations and characteristics for the conservation of a locally threatened species.