Risco de introdução de insetos-praga do eucalipto no Brasil em um contexto de mudanças climáticas

Abstract

A introdução de insetos-praga é um exemplo que ilustra como o transporte e o cultivo de plantas ao redor do mundo favoreceu também a movimentação de organismos que utilizam essas espécies como hospedeiras. Estudos mostram que os custos de controle e erradicação de uma praga agrícola e/ou florestal são muito superiores aos custos de prevenção da invasão. Nesse sentido, estudos que mapeiem as regiões com maiores probabilidades de invasão são fundamentais para o planejamento de ações fitossanitárias que objetivem impedir a introdução de espécies. Assim, o presente estudo teve como objetivo avaliar o risco de invasão biológica por dez espécies de insetos-praga do eucalipto no Brasil em diferentes cenários de mudanças climáticas, aferindo possíveis impactos dessas espécies na Eucaliptocultura brasileira por meio da quantificação dos municípios produtores de eucalipto que estão em áreas adequadas para a ocorrência dos insetos-praga. Para isso, utilizaram-se modelos de distribuição de espécies (MDEs) com o algoritmo de entropia máxima implementado no software MaxEnt. Este algoritmo de aprendizado de máquina estima a probabilidade cumulativa de entropia máxima com base em registros de ocorrência de espécies e variáveis ambientais. Análises espaciais foram utilizadas para identificar as áreas de produção de eucalipto sob risco de ataque e as áreas de maior risco de invasão baseados em informações de fluxo de passageiros e comércio internacional. Os modelos climáticos ajustados para as condições climáticas do presente foram projetados para condições futuras previstas para 2050 e 2070 usando dois cenários de mudança climática representando emissões de gases do efeito estufa intermediárias (RCP4.5) e elevadas (RCP8.5). As áreas preditas como adequadas e ótimas para as espécies estão distribuídas em diferentes regiões do Brasil. Da mesma forma, as alterações estimadas pelos modelos na distribuição das espécies variaram conforme a espécie, o ano e o cenário de mudanças climáticas. Um aumento na área adequada em todos os anos e cenários de mudanças climáticas foi estimado para três das 10 espécies (Eucalyptolyma maideni, Paropsisterna beata e Sinoxylon anale), enquanto para 2 espécies (Mnesampela privata e Trachymela sloanei) foram estimados aumentos e perdas de áreas adequadas conforme o ano e cenário de mudanças climáticas. Por outro lado, os modelos estimaram perda de área adequada para cinco espécies (Lymantria dispar, Ophelimus maskelli, Orgyia postica, Paropsis atomaria e Paropsisterna cloelia). Ao quantificarmos o número municípios brasileiros produtores de Eucalipto que estão sob risco de invasão, temos que dos 2701 municípios produtores, 2701, 2655 e 2582 estão dentro da faixa adequada para L. dispar, O. postica e T. sloanei, respectivamente. Esses dados mostram, portanto, que a eucaliptocultura brasileira corre demasiado risco caso as espécies modeladas neste estudo entrem no país. Os resultados da presente dissertação podem ser utilizados por autoridades fitossanitárias para estabelecimento de medidas fitossanitárias contra a invasão de espécies insetos-praga do eucalipto no Brasil.

Abstract: The increase in biological invasion of insect pests in the past decades is an example that illustrates how international trade favored the movement of organisms around the world. Studies have shown that the costs of controlling and eradicating an invasive agricultural and/or forest pest are much higher than the costs of preventing its invasion. In this context, studies aiming to identify regions with the highest risk of invasion are essential for the planning of phytosanitary measures against the introduction of insect pests. This study aimed to evaluate the risk of biological invasion by exotic insect pests of eucalyptus in Brazil in different climate change scenarios, as well as to assess the potential impacts of such species on Brazilian eucalyptus culture through identification of eucalyptus producing municipalities within the pests? predicted suitable ranges. We applied species distribution models (SDMs) with the maximum entropy algorithm implemented in the software MaxEnt. This machine learning algorithm estimates the cumulative probability of maximum entropy based on species occurrence records and environmental data. Spatial analyses were used to identify the areas under higher risk of invasion based on information about passengers? flow and international trade. Species distribution models were fitted to the current climatic conditions (1970-2000) and then projected onto future climate predicted for 2050 and 2070 using two climate change scenarios based on intermediate (RCP4.5) and high (RCP 8.8) greenhouse gas emission rates. Climatically suitable and optimal areas for the studied species comprised different regions of Brazil. The distribution changes estimated by our models varied according to the species, period, and climate change scenarios. While an increase in the suitable areas were predicted for all periods and climate change scenarios for three out of the ten species evaluated (Eucalyptolyma maidenii, Paropsisterna beata and Sinoxylon anale), for two species (Mnesampela privata and Trachymela sloanei) we recorded an expansion and/or reduction in the suitable ranges depending on the period and climate change scenario. On the other hand, the models predicted a reduction in the suitable ranges for five species (Ophelimus maskelli, Orgya postica, Paropsis atomaria, P. cloelia and Lymantria dispar) as a result of climate change. By quantifying the number of Brazilian eucalyptus producing municipalities at risk of invasion by insect pests, we found that 2701, 2655 and 2582 out of 2701 municipalities are within the estimated suitable range for L. dispar, O. postica and T. sloanei, respectively. These findings show that Brazilian eucalyptus culture may be at risk if the studied species are introduced in the country. The results provided by our study can be used by policy maker to develop phytosanitary measures against the invasion of exotic insect pests of eucalyptus in Brazil.