Forest based solutions to promote water quality and other co-benefits in the Cávado River Basin (NW Portugal)

Abstract

Na Europa, 60% das águas superficiais estão classificadas com estado ecológico inferior a Bom, de acordo com os padrões da Diretiva Quadro da Água. As consequentes repercussões na biodiversidade e na saúde humana e o custo de tratamento da água têm levado à procura de soluções baseadas na Natureza para melhorar a qualidade da água. As florestas têm sido historicamente usadas como uma solução verde para reduzir os poluentes difusos presentes na água ajudando a atingir as respetivas metas de qualidade, ao mesmo tempo que podem providenciar outros benefícios com interesse económico, como produção de madeira e de cogumelos comestíveis ou o sequestro de carbono. No entanto, nem sempre se sabe onde é que estas ações de florestação são mais necessárias. O principal objetivo deste estudo é criar um mapa de oportunidades para a Bacia Hidrográfica do Cávado (Noroeste de Portugal), identificando áreas prioritárias para direcionar soluções baseadas em florestas a fim de melhorar a qualidade da água, e avaliar os impactos deste novo cenário de reflorestação na prestação de serviços dos ecossistemas. Para atingir os objetivos, foi utilizado o software QGIS para criar o mapa de oportunidades, utilizando variáveis ambientais espaciais e, posteriormente, o modelo InVEST para comparar as diferenças na prestação de diversos serviços dos ecossistemas entre a ocupação do solo atual e o cenário de florestação derivado do mapa de oportunidades. Os principais resultados demonstraram que as áreas prioritárias para restauro estavam localizadas nas áreas a jusante da bacia, onde as áreas artificializadas e a agricultura intensiva são os principais usos do solo. Nessas áreas, os serviços de regulação, nomeadamente armazenamento de carbono, qualidade da água e qualidade do habitat seriam favorecidos com o cenário de reflorestação, enquanto a produção de milho diminuiria. Por fim, os valores anuais de produção de água e exportação de sedimentos não variaram entre os cenários. De forma geral, o mapa de oportunidades revelou-se uma ferramenta importante para apoiar a tomada de decisão na escolha de áreas a florestar, já que permite visualizar num só mapa possíveis oportunidades, impedimentos e locais onde a reflorestação é mais urgente. Esta informação é importante para apoiar futuros programas de incentivo a ações de reflorestação, incluindo corredores ripários, visando a melhoria da qualidade da água em relação à poluição difusa entre outros benefícios adicionais.

In Europe, 60% of surface water is classified with less than good ecological status according to the Water Framework Directive standards. The consequent repercussions on biodiversity and human health as well as water treatment costs have been driving to the use of nature-based solutions to increase water quality. Forests have been historically used as a green solution to reduce diffuse pollutants present in water and therefore reaching water quality standards, at the same time providing other economically valuable ecosystem services, such as wood, edible mushrooms and carbon sequestration. However, it is not clear where these afforestation actions are mostly needed. The main goal of this study is to create an opportunity map for the Cávado River Basin region (NW Portugal), identifying priority areas for targeting forest-based solutions to improve water quality, and to evaluate the impacts of this new forestation scenario on several ecosystem services provision. To achieve our goals, QGIS software was used to make the opportunity map based on several spatial environmental variables. Subsequently, InVEST ecosystem services model was used to compare the provision of several ecosystem services between current land cover and forestation scenario derived from the opportunity map. Our study demonstrated that priority areas for restoration were in the downstream areas where artificialized areas and intensive agriculture areas are the main land uses. In these areas, regulating ecosystem services, namely carbon storage, water quality and habitat quality would be favoured with forestation scenario, whereas maize production would decrease. Finally, annual water yield and sediment export values did not vary between scenarios. In general, the opportunity map was proven an important tool to support decision-making in selecting areas for forestation, as potential opportunities, constraints, and areas where reforestation is mostly urgent can be assessed on a single map. This information is crucial to support future incentive programs for forestation actions, including riparian corridors, aiming to improve water quality in relation to diffuse pollution as well as additional benefits.