REVISTA DE BIOLOGIA E CIÊNCIAS DA TERRA ISSN 1519-5228 Volume 21 - Número 1 - 1º Semestre 2021

1. REVISTA DE BIOLOGIA E CIÊNCIAS DA TERRA ISSN 1519-5228
Volume 21 - Número 1 - 1º Semestre 2021
MODELAGEM DE NICHO CLIMÁTICO ATUAL E FUTURO DO UMBUZEIRO
Thieres Santos Almeida1
*; Juliano Ricardo Fabricante1
RESUMO
O umbuzeiro (Spondias tuberosa Arruda) é uma espécie amplamente conhecida e utilizada no
Nordeste brasileiro, no entanto, a espécie encontra-se ameaçada pelo extrativismo, pelas condições
de conservação da Caatinga e pelas mudanças climáticas. Desta forma, este trabalho teve como
objetivo modelar a distribuição do umbuzeiro para o clima atual e para o futuro em diferentes anos
(2050 e 2080) e cenários (otimista e pessimista). Para tanto, pontos de ocorrência georreferenciados
da espécie foram coletados e utilizados para a realização das modelagens. Foi utilizado o algoritmo
BIOCLIM e variáveis bioclimáticas foram obtidas no Worldclim. Todos os modelos foram validados
com AUC > 0,75. Os mapas de susceptibilidade de ocorrência demonstram que são esperadas diversas
mudanças na área de distribuição de S. tuberosa no Nordeste, desde pequenas reduções e
fragmentações no ano de 2050, a reduções drásticas no cenário pessimista de 2080.
Palavras-chave: Umbu, Bioclim, Spondias, Semiárido, Caatinga, Mudança Climática.
MODELING OF CURRENT AND FUTURE DISTRIBUTION OF UMBUZEIRO
FOR NORTHEAST BRAZIL
ABSTRACT
Spondias tuberosa Arruda (umbuzeiro) is a species widely known and used in Northeast Brazil,
however, the species is threatened by extraction, by the conditions of conservation of the Caatinga
and by climatic changes. Thus, this work aimed to model the distribution of umbuzeiro for the current
climate and for the future in different years (2050 and 2080) and scenarios (optimistic and
pessimistic). For that, georeferenced occurrence points of the species were collected and used for the
modeling. The BIOCLIM algorithm was used and bioclimatic variables were obtained at Worldclim.
All models were validated with AUC> 0.75. The susceptibility maps show that several changes are
expected in the distribution area of S. tuberosa in the Northeast, from small reductions and
fragmentations in the year 2050, to drastic reductions in the pessimistic scenario of 2080.
Keywords: Umbu, Bioclim, Spondias, Semiarid, Caatinga, Climate Change.
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2. INTRODUÇÃO
A espécie Spondias tuberosa Arruda
(Anacardiaceae) é uma árvore frutífera endêmica
do semiárido brasileiro (GIULIETTI et al.,
2002). Conhecida popularmente como umbu ou
umbuzeiro é utilizada no forrageio animal,
alimentação humana, como lenha e planta
medicinal (NETO et al., 2010). Mesmo que
amplamente utilizada e reconhecida, Mertens et
al. (2017), concluíram que em estado natural, a
espécie é ameaçada por diversos fatores a
exemplo do extrativismo não sustentável,
redução na qualidade da sua área de ocorrência,
predação, herbivoria e mudanças climáticas. Este
último, relatado como pouco estudado.
A distribuição de uma espécie é resultado
da sua capacidade de dispersão e de tolerância as
condições abióticas e bióticas vigentes
(SOBERON; PETERSON, 2005; LIMA-
RIBEIRO; DINIZ-FILHO, 2013). Os fatores
abióticos (como o clima) são aqueles que
propiciam as condições fisiológicas necessárias
para o estabelecimento, sobrevivência e
reprodução de uma espécie (LIMA-RIBEIRO;
DINIZ-FILHO, 2013). Essa ideia, permite
através de modelos preditivos, estimar a
distribuição de uma espécie através dos seus
pontos de ocorrência e as informações
ambientais dos locais já ocupados por ela
(SOBERON; PETERSON, 2005; PETERSON et
al., 2011).
Os modelos preditivos que utilizam
apenas os fatores abióticos e pontos de
ocorrência são conhecidos como modelos
correlativos (PETERSON et al., 2011). Embora
utilizem apenas dados ambientais e pontos de
ocorrência, os modelos correlativos conseguem
uma boa performance em estimar a área de
ocorrência de uma espécie (ELITH;
LEATHWICK, 2009). Além disso, estes
modelos podem fornecer informações
importantes sobre os impactos das mudanças
climáticas na distribuição de uma espécie em
escala macro (PEARSON; DAWSON, 2003).
Segundo o IPCC (2020), nas próximas
décadas, o aquecimento global aumentará em 1,5
°C a temperatura do planeta causando danos
irreversíveis à ecossistemas. Essas mudanças já
são sentidas por animais e plantas terrestres que
já manifestam reduções nas suas distribuições
(THUILLER, 2007). Para a região semiárida do
Brasil é esperado um aumento entre 1,5°C e 5°C
da temperatura e redução da pluviosidade, a
ponto de tornar a região árida (MARENGO,
2006; ANGELOTTI et al., 2011).
Sabendo da ausência de estudos sobre a
influência das mudanças climáticas sobre a
distribuição do umbuzeiro, este trabalho teve
como objetivo modelar a distribuição do
umbuzeiro no Nordeste e realizar predições para
os anos de 2050 e 2080 em diferentes cenários
climáticos.
MATERIAL E MÉTODOS
Os pontos de ocorrência do umbuzeiro
foram coletados na base de dados GBIF (GBIF,
2020). Pontos duplicados e com erros (no
oceano) foram removidos. Para a criação dos
conjuntos de treino e teste, os pontos foram
divididos de forma aleatória com 75% deles
destinados aos dados de treino e o restante ao
teste, no qual ainda foram gerados pontos de
pseudo-ausência.
Para a validação do modelo foi utilizada
a curva ROC juntamente a AUC. Esta última é
uma ferramenta de validação utilizada para
modelos de distribuição de espécies cujo
resultado varia de 0 a 1, sendo que AUC igual a
0,5 indica que o modelo não é melhor que um
resultado aleatório, enquanto AUC igual a 1
indica uma predição muito boa, modelos com
AUC entre 0,5 e 0,7 são considerados fracos e
aqueles com AUC entre 0,7 e 0,9 são satisfatórios
para validação de modelos de distribuição
(PETERSON et al., 2011; SWETS 1988).
Foram utilizadas variáveis bioclimáticas
(Bio 1 – Temperatura média anual; 2 – Variação
diurna média de temperatura; 7 – Amplitude
térmica anual; 12 – Precipitação anual; 14 –
Precipitação do mês mais seco; 15 – sazonalidade
da precipitação; 18 – Precipitação do trimeste
mais quente e 19 – Precipitação do trimestre mais
frio) referentes ao intervalo de 1970 a 2000.
Esses dados foram obtidos no pacote Worldclim
2.0 (FICK; HIJMANS, 2017).
O conjunto de dados climáticos para
2050 e 2080 também foram obtidos do mesmo
pacote, onde foram selecionadas as variáveis do
modelo CCSM4 para dois cenários de mudanças
climáticas: um otimista, onde ocorre a
estabilização da emissão dos gases do efeito

3. estufa (RCP 4.5) e; um pessimista, onde a
emissão de gases do efeito estufa continua
crescendo (RCP 8.5) (FICK; HIJMANS, 2017;
IPCC, 2020). Todas as variáveis utilizadas
possuíam uma resolução de 2,5 min. As
modelagens foram realizadas no software DIVA-
GIS 7.5 (HIJMANS et al., 2012) utilizando o
algoritmo BIOCLIM (NIX, 1986) e
posteriormente exportadas ao QGIS (QGIS,
2019) para a confecção dos mapas.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Todos os modelos obtiveram bons
valores de validação (AUC ≥ 0,89), indicando
que todos os modelos são capazes de prever a
distribuição da espécie. Por meio do modelo da
distribuição atual da espécie (Figura 1), é
possível notar que o umbuzeiro possui
susceptibilidade de ocorrência variando de média
a alta em quase todo o sertão de Pernambuco e
em parte nos dos Estados do Rio Grande do
Norte, Paraíba, Alagoas, Sergipe, Bahia e Piauí.
Figura 1. Modelagem da distribuição do umbuzeiro (Spondias tuberosa Arruda) no Nordeste brasileiro
utilizando o algoritmo Bioclim. AUC = 0,949. BA - Bahia; SE - Sergipe; AL - Alagoas; PE - Pernambuco; PB - Paraíba;
RN - Rio Grande do Norte; CE - Ceará; PI - Piauí; MA - Maranhão.
Na região de maior probabilidade de
ocorrência de S. tuberosa foram desenvolvidos
os principais estudos populacionais da espécie
(MERTENS et al., 2017). Estas pesquisas
(CRUZ et al., 2016; MELO et al., 2005;
CAVALCANTI et al., 2009) demonstram
redução das populações do umbuzeiro em razão
de sua baixa taxa de incremento populacional.
Isso indica que mesmo nos locais mais
suscetíveis à sua ocorrência, o umbuzeiro já
encontra dificuldades em manter populações
estáveis.
As modelagens para os cenários futuros
(Figura 2) demonstram que a espécie poderá

4. passar por uma redução drástica na sua
distribuição no cenário pessimista, além da
fragmentação das áreas de maior susceptibilidade
de ocorrência. No entanto, existem algumas áreas
de baixa a média susceptibilidade que não
deverão apresentar grandes mudanças, mesmo no
cenário pessimista.
Figura 2. Modelagem da distribuição projetada do umbuzeiro (Spondias tuberosa Arruda) para o Nordeste
brasileiro. Modelo criado para os cenários otimistas (RCP 4.5) e para os cenários pessimistas (RCP 8.5). AUC = 0,949 e
0,927 para o ano de 2050 no cenário otimista e pessimista, respectivamente; AUC = 0,936 e 0,893 para o ano de 2080 no
cenário otimista e pessimista, respectivamente.
Nota-se uma semelhança entre os
modelos pessimista no ano de 2050 e otimista no
ano de 2080. Esse resultado indica que a redução
do nicho climático da espécie pode ser retardada,
caso ocorra a estabilização na emissão dos gases
do efeito estufa, ou antecipada por 30 anos, caso
ocorra aumento na emissão desses gases. Além
disso, as mudanças esperadas no ecossistema
Caatinga (MARENGO, 2006; ANGELOTTI et
al., 2011) podem ameaçar ainda mais as
populações da espécie a nível local.

5. Estudos sobre as mudanças climáticas
indicam que o cenário de emissão de gases RCP
8.5 (aqui chamado de cenário pessimista) é
aquele com maior probabilidade de ser
concretizado uma vez que as emissões desde
2000 foram mais próximas as predições deste
cenário (DIFFENBAUGH; FIELD, 2013;
PETER et al., 2012). Esse panorama é
preocupante para o futuro do umbuzeiro, haja
visto que a espécie já é considerada ameaçada
(MERTENS et al., 2017).
Ainda não são claros os motivos que
conferem à espécie o status de ameaçada
(MERTENS et al., 2017). A intensa pressão
antrópica sofrida pela Caatinga pode ser um dos
fatores. Segundo Silva e Barbosa (2017), 63,3%
do bioma já foi convertido. As próprias
mudanças climáticas podem ser outro fator, uma
vez que a temperatura e precipitação são fatores
importantes para o ciclo de reprodução,
emergência e sobrevivência das plântulas da
espécie (CAVALCANTI et al., 2000;
CAVALCANTI et al., 2006).
Mudanças climáticas associadas a
pressão antrópica podem gerar a extinção de
espécies, como ocorreu no passado com a
megafauna (LIMA-RIBEIRO; DINIZ-FILHO,
2013). Desta forma, é de extrema necessidade
projetos que busquem a mitigação desses
problemas (IPCC, 2020). Assim como projetos
para a conservação de áreas amplas de Caatinga
e de espécies como S. tuberosa.
CONCLUSÕES
Os resultados obtidos sugerem que S.
tuberosa poderá sofrer redução na sua área de
distribuição caso as mudanças climáticas
previstas para os próximos anos se concretizem.
Torna-se necessário a conservação da espécie in
situ através da criação de áreas de conservação e
também a conservação ex situ através de
produção de mudas e manutenção da espécie em
viveiros, jardins botânicos e hortos florestais para
futuros projetos de reintrodução da espécie nos
ambientes naturais.
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Thieres Santos Almeida*
Juliano Ricardo Fabricante
Universidade Federal de Sergipe, Departamento
de Biociências, Laboratório de Ecologia e
Conservação da Biodiversidade - Av. Ver.
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