This study focused on assessing the condition and creating a carbon inventory of forests in the Matiwane area of the Transkei. This entailed the use of aerial photography in tracing forest cover change from 1942 to 2007 coupled with ground-truthing to assess whether the forests have in any way endured degradation over the years with a potential reduction in carbon stocks as a result. This study revealed both the loss and gain of biomass in the area with a general trend of forests being continuously converted to agricultural fields resulting in reduced forest area, stem density, tree density and carbon loss in different pools of the forests, reflecting that these forests are degraded. The conversion has resulted in the reduction in the number of species from a mean of 11±0.57 species/200m² in intact forests to 1±0.23species/200m² plot in degraded forests. It was also revealed that approximately 5.2 % (791 hectares) of 15 352 hectares of forest area was lost as a result of the conversion of forest land to agricultural fields from 1942 to 2007 with 99 % of the clearing occurring in the last 33 years (1974-2007) and of which 60 % ( 4 77 hectares) occurred from 1995 to 2007, indicating that forest degradation in these forests is on the increase. The assessment also revealed some areas that were nonforest in 1942 that have accumulated woody biomass (BAA), composed mainly of Acacia sp accounting for 51.18 MgC.ha⁻¹ (Megagrams of carbon per hectare) and total carbon stocks of 0.02 TgC (Teragrams of carbon). The degradation of these forests induced a reduction in carbon stocks from 311.68±23.69 MgC.ha⁻¹ (to a soil depth 0-50 cm) in intact forest to 73.46±12.34 MgC.ha⁻¹ in degraded forests. The total carbon stocks in the degraded forests were approximated at 0.06 TgC and the BAA areas 0.02 TgC with 4.7 TgC in intact forests. The degradation of these forests has resulted in the net carbon loss of 0.19 TgC between 1942 and 2007 but 4.76 TgC is still locked in these forests. The large difference in carbon stocks between intact and degraded forests indicated the need to reduce the degradation of these forests to prevent further carbon loss and reduction of the carbon sequestration potential of these forests.

The no-tillage adoption combined with the presence of crop residues on soil surface and minimum soil disturbance increase the soil organic matter content, that associated with broadcast fertilization, change the nutrient dynamic and its relationship with plant nutrition. This study was carried out in a long term experiment (1997 to 2007) in Cruz Alta (RS) aim to select cropping systems efficient in nutrient cycling of N,P and K and maintain crop yield under no-tillage. The experimental design was randomized blocks with four replications. The cropping systems were composed by cover crops and cash crops: 1) radish oil/maize/radish oil/wheat/ soybean; 2) black oat/maize/black beans/wheat/soybean; 3) common vetch/maize/ radish/wheat/soybean; 4) common vetch/maize/sunhemp/wheat/soybean; 5) common vetch/maize/radish/wheat/soybean; 6) common vetch/maize/sunhemp/ wheat/soybean. In treatments 3 and 4 were applied 324 kg ha-1 P2O5 and K2O during the experimental period. The N fertilization wasn t used in all treatments. With the objective to evaluate the NPK fertilization response in 9 and 10th year were applied the N rates (0, 40, 80, 120 kg ha-1), P (0, 30, 60, 90 kg ha-1) and K (0, 30, 60, 90 kg ha-1) in maize and wheat. In soybean only residual effect was evaluated. The yields, nutrient balance trough inputs (biologic fixation of N and P and K mineral fertilization) and outputs (N, P and K exported by harvest), nutrient cycling (nutrients uptake by cover crops and commercial crops) was determined. The higher N input, nutrient uptake, nutrient exported in grain and corn, wheat and soybean yield were higher in cropping systems with legumes. The sucession of radish oil/radish oil and black oat/beans had lower N input, nutrient uptake, nutrient cycling, nutrient exported in grain and yield. The cropping systems with common vetch before maize and radish oil between maize and wheat were efficient in maintain the crop yield. The nutrient cycling had high relationship with crop yield. The cropping systems show different yield potential to the same content of soil nutrient. The increment of soil organic carbon among cropping systems ranged from 0.31 and 1.00 Mg ha-1 year-1. The carbon input were 31.7%, 20.4%, 19.5%, 14.8% and 13.7% to maize, summer cover crops, winter cover crops, soybean and wheat respectively in average of 8 years. / A adoção do sistema plantio direto com a manutenção dos resíduos culturais na superfície do solo e a redução do seu revolvimento provocam um aumento do teor da matéria orgânica do solo, que, associado à localização superficial dos fertilizantes, induz a modificações na dinâmica dos nutrientes e suas relações com as plantas. Um experimento de longa duração foi conduzido de 1997 a 2007, em Cruz Alta (RS), com o objetivo de selecionar sucessões de culturas mais eficientes na ciclagem de N, P e K, acúmulo de carbono orgânico do solo e na manutenção da produtividade. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados com quatro repetições. As sucessões de culturas são constituídas por combinações de plantas de cobertura de inverno e de verão intercaladas com culturas produtoras de grãos: (1) nabo/milho/nabo/trigo/soja; (2) aveia/milho/feijão/trigo/soja; (3) ervilhaca+adubação/ milho/nabo/trigo/soja; (4) ervilhaca+adubação/milho/crotalária/trigo/soja; (5) ervilhaca/ milho/nabo/trigo/soja; (6) ervilhaca/milho/crotalária/trigo/soja. Nos tratamentos 3 e 4, foram aplicados, no período de estudo, 324 kg ha-1 de P2O5 e de K2O. Com o objetivo de avaliar a resposta à adubação com NPK em sucessões de culturas com e sem adubação, por 8 anos, no 9º e 10º anos, foram realizados estudos de doses de N (0, 40, 80, 120 kg ha-1), de P2O5 (0, 30, 60, 90 kg ha-1) e de K2O (0, 40, 80 kg ha-1), objetivando avaliar o efeito da adubação e da ciclagem de nutrientes nas diferentes sucessões de culturas. Foram avaliados a produtividade e os balanços N, P, K, determinados com base nas estimativas de entradas (adição via fixação biológica de N, adubação com P e K), saídas (exportação de N, P, K nos grãos colhidos), ciclagem N, P, K (nutrientes contidos nos resíduos culturais). As maiores adições de N, absorção, ciclagem, exportação de N, P, K e produtividade de milho, trigo e soja são observadas nas sucessões de culturas que incluem leguminosas. As sucessões nabo/nabo e aveia/feijão mostraram-se inferiores na adição de N, absorção, ciclagem, exportação de N, P, K e produtividade. As sucessões de culturas que incluem ervilhaca antes do milho e nabo forrageiro entre milho e trigo, foram mais eficientes em manter a produtividade. A ciclagem de nutrientes teve alta relação com a produtividade. As sucessões de culturas apresentaram diferentes comportamentos na expressão do rendimento para um mesmo teor do nutriente no solo. O incremento dos estoques de COS pelas sucessões de culturas variou de 0,31 a 1,00 Mg ha ano-1. A contribuição das culturas de milho, plantas de cobertura de verão, de inverno, da soja e do trigo, foi de 31,7%, 20,4%, 19,5%, 14,8% e 13,7%, respectivamente, da adição de C no período de 8 anos.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-12-22Bitstream added on 2014-06-13T20:12:54Z : No. of bitstreams: 1 rudge_vvc_me_botfca.pdf: 329430 bytes, checksum: cff08cbbcc1981ea5826d00e160aba1c (MD5) / O alerta de cientistas sobre o aquecimento do planeta vem desde a década de 60. Entretanto, a comunidade internacional passou a discutir mais profundamente o tema a partir dos anos 80, mas foi na década de 90 que se conseguiram os maiores avanços diplomáticos, com o advento da Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima e suas Conferências das Partes, onde em 1997 negociou-se o Protocolo de Quioto. Este trabalho discorre sobre a regulamentação internacional relacionada ao aquecimento global, enfocando em particular o papel da agroenergia brasileira dentro do Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL) e seu potencial de mitigação para a mudança climática. . Utiliza-se do método dedutivo para o desenvolvimento da dissertação. A atuação do Brasil apresenta-se controversa, pois é grande emissor de gases de efeito estufa (GEE) decorrente do desmatamento. Entretanto, a agroenergia brasileira destaca-se no cenário mundial com o grande potencial de substituição de matrizes energéticas não-renováveis por renováveis. Conclui-se que a agroenergia brasileira poderá contribuir para a mitigação do efeito estufa A discussão enfocou a demonstração da adicionalidade nos projetos de MDL, o potencial dos projetos de co-geração de energia e a necessidade de incluir no segundo período de compromisso do Protocolo de Quioto atividades relacionadas a uso da terra e mudança do uso da terra como ferramentas que contribuem para o controle do aquecimento global. As conclusões indicam a diferenciação entre projetos de redução de emissão e projetos de MDL; a potencialidade da agroenergia e o trabalho do Brasil para se destacar no mercado de carbono. / Scientists have been warning about the planet warming since the 1960s. However, the international community started discussing it more deeply in the 1980s, but it was in the 1990s that the greatest diplomatic advances were reached, with the United Nations Framework Convention on Climate Change and its Conference of Parties when, in 1997, the Kyoto Protocol was negotiated. This study concerns the international regulation related to global warming, focusing on the particular Brazilian agroenergy role within the Clean Development Mechanism (CDM) and its mitigation potential to the climate change. The deductive approach was used in this paper. The Brazilian performance is antagonistic, once it is a great greenhouse gas emissary due to deforestation. Nevertheless, the Brazilian Agroenergy stands out in the world scenario with the huge replacement potential from nonrenewable energetic matrix to renewable ones. In this way, it is possible to conclude that the Brazilian Agroenergy can contribute to the greenhouse effect reduction. The discussion focused on the addition demonstration on CDM projects, the energy cogeneration potential of the projects, and the need to include activities concerning the land use and land use changes as a tool that comes through the global warming control in the second commitment period of Kyoto Protocol. The conclusion shows the difference between the reduction emission projects and the CDM projects; the agroenergy potencial as well as the Brazilian effort to stand out in the carbon market.

Made available in DSpace on 2016-12-06T17:42:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGPV15DA019.pdf: 1647519 bytes, checksum: 1d5c0783923ddc331d153e95b7e62281 (MD5) Previous issue date: 2015-04-16 / Mimosa scabrella Bentham, is a pioneer species, native and endemic to Brazil, occurring mainly in secondary training in Araucaria Forest. Known popularly as bracatinga, has potential for supply chain development in the Plateau of Santa Catarina, because wide range of timber and non-timber products. Due to the lack of ecological information and productive character of M. scabrella, this study aimed to characterize demographics (population structure and dynamics), spatial distribution, dendrometric growth, carbon content and the amount of CO2 equivalent, relate the potential increment of biomass under the action of abiotic factors and to verify the potential facilitator of this species in the successional advance in areas where restoration. Populations of M. scabrella studied are at different stages of development located in Bocaina do Sul, Lages, Ponte Alta and Urupema. Three sample units were allocated/population, measuring 40x40m, subdivided into sub-plots 10x10m, with a total sampling area 1.92 ha. All individuals of M. scabrella present within the limits of 12 demarcated sampling units were identified with aluminum plates and monitored for two evaluation periods (2012 and 2013). All individuals present in each sample unit were measured as the diameter at breast height (DBH) for adults (DBH ≥ 5 cm to 1.3 meters high); The diameter of soil height (DAC) for regenerating (DBH ˂ 5 cm at 1.3 meters height). Were evaluated following environmental variables: soil chemistry, relief (slope) and canopy cover. The survey of the diversity of the community regenerating in the understory of the population was evaluated in two sample/population units with dimensions of 40x20m, totaling 800 m²/population, was sampled all individuals with height ≥ 10 cm. The initial stages of development of populations of M. scabrella were marked by the occurrence of natural thinning, arising from pressures imposed by intraspecific competition. The diameter distribution in the populationat an early stage showed high concentration of individuals in the early grades and unimodal distribution in populations at a more advanced stage. The spatial distribution pattern of M. scabrella is compatible with those reported for other pioneer species. These populations demonstrate potential to provide environmental services regarding the carbon capture and storage. The dynamic rates were defined by the absence of recruitment in all populations and increased mortality in higher density (younger). Gains in basal area of each population had relationships with different environmental variables, which are: soil fertility, slope and canopy cover. The areas where natural regeneration in understory of M. scabrella of different ages, show different floristic-structural patterns, which are consistent with the trends succession dynamics characteristics of Araucaria Pine Forest, where most wealth and abundance of regenerating individuals was recorded in M. scabrella sub-woods with more advanced age / Mimosa scabrella Bentham é uma espécie pioneira, nativa e endêmica do Brasil, ocorrendo principalmente em formações secundárias de Floresta Ombrófila Mista. Conhecida popularmente como bracatinga, apresenta potencial para desenvolvimento da cadeia produtiva no Planalto Catarinense, devido ao amplo espectro de produtos madeiráveis e não madeiráveis que pode oferecer. Em decorrência da escassez de informações ecológicas e de caráter produtivo de M. scabrella, este estudo objetivou caracterizar aspectos demográficos (estrutura e dinâmica populacional), distribuição espacial, crescimento dendrométrico, teor de carbono e a quantidade de CO2 equivalente, relacionar o potencial de ganho de biomassa sob ação de diferentes variáveis ambientais, assim como verificar o potencial facilitador desta espécie quanto ao avanço sucessional em áreas em restauração. As populações de M. scabrella estudadas estão em diferentes estádios de desenvolvimento (idade) situadas nos municípios de Bocaina do Sul, Lages, Ponte Alta e Urupema. Foram alocadas três unidades amostrais por população, com dimensões de 40x40m, subdividas em sub-parcelas de 10x10m, totalizando uma área amostral 1,92 ha. Todos os indivíduos de M. scabrella presentes nos limites das 12 unidades amostrais demarcadas foram identificados com placas de alumínio e monitorados durante dois períodos de avaliação (2012 e 2013). Todos os indivíduos presentes em cada unidade amostral foram medidos quanto o diâmetro a altura do peito (DAP), para os indivíduos adultos (DAP ≥ 5 cm a 1,3 metros de altura); o diâmetro a altura do colo (DAC), para os indivíduos regenerantes (DAP ≤ 5 cm a 1,3 metros de altura). Em cada sub-parcela foram avaliadas as seguintes variáveis ambientais: química do solo, relevo (declividade) e cobertura do dossel. O padrão de distribuição espacial foi calculado pelo Índice de Morisita para as diferentes populações e a quantidade de CO2 equivalente pela estimativa do carbono total. O levantamento da diversidade da comunidade regenerante no sub-bosque das populações foi avaliada em duas unidades amostrais por população, com dimensões de 40x20m, totalizando 800 m²/população, onde foram amostrados todos os indivíduos com altura ≥ 10 cm. As fases iniciais de desenvolvimento das populações de M. scabrella foram marcadas pela ocorrência de desbastes naturais, oriundo das pressões impostas pela competição intraespecífica. A distribuição diamétrica na população em estádio inicial demonstrou alta concentração de indivíduos nas primeiras classes e distribuição unimodal nas populações em estádio mais avançado. O padrão de distribuição espacial de M. scabrella é compatível com aqueles registrados para outras espécies pioneiras (população em estádio inicial = agregado; estádio avançado = aleatório). Estas populações demonstram potencialidades de prestação de serviço ambiental no que tange o sequestro e estocagem de carbono. As taxas de dinâmica foram definidas pela ausência de recrutamento em todas as populações e maior mortalidade na população de maior densidade (mais jovem). Os ganhos em área basal de cada população apresentaram relações com distintas variáveis ambientais, sendo estas: fertilidade do solo, declividade e cobertura do dossel. As áreas em regeneração natural, em sub-bosques de M. scabrella com diferentes idades, apresentaram diferentes padrões florístico-estruturais, os quais são compatíveis com as tendências características da dinâmica sucessional de Floresta Ombrófila Mista, onde a maior riqueza de indivíduos regenerantes foi registrada nos sub-bosques de M. scabrella com idade mais avançadas

O estudo teve por objetivo quantificar o estoque de carbono (C) e biomassa em indivíduos de Sibipiruna (Poincianella pluviosa) na arborização viária de Maringá, PR. A seleção das árvores amostra partiu do banco de dados para supressão da prefeitura municipal. Após fez-se a medição dos indivíduos avaliando-se: altura total (ht), altura da primeira bifurcação (hbif), altura do primeiro galho vivo (hgalho), altura de copa (hc), área de copa (Ac) e diâmetro à altura do peito (DAP). Para as condições do manejo e do meio urbano, consideraram-se: área livre, tipo de poda realizada, fitossanidade, qualidade de copa e tronco. Selecionou-se 24 árvores num intervalo diamétrico de 45,1 a 70,0 cm. Nas árvores abatidas, aferiu-se a biomassa fresca (madeira e casca do tronco, galhos e folhas). Para a copa fez-se uma sub-amostra (10,0 kg) para folhas e galhos finos e retirou-se uma alíquota para determinação do peso seco e teor de C. O peso úmido da copa (folhas e galhos finos), galhos grossos e madeira do tronco foi determinado em balança de carga (10.000,0 kg). Para a amostragem de madeira do tronco, foram retirados 3 discos de 5 cm de espessura na base, DAP e a 90% da altura. A casca foi separada dos discos, pesada e retirada uma alíquota para determinação de massa seca e C. As amostras foram enviadas a Universidade Tecnológica Federal do Paraná - Campus Dois Vizinhos e secas em estufa de circulação e renovação de ar, a 70,0ºC por 72 horas. Na fração madeira do tronco fez-se uma amostra composta dos discos das árvores. Após, as frações foram pesadas e moídas para análise química. Com base nas relações entre a quantidade de C e biomassa com as variáveis dendrométricas, construíram-se modelos de regressão linear para cada fração. Para o inventário de determinação do estoque de C estratificou o perímetro urbano (zonas norte, sul, centro, leste e oeste) onde se sorteou 10,0% dos bairros, totalizando 23 e realizou-se o censo. Na avaliação da influência do meio e manejo sobre o estoque de C e biomassa empregou-se regressão múltipla verificando-se a interdependência. A quantidade total de biomassa acumulada no perímetro inventariado foi de 1.696,4 Mg e de C foi de 734, 9 Mg, e para o perímetro urbano foi de 16.673 Mg de biomassa e 7.695,6 Mg de C estocados. A zona norte apresentou maior representatividade (53,1%) no estoque de C. A compartimentalização do estoque de C foi: galhos>madeira do tronco>folhas>casca do tronco. Os principais fatores que influenciaram o estoque de C foram: poda de levantamento e copa \"vigorosa\" (folhas); poda de levantamento, copa \"vigorosa\" e tronco \"íntegro\"(galhos); presença de fungos e copa \"vigorosa\" (casca); copa \"vigorosa\" e troncos \"injuriados\" (madeira); poda de levantamento, copa \"vigorosa\" e troncos \"injuriados\" (carbono total). Para a construção de protocolos de sequestro de C em árvores viárias é crucial o estudo do crescimento das árvores no meio urbano para observar as respostas do crescimento destas, e implementação de um manejo adequado para um o contínuo incremento do estoque de C nestas. / The study aimed to quantify sibipiruna trees (Poincianella pluviosa) carbon stock (C) and biomass, planted in the streets of Maringa, PR. Sample trees selection was based on the database for trees removal belonging to Maringá city hall. After that, trees were measured, evaluating: total height (Th), height at first fork (Haff), height of the first live branch (Hoflb), canopy height (Ch), crown area (Ca) and diameter at breast height (DBH). For the management and urban environment conditions, the following parameters were considered: open area, type of pruning, plant health, crown and trunk quality. Twenty-four (24) trees were with a DBH ranging from 45.1 to 70.0 cm, were selected. In felled trees, fresh biomass was measured (wood, bark, branches and leaves). For crown sampling, a sub-sample (10.0 kg) for leaves and fine branches was done and an amount of each component was taken for dry weight and C determination. Crown fresh weight (leaves and fine branches, thick branches and wood) was determined to load balance (10,000.0 kg). Wood sampling was done through disks (5.0 cm thickness) removal in the base, at DBH and at 90% of trunk length. Bark was removed from the disks, weighed and an amount aliquot taken for determination of dry matter and C. Samples were sent to Universidade Tecnológica Federal do Paraná - Campus Dois Vizinhos and oven (with air renovation and circulation), at 70.0 º C for 72 hours. In wood fraction, a composite sample from the tree\'s disks was done. After that, the fractions were weighed and milled for chemical analysis. Based on the relations between C amount and biomass and the dendrometric variables, were constructed linear regression models for each fraction. Inventory to determine C stock came from urban area stratification (northern, southern, central, east and west) where 10.0% of these neighborhoods were reflled, totalizing twenty-three (23); and them census was done. When evaluating the environment influence and the management on C stock and biomass, a multiple regression was used verifying interdependence. The total biomass accumulation by in the inventoried area was 1696.4 Mg, with 734.9 Mg C and for the urban area was 16,673.0 Mg of biomass and 7,695.6 Mg C storage. Northern area showed higher representativeness (53.1%) in C stock. The compartmentalization of C stock was: branches> wood > leaves> bark. Main factors that influenced the C stocks were: crown lifting pruning and vigorosus crown (leaves); survey crown lifting pruning, vigorosus crown and intact trunk (branches); fungi presence and vigorosus crown (bark); vigorous crown and trunks injuries (wood); crown lifting pruning, vigorosus crown and trunks injuries (total carbon). For the construction of protocols C sequestration in trees road is crucial to study the growth of trees in the urban environment to observe the growth of these answers, and implantation of appropriate management for a continuous increase in C stock these

nÃo hà / The aim of this study was to evaluate the effects in the Caatinga biome of the technique of thinning on the dynamics of herbaceous phytomass productivity; fine roots; the deposition, accumulation and rates of decomposition of litter; aggregate stability; respirometry of the soil; stocks of carbon and nitrogen; and characterisation of changes in the spectral behaviour of the canopy. The study was carried out in two stages: the first in watersheds in the town of Iguatu, in the south central region of the State of CearÃ, Brazil, and the second in the watershed of the Caxitorà River, in the northern region of the state. The Iguatu experimental area comprised two watersheds, one under thinning for 5 years (CR5) and the other preserved with natural vegetation for 35 years (CS35). The variables to be sampled were: productivity of herbaceous biomass; fine roots; gravimetric moisture; isotope δ13C (â); aggregate stability; deposition, accumulation and rates of decomposition of litter; and stocks of total organic carbon and total nitrogen in the 0-20, 20-40 and 40-60 cm layers, from April 2013 to March 2014. The data were submitted to the analysis of means test and compared by t-test (p≤ 0.05). The increase in the intensity of herbaceous plants resulting from thinning contributed to an increase in stocks of total organic carbon (249% and 139% in the 20-40 cm and 40-60 cm layers respectively) and of total nitrogen (142% and 137% respectively), in relation to the area under preservation. The 0-10 cm layer of CR5 stored double the amount of fine roots found in CS35. In the topsoil (0-20 cm) of CR5, aggregates with a size 2.15 times greater than those found in CS35 were obtained. The greater conservation of litter on the soil of CR5 is associated with the greater input of lignified woody biomass from thinning, and consequently with the lower rates of decomposition and respirometry, which are evidenced by the low CO2 emissions into the atmosphere. Thinning in a Vertisol of the Caatinga biome has an influence on soil structure and on the stocks of carbon and nitrogen, making possible lower rates of CO2 emission and improving conditions for the infiltration of water. In the second phase of the experiment, SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) data were used to evaluate the effect of the illumination geometry on the spectral characterisation of the canopy, as well as images from the OLI/Landsat 8 sensor, representative of the rainy and dry seasons of 2013. The images were converted into physical values (surface reflectance factors), the NDVI was calculated, and with the technique of principal component analysis images PC1 and PC2 were generated. Dispersion for the values of PC1 and PC2 from the different canopies was evaluated in a two-dimensional space. It was found that the reflectance intensity of the incident electromagnetic radiation in canopies of the caatinga biome is not only influenced by seasonality, but also by the illumination geometry arising from the topographical characteristics of the terrain. The effect of shading was predominant during the dry season, especially under low lighting conditions, irrespective of the structure of the plant cover. The NDVI proved to be unsuitable for detecting changes in the spectral behaviour of the Caatinga biome during the rainy season. / Objetivou-se com este trabalho avaliar os efeitos da tÃcnica de raleamento do bioma caatinga sobre a dinÃmica da produtividade de fitomassa herbÃcea; raÃzes finas; deposiÃÃo, acumulaÃÃo e taxas de decomposiÃÃo da serapilheira; estabilidade de agregados; respirometria do solo; estoque de carbono, nitrogÃnio e caracterizaÃÃo das alteraÃÃes no comportamento espectral do dossel. O estudo foi conduzido em duas etapas: a primeira em microbacias hidrogrÃficas no municÃpio de Iguatu, regiÃo centro sul e a segunda na bacia hidrogrÃfica do rio CaxitorÃ, regiÃo norte, ambas no estado do CearÃ. A Ãrea experimental de Iguatu consistiu de duas microbacias adjacentes, sendo uma raleada por 5 anos (CR5) e a outra conservada com vegetaÃÃo natural hà 35 anos (CS35). As variÃveis amostradas foram: produtividade de fitomassa herbÃcea, raÃzes finas, umidade gravimÃtrica, isÃtopo δ13C (â), estabilidade de agregados, deposiÃÃo, acumulaÃÃo e taxas de decomposiÃÃo da serapilheira, estoque de carbono orgÃnico total e nitrogÃnio total nas camadas de 0-20, 20-40 e 40-60 cm entre abril/2013 e marÃo/2014. Os dados foram submetidos à anÃlise de teste de mÃdia e confrontados pelo Teste T (p≤0,05). O aumento da intensidade de plantas herbÃceas decorrente da tÃcnica de raleamento contribuiu para o acrÃscimo nos estoques de carbono orgÃnico total (249% e 139% nas camadas 20-40 cm e 40-60 cm, respectivamente) e do nitrogÃnio total (142% e 137%, respectivamente) em relaÃÃo à Ãrea conservada. A camada de 0-10 cm da parcela CR5 armazenou o dobro do quantitativo de raÃzes finas encontradas em relaÃÃo a CS35. Na camada superficial do solo (0-20 cm) da CR5 foram obtidos agregados com tamanho de 2,15 vezes acima dos obtidos na CS35. A maior conservaÃÃo de serapilheira no solo da CR5 està associada aos maiores aportes de fitomassa lenhosa lignificada proveniente do raleamento, e consequentemente das menores taxas de decomposiÃÃo e respirometria, constatada pelas baixas emissÃes de CO2 à atmosfera. O raleamento em Vertissolo do bioma Caatinga exerce influÃncia na estruturaÃÃo do solo, no estoque de Carbono e NitrogÃnio, possibilitando as menores taxas de emissÃo de CO2 e melhorando as condiÃÃes para a infiltraÃÃo de Ãgua. Jà na segunda etapa do experimento, foram utilizados dados do SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) para avaliaÃÃo do efeito da geometria de iluminaÃÃo na caracterizaÃÃo espectral do dossel, alÃm de imagens do sensor OLI/LANDSAT 8 representativas da estaÃÃo chuvosa e seca de 2013. As imagens foram convertidas em valores fÃsicos (fatores de reflectÃncia de superfÃcie), calculado o Ãndice NDVI e, a partir da tÃcnica de componentes principais, geradas imagens PC1 e PC2. Foram avaliadas as dispersÃes dos valores de PC1 e PC2, em um espaÃo bidimensional, provenientes dos diferentes dossÃis. Os resultados indicaram que a intensidade de reflectÃncia da radiaÃÃo eletromagnÃtica incidente em dossÃis do bioma caatinga à influenciada tanto pela sazonalidade climÃtica quanto pela geometria de iluminaÃÃo decorrentes das caracterÃsticas topogrÃficas do relevo. O efeito sombreamento foi predominante durante o perÃodo seco, principalmente para condiÃÃo de pouca iluminaÃÃo independentemente da estrutura de cobertura vegetal. O NDVI nÃo se mostrou adequado para detectar alteraÃÃes no comportamento espectral do bioma caatinga durante a estaÃÃo chuvosa.

A quantificação de biomassa e carbono em florestas requer a aplicação de métodos adequados para se obter estimativas confiáveis de seus estoques. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi avaliar a aplicação de alguns métodos utilizados para a predição e estimação dessas variáveis em florestas nativas e restauradas da Mata Atlântica. Para isso, um primeiro capítulo aborda o uso do índice de vegetação NDVI como ferramenta auxiliar no inventário de estoques de biomassa em áreas de restauração florestal. Diferentes métodos de amostragem foram comparados em termos de precisão e conservadorismo das estimativas. Os resultados demonstraram que o NDVI apresentou adequada correlação com a biomassa estimada nas parcelas do inventário florestal instaladas em campo, sendo viável sua aplicação, seja para auxiliar na determinação de estratos, na aplicação da amostragem estratificada, seja como variável suplementar na utilização de um estimador de regressão relacionando-o à biomassa, no procedimento da amostragem dupla. Este último método, possibilitou minimizar as incertezas acerca das estimativas, valendo-se de uma intensidade amostral reduzida, fato que torna seu uso interessante, principalmente aos estudos em escala ampla, de modo a aumentar a confiabilidade das quantificações de estoques de carbono presentes na biomassa florestal, a custos de inventário reduzido. Um segundo capítulo discute a abordagem metodológica utilizada para inferir sobre a qualidade de modelos preditivos quando da seleção de modelos concorrentes para a aplicação em estudos de biomassa de florestas nativas. Para tanto, seis modelos considerando diferentes combinações de variáveis preditoras, incluindo diâmetro, altura total e alguma informação relativa à densidade da madeira, foram construídos a partir de dados de uma amostra de 80 árvores. As equações de predição de biomassa seca geradas por estes modelos foram avaliadas quanto à sua qualidade de ajuste e desempenho de aplicação. Neste segundo caso, aplicando-as aos dados de outra amostra composta por 146 árvores presentes em nove parcelas destrutivas instaladas em diferentes estágios sucessionais da floresta, de modo a possibilitar a avaliação dos vieses preditivos. No intuito de se verificar as discrepâncias nas estimativas de biomassa devido à aplicação das diferentes equações de predição de biomassa, as equações desenvolvidas, junto a outras disponíveis na literatura, foram aplicados aos dados de um inventário florestal realizado na área estudada. O estudo confirma a natureza empírica destas equações, atentando para a necessidade de prévia avaliação de seu desempenho de predição antes de sua aplicação, em especial, das ajustadas com amostras de outras florestas, expondo alguns dos principais fatores associados às causas de incertezas nas quantificações dos estoques de biomassa nos estudos realizado em florestas nativas. / The biomass and carbon quantification requires the application of appropriate methods to obtain reliable estimates of their stocks in natural and planted forests. The aim of this study was to evaluate different applicable methods to estimate biomass in both, natural and restored Atlantic Forests. The first chapter discusses the use of the vegetation index (NDVI) as an auxiliary tool in the inventory of biomass stocks in forest restoration areas. Different sampling methods were compared in terms of its accuracy and conservativeness. The results shown an adequate correlation between the vegetation index and the measured biomass, making the NDVI applicable either as supporting decision tool to define strata in the stratified sampling or as a predictor in the double sampling procedure. The last method allowed to the minimization of the uncertainties related to the biomass estimation combined to the reduction of sampling efforts. It makes the approach very interesting, especially in the context of large-scale surveys. The second chapter discusses the methodological approach used to evaluate the quality of predictive models applied to biomass studies in natural forests. For this, six models were fitted from 80 sample trees, using different combinations of predictor variables, such as, total height and information of wood density. The predictive equations generated by the models were evaluated according to their quality of fit and prediction performance. In order to evaluate its prediction performance, the equations were applied to the dataset of another 146 sample trees measured in nine destructive sample plots. The plots were located in different forest successional stages allowing the evaluation of model predictive bias among the stages. A third step of the analysis was the application of literature equations to a dataset of a forest inventory conducted in the study area, in order to verify the discrepancies in the estimates due to the use of these different models. The study confirms the empirical nature of the biomass equations and the need of previous evaluation in terms of prediction performance. This conclusion is even more relevant when we consider the equations that were obtained from other forests types, exposing some of the key factors associated to the causes of uncertainty in the biomass estimation applied to natural forests.

O aumento da concentração de CO2 na atmosfera nas últimas décadas e sua relação com o aquecimento global tem sido amplamente debatido nos meios acadêmicos. Paralelamente, o Brasil aparece como um dos grandes responsáveis pela emissão de gases estufa em decorrência do desmatamento. Buscando apoiar ações públicas, privadas e sociais e responder a questões ligadas ao papel de reflorestamentos mistos na absorção de carbono atmosférico e nas mudanças dos atributos do solo, este trabalho objetivou avaliar o estoque de carbono, o desenvolvimento florestal e os atributos edáficos em dois sistemas contrastantes de restauração florestal (Floresta Estacional Semidecidual). Foi analisado um experimento implantado em 1997, em Nitossolo Vermelho e Argissolo Vermelho-Amarelo, avaliando três tratamentos em blocos casualizados, com três repetições em cada sítio: Controle (regeneração natural), Baixa Diversidade (semeadura direta) e Alta Diversidade (plantio por mudas). Dois locais com Floresta Nativa serviram de referência para os atributos do solo. Na camada de 0-40 cm, o Nitossolo tem textura argilosa e boa fertilidade e o Argissolo é arenoso com média fertilidade. Os atributos físicos e químicos do solo apresentaram alterações entre 1998 e 2010, com diferenças entre a Floresta Nativa e os demais tratamentos. Para as duas áreas experimentais, a relação C:N e o carbono da biomassa microbiana dos solos nos modelos de restauração se assemelharam ao Floresta Nativa, indicando que as atuais condições favorecem a ciclagem de nutrientes. Apesar disto, para os atributos químicos do solo avaliados, as diferenças entre a Floresta Nativa e os demais tratamentos continuam a existir, mesmo após 10 anos da implantação, devendo ser gradativo o retorno da fertilidade à condição pré-existente, com influência dos plantios. Os modelos de reflorestamento tiveram diferença significativa quanto ao desenvolvimento florestal. Nos primeiros dez anos, além de incrementar os processos de sucessão natural, o sistema de Baixa Diversidade proporcionou uma maior e melhor edificação da estrutura horizontal e vertical que o de Alta Diversidade, refletida numa maior produção de biomassa seca. O desenvolvimento das árvores no Alta Diversidade foi favorecido em solo de boa fertilidade. Numa análise conjunta, os solos de boa e média fertilidade não se diferenciaram em termos de desenvolvimento arbóreo, que pode estar mais relacionado à alta competição com invasoras. A partir do décimo ano a produtividade primária líquida se estabilizou para o modelo de reflorestamento com baixa diversidade de espécies sobre o solo arenoso de média fertilidade, indicando a necessidade de intervenção. A biomassa arbórea em sítio de média fertilidade com baixa diversidade de espécies nativas se apresentou como um importante reservatório de carbono. Em solo argiloso de boa fertilidade o principal reservatório de carbono foi o abaixo do solo. O reflorestamento com baixa diversidade de espécies arbóreas mostrou um elevado potencial e capacidade de estoque de carbono em sistemas florestais, maior do que o reflorestamento com alta diversidade. Ambos os modelos/técnicas de restauração têm suas vantagens e desvantagens, as quais devem ser consideradas nos processos de mitigação do aquecimento global e da restauração da biodiversidade da Mata Atlântica em larga escala. / The increase of CO2 concentration in the atmosphere over the last decades and its relation to global warming has been largely documented by scientists. In parallel, deforestation in Brazil accounts for most emissions of greenhouse gases. Attempting to support public, private and social actions as well as to answer the questions concerning the role of mixed reforestation in the absorption of CO2 and changes of soil attributes, this study aimed to assess the carbon stock, forest development and soil changes in two different systems of forest restoration. We evaluated an experiment undertaken in 1997, in a red Alfisol and a red-yellow Ultisol, evaluating three treatments in a randomized block design with three replications in each site: Control (natural regeneration), Low Diversity (direct seeding) and High Diversity (seedlings). Two sites with Native Forest were used as reference for the soil attributes. In the first layer (0-40 cm) the Alfisol has a clay texture with good fertility and Ultisol is sandy with medium fertility. The physical and chemical soil properties showed changes from 1998 to 2010 and differences between the Native Forest and the other treatments were evident. For both experimental areas, the C:N ratio of soils in reforestation models is similar to that in the native forest. The increase in carbon in soil microbial biomass indicates that current conditions may favor the decomposition of soil organic matter. For the soil properties evaluated, the differences between the Native Forest and the other treatments still exist and leading to a gradual return of fertility to the pre-existing condition, influenced by plantations. The forestry development had significant differences among the reforestation models. In the first ten years, besides increasing the processes of natural succession, the lower diversity model provided a better horizontal and vertical structure than the high diversity model, reflected in increased biomass production. The development of trees in the high diversity model was favored in soil of good fertility. In a pooled analysis, the high and medium fertility soil do not differ in terms of tree development, which may be more related to weed competition. After the tenth year, the net primary production has stabilized in the low diversity restoration model on the medium fertility sandy soil, requiring management intervention. The tree biomass in the site of medium fertility with low diversity of native species is presented as a major carbon pool. In clayey soil of good fertility the main carbon pool is underground. Reforestation with low diversity of tree species has a high potential and capacity of carbon stocking in forest ecosystems, higher than that of high diversity reforestation model. Both models and restoration techniques have advantages and disadvantages, which should be considered in the process to mitigate global warming and to restore biodiversity of the Atlantic Forest on a larger scale.

O estudo foi dividido em quatro partes. Na primeira parte analisou-se o impacto do clima na estocagem de carbono em solos de canaviais sem a queima da palhada. Foram escolhidos três regimes climáticos contrastantes do centro-sul do Brasil. O potencial de seqüestro de carbono orgânica no solo (COS) foi determinado, em cada regime climático, de acordo com a taxa anual de carbono remanescente no solo proveniente da palhada depositada. Para obter esta taxa, compararam-se os estoques de COS em canaviais com e sem queima da palhada. Esse ganho anual foi comparado com a entrada anual de carbono via palhada depositada. O ganho anual de COS (0-30 cm) em canaviais sem queima da palhada não resultou em diferenças significativas por clima: 1, 97 Mg ha-1 (clima norte), 2,00 Mg ha-1 (clima centro) e 1,70 Mg ha-1 (clima sul). Os regimes climáticos estudados também não revelaram diferenças significativas entre suas temperaturas e precipitações médias anuais. Porém, o aumento anual de COS um pouco menor no clima sul levou à conclusão que o potencial de seqüestro de carbono diminui ligeiramente em latitudes mais altas, devido à maior precipitação no centro-sul do Brasil. Na segunda parte avaliou-se o impacto da palhada sobre a estabilidade de agregados dos solos, que foi calculada pelo método de fracionamento proposto por Six et al. (2000a). A estabilidade de agregados no solo do canavial sem a queima da palhada aumentou, em média, 15,3% por ano na profundidade 0-30 cm. Na terceira parte, avaliou-se a diferença da estabilidade de agregados entre canaviais e mata nativa. O solo da mata nativa mostrou uma estabilidade de agregados significativamente maior (7,2 vezes). Supõe-se que a estabilidade de agregados seja maior na mata nativa como resultado da maior presença de matéria orgânica e biota no solo. Na quarta parte avaliou-se a origem do carbono nos agregados estáveis em água de fluxo contínuo para determinar que forma de agregação possui a melhor proteção contra a decomposição de carbono. Houve uma diferença significativa de \'delta\'13C entre os macroagregados e microagregados na camada superior, com 10% mais \'delta\'13C nos macroagregados. Isto indica mais carbono derivado da cobertura vegetal atual (C4), ou seja, mais incorporação da palhada nos macroagregados. O \'delta\'13C da fração de partículas livres ou agregados não estáveis em água de fluxo contínuo é menor em todas as profundidades, indicando que a matéria orgânica recente (C4) encontra-se no solo principalmente de forma agregada estável em água, evidenciando seu papel fundamental na estabilidade dos agregados. Constatou-se também, que quanto mais novo o macroagregado, maior o seu teor em carbono. Nos microagregados verificou-se o efeito contrário. Quanto mais velho o microagregado, maior o seu teor em carbono. Isso indica que o microagregado possui uma melhor proteção contra a decomposição de carbono, e também a capacidade de um aumento no teor de carbono, no decorrer do tempo, em virtude da assimilação de carbono mais novo. Conclui-se, que em termos de seqüestro de carbono de longa duração, é propício avaliar mecanismos de proteção do carbono recalcitrante dentro dos microagregados e estudar como técnicas agrícolas podem proteger melhor esta fração / The study was divided in four parts. The first part investigated climate impact on soil carbon stocks in sugar cane fields cultivated without green trash burning. For this purpose, three contrasting climates were chosen in Central and Southern Brazil. The sequestration potential of soil organic carbon (SOC) was determined for each climate, calculating how much of the carbon derived from deposited green trash remains in the soil every year. To obtain this rate, SOC stocks of sugar cane fields cultivated with and without green trash burning were compared. The annual difference (0-30 cm) did not differ significantly between climates: 1, 97 Mg ha-1 (Northern Climate), 2,00 Mg ha-1 (Central Climate) and 1,70 Mg ha-1 (Southern Climate). The climates did not show significant differences between their average annual temperatures and their annual precipitation. Nevertheless, a slightly smaller gain of SOC stocks in the Southern Climate leads to the conclusion that higher latitudes tend to stock slightly less COS due to higher annual precipitation. The second part evaluated the impact of green trash deposition on soil aggregate stability, which was calculated according to Six et al. (2000a). Soil aggregate stability under sugar cane fields cultivated with green trash burning had an average increase of 15,3% for soil depth 0-30 cm. The third part studied soil aggregate stability between sugar cane and natural forest vegetation. The forest soil revealed significantly higher (7,2 times) aggregate stability, supposedly due to higher organic matter content and more soil biota. The forth part examined the origin of carbon inside water-stable aggregates to determine which aggregation form provides better protection against carbon decomposition. The top soil layer showed a significant difference in \'delta\'13C between macro-aggregates (10% more \'delta\'13C) and microaggregates which means that more carbon derived from green trash (C4) was incorporated in macro-aggregates. \'delta\'13C of free soil particles or water-unstable aggregates is smaller for all soil layers indicating that fresh organic matter (green trash) is predominantly encountered in a water stable aggregated form in the soil. Furthermore, a correlation analysis revealed that more recent macro-aggregates had higher C content. The opposite was observed for micro-aggregates: the older the micro-aggregate, the higher its carbon content, leading to the conclusion that microaggregates protect carbon better against decomposition and are also capable to enrich their carbon pool through C assimilation. Given its long-term soil carbon sequestration potential, it is recommended to investigate carbon protection mechanisms for the recalcitrant C pool in micro-aggregates and also to study how agricultural techniques could improve the protection of the recalcitrant C pool

La séquestration du C dans les sols réduit les effets du changement climatique, et améliore la qualité du sol. L'introduction des prairies temporaires dans le cycle des cultures pourrait améliorer les matières organiques du sol (SOM). L'objectif de la thèse était d'évaluer l'impact des modes de gestion de prairies temporaires sur la quantité, la composition et les processus de stabilisation des SOM et les émissions de gaz à effet de serre (GHG).Mes résultats montrent un arrière effet de la gestion des prairies temporaires sur les SOM après 3 ans de culture. La durée des prairies influence la quantité et la composition de la biomasse microbienne ainsi que la nature des SOM. La fertilisation en N de la prairie est nécessaire à la séquestration du C dans le sol sans augmenter les émissions de GHG.Pour remplacer la fertilisation en N minérale, des légumineuses peuvent être utilisées. En conséquence, je me suis intéressée à l'effet de la luzerne sur les formes de C, de N et de P dans les sols sous mélanges luzerne-graminées. Mes résultats indiquent une absence d'augmentation du stock de C dans les sols sous mélanges comparés aux monocultures de graminées fertilisées, malgré une plus forte productivité de la luzerne. Les biomarqueurs moléculaires indiquent que l'introduction de la luzerne en prairie influence la dégradation des SOM plus que leur stabilisation. De plus, la luzerne influence fortement les formes du P dans les sols sous mélanges.Ainsi, lors de l'introduction de prairie dans les cycles de culture, il est important d'optimiser les modes de gestion afin de faire le bon compromis entre le stockage du C, les émissions de GHG et l'utilisation d'engrais. / Soil C sequestration reduces the effects of climate change, improves soil quality and food security. Soil organic matter (SOM) could be enhanced by introduction of ley grassland into the cropping cycle. The objective of this PhD thesis was to evaluate the effect of management practices of ley grassland on the quantity, composition and stabilization processes of SOM and greenhouse gas emissions (GHG). My data showed legacy effects of duration and fertilization of the temporary grassland phase on SOM after 3 years of cropping. The duration of grassland phase influenced the quantity and composition of the microbial biomass as well as the nature of SOM. N fertilization during the grassland phase is necessary for soil C sequestration in soil without increasing GHG emissions.To replace mineral N fertilization, legumes may be used in forage production systems. Consequently, I was interested in the effect of introduction of lucerne on C, N and P forms in soils under lucerne-grass mixtures. My results indicate similar soil C stocks under mixtures and grass monocultures, despite the high productivity of lucerne. Molecular biomarkers indicated that the introduction of lucerne in grassland influenced the degradation of the SOM more than its stabilization. Moreover, the presence of lucerne influenced P forms in soils under mixtures.In conclusion, the introduction of ley grasslands into cropping cycles requires careful evaluation of the management practices in order to optimize C storage, GHG emissions and N fertilizer use.