The Podzols of the world are divided into intra-zonal and zonal according to then location. Zonal Podzols are typical for boreal and taiga zone associated to climate conditions. Intra-zonal podzols are not necessarily limited by climate and are typical for mineral poor substrates. The Intra-zonal Podzols of the Brazilian Amazon cover important surfaces of the upper Amazon basin. Their formation is attributed to perched groundwater associated to organic matter and metals accumulations in reducing/acidic environments. Podzols have a great capacity of storing important amounts of soil organic carbon in deep thick spodic horizons (Bh), in soil depths ranging from 1.5 to 5m. Previous research concerning the soil carbon stock in Amazon soils have not taken into account the deep carbon stock (below 1 m soil depth) of Podzols. Given this, the main goal of this research was to quantify and to map the soil organic carbon stock in the region of Rio Negro basin, considering the carbon stored in the first soil meter as well as the carbon stored in deep soil horizons up to 3m. The amount of soil organic carbon stored in soils of Rio Negro basin was evaluated in different map scales, from local surveys, to the scale of the basin. High spatial and spectral resolution remote sensing images were necessary in order to map the soil types of the studied areas and to estimate the soil carbon stock in local and regional scale. Therefore, a multi-sensor analysis was applied with the aim of generating a series of biophysical attributes that can be indirectly related to lateral variation of soil types. The soil organic carbon stock was also estimated for the area of the Brazilian portion of the Rio Negro basin, based on geostatistical analysis (multiple regression kriging), remote sensing images and legacy data. We observed that Podzols store an average carbon stock of 18 kg C m-2 on the first soil meter. Similar amount was observed in adjacent soils (mainly Ferralsols and Acrisols) with an average carbon stock of 15 kg C m-2. However if we take into account a 3 m soil depth, the amount of carbon stored in Podzols is significantly higher with values ranging from 55 kg C m-2 to 82 kg C m-2, which is higher than the one stored in adjacent soils (18 kg C m-2 to 25 kg C m-2). Given this, the amount of carbon stored in deep soil horizons of Podzols should be considered as an important carbon reservoir, face a scenario of global climate change / Os Espodossolos podem ser divididos em zonais e intrazonais de acordo com área onde ocorrem. Os Espodossolos zonais são típicos de áreas boreais e taiga, delimitados por condições climáticas. Já os intrazonais não são condicionados pelo clima. Os Espodossolo intrazonais brasileiros ocupam uma grande extensão da alta bacia amazônica, tendo sua formação atribuída à ocorrência de lençóis freáticos suspensos associados à acumulação de complexos organometálicos em ambientes ácidos redutores. Esses solos tem a capacidade de estocar grandes quantidades de carbono orgânico em horizontes espódicos profundos (Bh), em profundidades que podem variar de 1,5m a 5m. Pesquisas atuais relacionadas ao estoque de carbono em solos amazônicos, não levam em consideração os estoques encontrados no horizonte Bh (abaixo de 1m de profundidade). Sendo assim, o principal objetivo da presente pesquisa foi quantificar e mapear o estoque de carbono nos solos da bacia do Rio Negro, tendo-se em vista aquele estocado no primeiro metro de solo, bem como o carbono armazenado em até 3m de profundidade. A quantidade de carbono orgânico estocado nos solos da bacia do Rio Negro foi estimada em diferentes escalas de mapeamento, desde mapas locais até a escala da bacia do Rio Negro. Imagens de sensoriamento remoto de alta resolução espacial e espectral foram essenciais para viabilizar o mapeamento dos solos nas áreas estudadas e permitir a estimativa do estoque de carbono. Uma análise multisensor foi adotada buscando-se gerar informações biofísicas indiretamente associadas à variação lateral dos tipos de solo. Após o mapeamento do estoque de carbono em escala regional, partiu-se para a estimativa na escala da bacia do Rio Negro, com base em análise geoestatística (krigagem por regressão linear), imagens de sensoriamento remoto e base de dados de domínio público. Após o mapeamento do estoque de carbono na escala da bacia, constatou-se que os Espodossolos têm um estoque médio de 18 kg C m-2, para 1m de profundidade, valor similar ao observado em solos adjacentes (Latossolos e Argissolos) os quais tem um estoque de 15 kg C m-2. Quando são considerados os estoques profundos, até 3m, a quantidade de carbono dos Espodossolos é superior com valores variando de 55 kg C m-2 a 82 kg C m-2. Estoque relativamente maior que aquele observado em solos adjacentes para esta profundidade (18 kg C m-2 a 25 kg C m-2). Portanto, o estoque de carbono profundo dos Espodossolos, não deve ser negligenciado levando-se em conta cenários futuros de mudanças climáticas

A mudança no uso do solo, principalmente o desmatamento nas regiões tropicais, é a terceira maior fonte de emissões de gases do efeito estufa. A restauração florestal é uma importante ferramenta de mitigação das mudanças climáticas, pois o sequestro do carbono decorre do crescimento das árvores e consequente acúmulo de biomassa. Assim, torna-se necessário estudos que quantifiquem esses serviços em diferentes situações ambientais e metodologias de restauração ecológicas. Com isso, o presente estudo buscou compreender os processos de estocagem de carbono em áreas de restauração florestal com 5 anos de idade, avaliando as diferenças no estoque de carbono pelos compartimentos (biomassa viva, biomassa morta e solo), em diferentes metodologias de restauração ecológica (restauração ativa, assistida e passiva), contribuindo assim, para uma quantificação mais precisa dessas estimativas. Na primeira parte do estudo, foi quantificado o estoque de carbono na biomassa viva acima do solo de áreas em processo de restauração florestal, através de métodos diretos, encontrando valores de incremento médio adequados para a idade, e recomendando um modelo alométrico de ajuste para estimativas de biomassa de áreas em restauração florestal. Na segunda parte do trabalho, foram quantificados os valores do estoque de carbono entre todos os compartimentos (arbóreo, herbáceo, regenerantes, serapilheira, madeira morta, raiz e no solo), nos tratamentos (diferentes metodologias de restauração florestal com 5 anos), comparando ainda com um fragmento remanescente e um pasto limpo em uso. E os resultados, foram que todos os compartimentos têm efetiva contribuição no estoque de carbono total dos ecossistemas em processo de restauração florestal e que essas áreas em restauração ecológica, principalmente a metodologia de restauração ativa, estão desempenhando sua função mitigadora sobre o aquecimento global. Assim concluímos que o presente estudo evidência a importância das áreas em processo de restauração florestal para mitigação das mudanças climáticas, e que há relevância na quantificação de todos os estratos florestais. Recomendamos ainda que o monitoramento dessas áreas seja mantido, para predizer em quantos anos essas novas florestas estarão cumprindo seu papel de sequestro de carbono, na mesma eficiência que os fragmentos de floresta nativa remanescentes. / Changing soil use classes, mainly for deforestation in tropical areas is the third main source of greenhouse gases. Forest restauration is an important tool to mitigate global warming, since carbon sequestration comes from tree growing and biomass accumulation in ecosystems. This way, it is necessary to quantify carbon sequestration in different environmental conditions and implementation methodologies towards more efficient procedures. The goal of this study is to understand carbon stocks mechanisms in 5-year-old forest restauration areas by assessing carbon stock on the following pools: alive and dead biomass and soil, varying the treatments (active restoration, passive restoration and assistive restoration). This study was divided into 2 parts: for the first part, carbon stock in alive biomass above ground was quantified on forest restauration areas by in situ measurements and the average increment found was considered adequate for that age. An alometric model was recommended to estimate biomass for areas under restoration. On the second part of this study carbon stock was quantified on all pools (trees, herbaceous, litter, dead wood, roots and soil) on the different treatments and values were compared to a remaining area stablished into a pasture. The results show that all pools give significant contributions on the carbon stock for the area and that the restored areas, mainly the treatment active restoration are in process of establishment and performing a great environmental service, which is mitigate global warming. One concludes that this study shows the importance of restored areas on mitigating global warming and that all pools are significant on carbon stocking. It is recommended that carbon stock assessment should be made from time to time, so it is possible to know the carbon sequestration dynamic for that particular area.

No âmbito das mudanças climáticas globais, a quantificação do estoque de carbono em povoamentos florestais tem recebido mais atenção, principalmente pelo fato das florestas exercerem um papel fundamental no equilíbrio do estoque de carbono global. Com o objetivo de contribuir para esse processo, a parte investigativa deste trabalho foi desenvolvida em duas etapas. A primeira etapa objetivou o ajuste de modelos alométricos para a estimativa do estoque de carbono presente na biomassa total (Ctotal), no lenho comercial (Cleco) e parte residual (Crds) (casca, folhas e galhos) em plantações de Eucalyptus spp. em nível de árvores, através de uma amostragem destrutivas de árvores, análise elementar do carbono em laboratório e medidas convencionais de inventário. A medição do diâmetro à altura do peito (DAP) e altura total das árvores em parcelas amostradas instaladas nos talhões onde as árvores foram coletadas para determinação direta de carbono também foi realizada. A segunda parte, consistiu na avaliação do uso da tecnologia LiDAR (Light Detection and Ranging) aerotransportada (Airborne LASER scanning) como uma alternativa eficiente e versátil para a estimativa do estoque de carbono total (Ctotal), no lenho comercial de toras (Cleco) e no resíduo da árvore (Crds) em nível de parcelas em plantações de Eucalyptus spp usando como base o estoque de carbono estimado na primeira fase. Os resultados obtidos encontram-se resumidos em dois artigos científicos. O primeiro artigo mostra que os modelos baseados no logaritmo do diâmetro à altura do peito (DAP) e da altura total da árvore (Ht) oferecem boas precisão e exatidão para estimar o estoque de carbono em nível de árvore. O segundo artigo, permitiu a determinação das melhores métricas LiDAR para o cálculo do teor total de carbono, tanto no carbono total, lenho comercial e nas partes residuais da árvore em nível de plantação. Esses resultados, bem como os indicadores estatísticos utilizados para avaliar a qualidade dos ajustes, são o cerne desta dissertação. / In the context of global climate change, the quantification of the carbon content in forest plantations have received great attention. This is because vegetation play an important role in the global carbon budget. This master thesis was developed in two main parts. The first part was to adjust allometric equations for the estimation of the carbon content at a tree level. This was performed for the above ground section (Ctotal), in commercial logs (Cleco) and residuals ( Crds) (e.g. bark, leaves and branches/twigs). The experiment was based on the destructive model of individual trees harvested in commercial plantations of Eucaliptus spp. The experiment encompasses both forest inventory and laboratory analyses procedures. Additionally, in-situ measurements such as the diameter at the breast height (DBH) and the total tree height were also performed. These sample plots were located in homogeneous forest units and close to the areas were the trees have been harvested. The second part of this master thesis was the evaluation of the airborne LiDAR technology as a tool for the retrieval of the above ground biomass (Ctotal), the carbon present in the commercial logs (Cleco) and residuals. This procedure was performed at the sample plots level. This procedure was based on the information provided in the first part. The results are presented as two scientific manuscripts. The first manuscript shows that allometric equations based on the log of the variables diameter at the breast height (DBH) and total tree height (Ht) were good predictors for the retrieval of the total carbon content at a tree level. The second manuscript allow the selection of the best LiDAR derived metrics for the retrieval of the total carbon content, either at above ground level, commercial logs and residual parts of the tree at a sample plots level. These results, as well as the statistical indicators for the adjustment of several statistical models is the core of this master thesis.

The Podzols of the world are divided into intra-zonal and zonal according to then location. Zonal Podzols are typical for boreal and taiga zone associated to climate conditions. Intra-zonal podzols are not necessarily limited by climate and are typical for mineral poor substrates. The Intra-zonal Podzols of the Brazilian Amazon cover important surfaces of the upper Amazon basin. Their formation is attributed to perched groundwater associated to organic matter and metals accumulations in reducing/acidic environments. Podzols have a great capacity of storing important amounts of soil organic carbon in deep thick spodic horizons (Bh), in soil depths ranging from 1.5 to 5m. Previous research concerning the soil carbon stock in Amazon soils have not taken into account the deep carbon stock (below 1 m soil depth) of Podzols. Given this, the main goal of this research was to quantify and to map the soil organic carbon stock in the region of Rio Negro basin, considering the carbon stored in the first soil meter as well as the carbon stored in deep soil horizons up to 3m. The amount of soil organic carbon stored in soils of Rio Negro basin was evaluated in different map scales, from local surveys, to the scale of the basin. High spatial and spectral resolution remote sensing images were necessary in order to map the soil types of the studied areas and to estimate the soil carbon stock in local and regional scale. Therefore, a multi-sensor analysis was applied with the aim of generating a series of biophysical attributes that can be indirectly related to lateral variation of soil types. The soil organic carbon stock was also estimated for the area of the Brazilian portion of the Rio Negro basin, based on geostatistical analysis (multiple regression kriging), remote sensing images and legacy data. We observed that Podzols store an average carbon stock of 18 kg C m-2 on the first soil meter. Similar amount was observed in adjacent soils (mainly Ferralsols and Acrisols) with an average carbon stock of 15 kg C m-2. However if we take into account a 3 m soil depth, the amount of carbon stored in Podzols is significantly higher with values ranging from 55 kg C m-2 to 82 kg C m-2, which is higher than the one stored in adjacent soils (18 kg C m-2 to 25 kg C m-2). Given this, the amount of carbon stored in deep soil horizons of Podzols should be considered as an important carbon reservoir, face a scenario of global climate change / Os Espodossolos podem ser divididos em zonais e intrazonais de acordo com área onde ocorrem. Os Espodossolos zonais são típicos de áreas boreais e taiga, delimitados por condições climáticas. Já os intrazonais não são condicionados pelo clima. Os Espodossolo intrazonais brasileiros ocupam uma grande extensão da alta bacia amazônica, tendo sua formação atribuída à ocorrência de lençóis freáticos suspensos associados à acumulação de complexos organometálicos em ambientes ácidos redutores. Esses solos tem a capacidade de estocar grandes quantidades de carbono orgânico em horizontes espódicos profundos (Bh), em profundidades que podem variar de 1,5m a 5m. Pesquisas atuais relacionadas ao estoque de carbono em solos amazônicos, não levam em consideração os estoques encontrados no horizonte Bh (abaixo de 1m de profundidade). Sendo assim, o principal objetivo da presente pesquisa foi quantificar e mapear o estoque de carbono nos solos da bacia do Rio Negro, tendo-se em vista aquele estocado no primeiro metro de solo, bem como o carbono armazenado em até 3m de profundidade. A quantidade de carbono orgânico estocado nos solos da bacia do Rio Negro foi estimada em diferentes escalas de mapeamento, desde mapas locais até a escala da bacia do Rio Negro. Imagens de sensoriamento remoto de alta resolução espacial e espectral foram essenciais para viabilizar o mapeamento dos solos nas áreas estudadas e permitir a estimativa do estoque de carbono. Uma análise multisensor foi adotada buscando-se gerar informações biofísicas indiretamente associadas à variação lateral dos tipos de solo. Após o mapeamento do estoque de carbono em escala regional, partiu-se para a estimativa na escala da bacia do Rio Negro, com base em análise geoestatística (krigagem por regressão linear), imagens de sensoriamento remoto e base de dados de domínio público. Após o mapeamento do estoque de carbono na escala da bacia, constatou-se que os Espodossolos têm um estoque médio de 18 kg C m-2, para 1m de profundidade, valor similar ao observado em solos adjacentes (Latossolos e Argissolos) os quais tem um estoque de 15 kg C m-2. Quando são considerados os estoques profundos, até 3m, a quantidade de carbono dos Espodossolos é superior com valores variando de 55 kg C m-2 a 82 kg C m-2. Estoque relativamente maior que aquele observado em solos adjacentes para esta profundidade (18 kg C m-2 a 25 kg C m-2). Portanto, o estoque de carbono profundo dos Espodossolos, não deve ser negligenciado levando-se em conta cenários futuros de mudanças climáticas

No âmbito das mudanças climáticas globais, a quantificação do estoque de carbono em povoamentos florestais tem recebido mais atenção, principalmente pelo fato das florestas exercerem um papel fundamental no equilíbrio do estoque de carbono global. Com o objetivo de contribuir para esse processo, a parte investigativa deste trabalho foi desenvolvida em duas etapas. A primeira etapa objetivou o ajuste de modelos alométricos para a estimativa do estoque de carbono presente na biomassa total (Ctotal), no lenho comercial (Cleco) e parte residual (Crds) (casca, folhas e galhos) em plantações de Eucalyptus spp. em nível de árvores, através de uma amostragem destrutivas de árvores, análise elementar do carbono em laboratório e medidas convencionais de inventário. A medição do diâmetro à altura do peito (DAP) e altura total das árvores em parcelas amostradas instaladas nos talhões onde as árvores foram coletadas para determinação direta de carbono também foi realizada. A segunda parte, consistiu na avaliação do uso da tecnologia LiDAR (Light Detection and Ranging) aerotransportada (Airborne LASER scanning) como uma alternativa eficiente e versátil para a estimativa do estoque de carbono total (Ctotal), no lenho comercial de toras (Cleco) e no resíduo da árvore (Crds) em nível de parcelas em plantações de Eucalyptus spp usando como base o estoque de carbono estimado na primeira fase. Os resultados obtidos encontram-se resumidos em dois artigos científicos. O primeiro artigo mostra que os modelos baseados no logaritmo do diâmetro à altura do peito (DAP) e da altura total da árvore (Ht) oferecem boas precisão e exatidão para estimar o estoque de carbono em nível de árvore. O segundo artigo, permitiu a determinação das melhores métricas LiDAR para o cálculo do teor total de carbono, tanto no carbono total, lenho comercial e nas partes residuais da árvore em nível de plantação. Esses resultados, bem como os indicadores estatísticos utilizados para avaliar a qualidade dos ajustes, são o cerne desta dissertação. / In the context of global climate change, the quantification of the carbon content in forest plantations have received great attention. This is because vegetation play an important role in the global carbon budget. This master thesis was developed in two main parts. The first part was to adjust allometric equations for the estimation of the carbon content at a tree level. This was performed for the above ground section (Ctotal), in commercial logs (Cleco) and residuals ( Crds) (e.g. bark, leaves and branches/twigs). The experiment was based on the destructive model of individual trees harvested in commercial plantations of Eucaliptus spp. The experiment encompasses both forest inventory and laboratory analyses procedures. Additionally, in-situ measurements such as the diameter at the breast height (DBH) and the total tree height were also performed. These sample plots were located in homogeneous forest units and close to the areas were the trees have been harvested. The second part of this master thesis was the evaluation of the airborne LiDAR technology as a tool for the retrieval of the above ground biomass (Ctotal), the carbon present in the commercial logs (Cleco) and residuals. This procedure was performed at the sample plots level. This procedure was based on the information provided in the first part. The results are presented as two scientific manuscripts. The first manuscript shows that allometric equations based on the log of the variables diameter at the breast height (DBH) and total tree height (Ht) were good predictors for the retrieval of the total carbon content at a tree level. The second manuscript allow the selection of the best LiDAR derived metrics for the retrieval of the total carbon content, either at above ground level, commercial logs and residual parts of the tree at a sample plots level. These results, as well as the statistical indicators for the adjustment of several statistical models is the core of this master thesis.

Soil is extremely important for providing food, biomass and raw materials, water and nutrient storage; supporting biodiversity and providing foundations for man-made structures. However, its health is threatened by human activities, which can greatly affect the potential of soils to fulfil their functions and, consequently, result in environmental, economic and social damage. These issues require the characterisation of the impact and spatial extent of the problems. This can be achieved through the creation of detailed and comprehensive soil maps that describe both the spatial and vertical variability of key soil properties. Detailed three-dimensional (3D) digital soil maps can be readily used and embedded into environmental models. Three-dimensional soil mapping is not a new concept. However, only with the recent development of more powerful computers has it become feasible to undertake such data processing. Common techniques to estimate soil properties in the three-dimensional space include geostatistical interpolation, or a combination of depth functions and geostatistics. However, these two methods are both partially flawed. Geostatistical interpolation and kriging in particular, estimate soil properties in unsampled locations using a weighted average of the nearby observations. In order to produce the best possible estimate, this form of interpolation minimises the variance of each weighted average, thus decreasing the standard deviation of the estimates, compared to the soil observations. This appears as a smoothing effect on the data and, as a consequence, kriging interpolation is not reliable when the dataset is not sampled with a sampling designs optimised for geostatistics. Depth function approaches, as they are generally applied in literature, implement a spline regression of the soil profile data that aims to better describe the changes of the soil properties with depth. Subsequently, the spline is resampled at determined depths and, for each of these depths, a bi-dimensional (2D) geostatistical interpolation is performed. Consequently, the 3D soil model is a combination of a series of bi-dimensional slices. This approach can effectively decrease or eliminate any smoothing issues, but the way in which the model is created, by combining several 2D horizontal slices, can potentially lead to erroneous estimations. The fact that the geostatistical interpolation is performed in 2D implies that an unsampled location is estimated only by considering values at the same depth, thus excluding the vertical variability from the mapping, and potentially undermining the accuracy of the method. For these reasons, the literature review identified a clear need for developing, a new method for accurately estimating soil properties in 3D – the target of this research, The method studied in this thesis explores the concept of soil specific depth functions, which are simple mathematical equations, chosen for their ability to describe the general profile pattern of a soil dataset. This way, fitting the depth function to a particular sample becomes a diagnostic tool. If the pattern shown in a particular soil profile is dissimilar to the average pattern described by the depth function, it means that in that region there are localised changes in the soil profiles, and these can be identified from the goodness of fit of the function. This way, areas where soil properties have a homogeneous profile pattern can be easily identified and the depth function can be changed accordingly. The application of this new mapping technique is based on the geostatistical interpolation of the depth function coefficients across the study area. Subsequently, the equation is solved for each interpolated location to create a 3D lattice of soil properties estimations. For this way of mapping, this new methodology was denoted as top-down mapping method. The methodology was assessed through three case studies, where the top-down mapping method was developed, tested, and validated. Three datasets of diverse soil properties and at different spatial extents were selected. The results were validated primarily using cross-validation and, when possible, by comparing the estimates with independently sampled datasets (independent validation). In addition, the results were compared with estimates obtained using established literature methods, such as 3D kriging interpolation and the spline approach, in order to define some basic rule of application. The results indicate that the top-down mapping method can be used in circumstances where the soil profiles present a pattern that can be described by a function with maximum three coefficients. If this condition is met, as it was with key soil properties during the research, the top-down mapping method can be used for obtaining reliable estimates at different spatial extents.

Submitted by Claudia Rocha (claudia.rocha@udesc.br) on 2018-03-07T12:46:53Z No. of bitstreams: 1 PGCS16MA145.pdf: 655955 bytes, checksum: bf04be65ba544eba0d5c3c8744e49793 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-07T12:46:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCS16MA145.pdf: 655955 bytes, checksum: bf04be65ba544eba0d5c3c8744e49793 (MD5) Previous issue date: 2016-02-03 / Capes / The incentive to forest cultivation using exotic species in southern Brazil, occurred in the late 1960s, with the law of tax incentives, where many companies were based on national and foreign capital formed. In southern Brazil and Pinus taeda L. is the predominant specie in forest plantations. Considering these aspects the importance of reducing CO2 emissions to the atmosphere, studies in forest cultivation areas are necessary to assess the effects of natural forest conversion to exotic plantations. The objective of this study was to quantify the carbon stock and nitrogen and soil chemical properties on a Humic Dystrupept, under forestry production areas (Pinus taeda L.) and native forest, in layers of 0-20 cm and 20-40 cm in the region of Ponte Alta do Norte - SC. Soil sampling occurred in areas with 9, 13 and 21 year, where it was determined particle size distribution, effective depth, drainage and total and particulate organic carbon, total and particulate nitrogen, soil bulk density, active and potential acidity, aluminum, phosphorus and potassium. Active acidity, potential and exchangeable aluminum, were higher in plantations than native forests. Regarding to the phosphorus contents, generally occurred low values in all locations, decreasing with increasing depth. Potassium contents were higher in the native areas than in forest plantations. Nitrogen contents decreased with increasing depth, except in CP 21, where there was an anthropic influence. The total stock of soil organic carbon in the areas of forest cultivation in general, were similar to the areas of native forests, and shows that pine can be efficient in carbon storage in relation to natural vegetation. Forest farming plantations, add organic matter to the soil as plant residues and can increase the content of soil organic carbon, contributing to the maintenance of soil sustainability. Carbon stocks were not influenced by the cultivation age but by the amount of biomass deposited on the soil / O incentivo ao cultivo florestal de exóticas no sul do Brasil ocorreu no fim da década de 1960 com a lei de incentivos ficais, onde muitas empresas foram formadas, desde empresas de capital nacional a capital estrangeiro. No sul do Brasil o cultivo de Pinus taeda L. se destaca, sendo nesta região a espécie predominante. Diante deste cenário, e com a preocupação com os níveis de CO2 emitidos na atmosfera, são necessários estudos para avaliar os efeitos da conversão de áreas nativa para cultivo florestal com espécies exóticas. O objetivo deste trabalho foi de quantificar o estoque de carbono e nitrogênio e a composição química em Cambissolo Húmico, em áreas de produção florestal (Pinus taeda L.) e em área de mata nativa, nas camadas de 0-20 cm e 20-40 cm, na região de Ponte Alta do Norte – SC. A coleta de solo ocorreu em áreas com idades de, 9, 13 e 21 anos, onde foi determinada granulometria, profundidade efetiva, drenagem, carbono orgânico total e particulado, nitrogênio total e particulado, densidade do solo, estoque de carbono orgânico total e particulado, acidez ativa e potencial, teores de alumínio, fósforo, potássio. A acidez ativa, potencial e alumínio trocável, foram maior nas áreas de cultivo do que nas florestas nativas. Em relação aos valores de fósforo, no geral os teores foram baixos em todos os locais, e sendo observado que os teores diminuem conforme o aumento de profundidade. Os teores em relação aos cultivos florestais de potássio foram superiores nas áreas de referência. Os valores encontrados de nitrogênio diminuíram com o aumento da profundidade, com exceção a CP 21, onde ocorreu influência antrópica. O estoque de carbono orgânico total do solo nas áreas de cultivo florestal no geral, foi semelhante ao das áreas de mata nativa, e demonstra que o pinus pode ser eficiente no armazenamento de carbono em relação à vegetação natural. O cultivo florestal adiciona matéria orgânica via resíduos vegetais e pode incrementar o conteúdo de carbono orgânico do solo e contribuir para a manutenção da sustentabilidade do solo. O estoque de carbono não foi influenciado pelo tempo de cultivo, mas sim pela quantidade de biomassa depositada sobre o solo

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:37:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Victor Mauricio da Silva.pdf: 2335495 bytes, checksum: 3d045f5906117f1acc05e0efbd6cdfc1 (MD5) Previous issue date: 2012-02-28 / O cafeeiro conilon (Coffea canephora Pierre ex Froehner) apresenta alta exigência em nutrientes e a reposição no solo é feita geralmente por meio de adubos minerais. Para reduzi-los, o uso de resíduos orgânicos disponíveis na propriedade agrícola pode ser uma alternativa. Os objetivos do estudo foram: (i) avaliar parâmetros agronômicos (produtividade, estado nutricional, atributos químicos de solo e densidade do solo) de uma lavoura conduzida a partir da substituição parcial e total da adubação mineral pela orgânica; e (ii) monitorar e comparar a biodiversidade da meso e macrofauna edáfica do cafeeiro conilon conduzido em diferentes sistemas de adubação. Em lavoura localizada no município de Linhares, Estado do Espírito Santo Brasil, foi montado, no ano agrícola 2009/2010, um experimento em blocos casualizados com distribuição fatorial de 2 x 2 x 5, com três repetições, sendo os fatores: dois tipos de composto orgânico; presença e ausência de leguminosa; e cinco proporções de cada composto (0; 25; 50; 75; e 100%) em substituição da adubação mineral recomendada para o cafeeiro conilon. Cada repetição foi formada por parcela de 30 plantas do cafeeiro conilon, sendo 12 plantas úteis centrais. Os compostos utilizados foram: composto 1 (C1), preparado com a mistura de capim elefante (Pennisetum purpureum) e palha-de-café na proporção 1:1(v:v); e composto 2 (C2), preparado pela mistura de capim elefante, palha-de-café e cama-de-frango na proporção 2:1:1 (v:v:v). A leguminosa utilizada foi o feijão-de-porco (Canavalia ensiformis), semeada nas entrelinhas dos cafeeiros. O capítulo 1 apresenta a introdução geral, enfatizando a área de investigação e as justificativas para a realização do estudo. Atributos químicos do solo e a densidade do solo foram avaliados no capítulo 2. Aos 30 dias após a adubação do 2º ano agrícola, verifica-se aumento do estoque de C orgânico e N total com o incremento das proporções do C1 e do C2 na profundidade de 0-5 cm. No capítulo 3, avaliaram-se o estado nutricional e a produtividade dos cafeeiros. O aumento das proporções do C1 e C2 decresce os teores foliares de Mn possivelmente em resposta ao acréscimo do pH do solo. Valores máximos de 61,13 e 66,42 sacas beneficiadas por hectare são obtidos com proporções de substituição (da fonte mineral por orgânica) de 40,42 e 37,32% para o C1 e C2, respectivamente. A caracterização da meso e macrofauna edáfica foi feita no capítulo 4. Independente do tratamento e do período de avaliação, Formicidae (formigas) pertencente ao gênero Pheidole sp. (associada com a cochonilha da roseta dos cafeeiros) é predominante. Por fim, o capítulo 5 apresenta as considerações finais, ponderando sobre aspectos importantes de pesquisas futuras para ratificar o uso de resíduos orgânicos no cafeeiro conilon / The conilon coffee plant (Coffea canephora Pierre ex Froehner) has high nutrient requirement and the soil recovery is usually done thru mineral fertilizers. To reduce them, the use of organic waste available on the farm can be an alternative. The objectives of this study were: (i) evaluate agronomic parameters (yield, nutritional status, soil chemical properties and bulk density) of a crop conducted from the partial and total substitution of mineral fertilizer by organic fertilizer, and (ii) monitor and compare the biodiversity of the soil meso and macrofauna of conilon coffee plant conducted in different systems of fertilization. In a crop located in Linhares in the state of Espirito Santo, Brazil, in the agricultural year 2009/2010, was carried out in a random block design (RBD) experiment with a factorial distribution 2 x 2 x 5, with three replications, the following factors: two type of organic compost; presence and absence of legumes; and five proportion of each compost (0; 25; 50; 75 and 100%) as a substitute for mineral fertilizer as recommended for conilon coffee. Each replicate was formed of 30 conilon coffee plants per plot being 12 central plants. The composts used were: compost 1 (C1), prepared with a mixture of elephant grass and coffee straw in a ratio 1:1 (v;v); and compost 2 (C2) prepared by mixing elephant grass, coffee straw and poultry litter in a ratio 2:1:1 (v;v;v). A legume a jack bean was used sown between the rows of coffee plantations. Chapter 1 presents a general introduction, emphasizing the research area and the justifications for the study. Soil chemical properties and bulk density were evaluated in chapter 2. At 30 days after fertilization of the 2nd growing season, there is to increase of stocks of organic C and total N with increased proportions of C1 and C2 at a depth of 0-5 cm. In chapter 3, were evaluated the nutritional status and yield of coffee plant. Increasing proportions of C1 and C2 decreases leaf contents of Mn possibly response to increase soil pH. Maximum values of 61.13 and 66.42 sacks ha-1 are obtained with proportions of substitution of 40.42 and 37.32% for C1 and C2, respectively. The characterization of soil meso and macrofauna was performed in chapter 4. Independently of treatment and evaluation period, Formicidae (ants) of the genus Pheidole sp. is predominant.Finally, chapter 5 presents the final remarks, pondering the important aspects of future research to ratify the use of organic wastes in conilon coffee plant

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Biomassa de raízes em sistemas florestais dispersos nas matrizes de savana da Amazônia é pobremente estudada e indiretamente calculada dentro do Inventário Nacional sobre fontes e reservatórios de carbono do Brasil. O objetivo do estudo foi estimar a biomassa de raízes em ilhas de mata dispersas na savana de Roraima levando em consideração o efeito da dimensão destes fragmentos florestais, distribuição espacial (borda e interior) e das variáveis edáficas como fontes de variação da biomassa. A amostragem foi desenvolvida em 12 ilhas de mata distintas por categorias de dimensão (pequenas ≤ 10 ha, médias = 1020 ha, grandes = 20-60 ha) e pela borda e interior do fragmento. Tradagens de solo (1 m de profundidade) foram realizadas de forma equidistante ao longo de transectos estabelecidos no sentido norte sul em cada ilha. Todas as raízes com diâmetro ≥ 2 mm foram triadas manualmente a intervalos de 10 cm no perfil vertical do solo e transformadas em massa por unidade de área. Foram realizadas análises químicas e físicas do solo a cada intervalo de 10 cm. A análise dos dados foi realizada através de ANOVA, teste t e regressão linear. A biomassa de raízes não diferiu em relação a dimensão dos fragmentos (38,8 22,4 Mg ha-1 de média geral). No entanto, a média das bordas (37,6 19,6 Mg ha-1) foi distinta do interior (23,3 24,4 Mg ha-1), independente da dimensão das ilhas, sugerindo ser afetada por diferenças florísticas e estruturais entre a borda e o interior. Apenas 50% da variação da biomassa de raízes ao longo do perfil vertical (0-1 m) foram explicados pelas variáveis edáficas devido à uniformidade química e física dos solos amostrados. A maior concentração de raízes foi registrada entre 0-30 cm (finas = 32,8%, médias = 55,9% e grossas = 11,3%), não sendo observadas diferenças entre as dimensões dos fragmentos neste intervalo de profundidade. O valor médio da razão root:shoot nas ilhas amostradas foi de 0,40 0,28 no perfil de 0 a 1 m de profundidade A conclusão do estudo é que biomassa de raízes em fragmentos florestais dispersos na savana de Roraima não é afetada pela dimensão dos fragmentos, mas é distinta entre borda e interior das ilhas, podendo ser explicada pelas diferenças na estrutura e composição florística entre borda e interior. / Root biomass in forest ecosystems scattered in Amazonian savanna matrix is poorly studied and indirectly calculated within the National Inventory of carbon sources and reservoirs in Brazil. The goal of the study is to estimate root biomass in forest islands dispersed in Roraima savanna taking into account the size effect of these forest fragments, spatial distribution (edge and interior) and edaphic variables as biomass sources of variation. Sampling was conducted in 12 different forest islands by size categories (small ≤10 ha, medium = 10-20 ha, large = 20-60 ha) and the edge and the forest interior. Soil samples (1 m deep) were performed at equal distances along transects established in the north - south direction on each forest island. All root diameter ≥ 2 mm were manually screened at intervals of 10 cm in the soil vertical column and converted in mass per unit area. Chemical and physical soil analyzes were made in each10 cm interval. Data analysis was performed using ANOVA, t test and linear regression. The average root biomass did not differ in the size of fragments, resulting in 38.8 22.4 t ha-1 as the overall mean for all fragments. However the edge mean (37.6 19.6 t ha-1) was distinct from the interior (23.3 24.4 t ha-1), regardless of the size of the islands, suggesting that it is affected by floristic and structural distinctions between the edge and the interior. Only 50% of the variation in root biomass along the vertical profile (0-1 m) were explained by the soil characteristics due to chemical and physical uniformity of the sampled soils. The highest concentration of roots was recorded between 0-30 cm (fine = 32.8%, medium = 55.9% and coarse = 11.3%), with no differences between the sizes of the fragments in this depth range. The ratio root: shoot in the sampled forest islands was 0.40 0.28 (0-1 m deep). The conclusion is that root biomass in forest fragments dispersed in Roraima savannah is not affected by the size of the fragments, but is distinct between edge and interior of the islands, which can be partially explained by differences in the structure and floristic composition between edge and interior.

Submitted by Gabriela Lopes (gmachadolopesufpel@gmail.com) on 2017-03-07T16:24:31Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação FINAL 3.pdf: 3130600 bytes, checksum: cc7a0deac92b5c66e5e7a17046de48cd (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-03-09T20:34:54Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação FINAL 3.pdf: 3130600 bytes, checksum: cc7a0deac92b5c66e5e7a17046de48cd (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-09T20:34:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação FINAL 3.pdf: 3130600 bytes, checksum: cc7a0deac92b5c66e5e7a17046de48cd (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-02-03 / Os serviços ecossistêmicos (SEs) são considerados os benefícios que as pessoas recebem da natureza como qualidade da água e provisão de alimentos. A valoração como forma de subsídio ao pagamento por estes serviços pode auxiliar na mitigação dos fatores de degradação de um dos ecossistemas campestres mais importantes do mundo, os campos naturais do Pampa. O objetivo deste trabalho é adaptar à realidade deste bioma a metodologia TESSA (Toolkit for Ecossistem Service – Site-based Assessment) que é um conjunto de ferramentas que avalia e monitora os SEs com baixo investimento. O estudo foi realizado em duas propriedades certificadas pela Alianza del Pastizal no município de Lavras do Sul, RS, Brasil, sendo uma denominada de Conservada (CO) e a outra Em Recuperação (ER). A pesquisa quantitativa foi feita através da coleta de amostras de biodiversidade, massa de forragem e de solo, deformadas e indeformadas, nas profundidades de 0 - 5cm, 5 - 10cm e 10 -20 cm, em três transectas em toposequência (topo, encosta e baixada). A pesquisa qualitativa sobre os principais SEs e suas importâncias foi aplicada em pesquisadores da Embrapa Pecuária Sul e produtores do Sindicato Rural de Lavras do Sul na forma de workshops. Todos os dados foram submetidos a análise de componentes principais (ACP) e os dados de Estoque de Carbono e Valoração Econômica foram determinados por uma análise de duas vias seguida de pós teste de Bonferroni (p<0,05). Os testes de ACP foram feitos com as médias de cada toposequência com os resultados de cobertura absoluta das espécies encontradas, solo descoberto, altura, massa de forragem, carbono orgânico, densidade do solo, Ph, H+Al, alumínio, cálcio, magnésio, fósforo, potássio e Índice de Shannon e Pielou. Os resultados geraram 5 componentes principais, na qual o componente principal 1 explicou 99,6 % dos resultados, com os índices de massa de forragem e altura da pastagem, mostrando a correlação direta da conservação dos serviços ecossistêmicos com o histórico de uso destas áreas. Os resultados qualitativos mostraram que dentre os principais SEs percebidos pelos produtores e pesquisadores estão ambiente nativo, qualidade da água, qualidade da carne, modo de vida e beleza cênica, com exceção do carbono que foi citado apenas pelos pesquisadores. Como principais ameaças à conservação da biodiversidade estão sucessão familiar, infraestrutura, reforma agrária, ações do governo e a presença de espécies invasoras. No teor de COS na camada de 20 cm do solo foi encontrada diferença significativa tanto entre as duas propriedades como entre as toposequências. Os resultados transformados em dólares no mercado voluntário possibilitaram chegar à valores médios de U$ 359,32.ha-1 (74,85 ton.ha-1 CO2 equivalente x U$4,8) para CO e U$ 250,38.ha-1 para o ER. O mercado de carbono é voluntário, portanto seu valor poderá ser “qualquer valor acordado”, mas sua utilidade está em demonstrar as diferenças entre as áreas estudadas. A diferença de valores entre as duas propriedades é de U$108,94. As políticas públicas devem ser norteadas a partir das ameaças percebidas. O teor de C org dos campos naturais nas propriedades analisadas está atrelado ao histórico e manejo pecuário adotado. Os dados indicam que estes ecossistemas com boas práticas de manejo contêm estoques importantes de COS e, portanto, sua conservação é relevante para a mitigação das mudanças climáticas. Sugere-se, neste trabalho, que os valores para projetos de pagamento pelos serviços ecossistêmicos prestados por estes produtores pecuários seja ou pela diferença do Estoque de Carbono ou pela diferença entre o custo de oportunidade do arrendamento da terra, de U$ 140, comparado com alternativas produtivas de maior rentabilidade. / The ecosystem services are considered the benefits which the people got from nature. The evaluation of this services can aid in the mitigation of the factors of degradation from one of grasslands ecosystems more important of the world, the natural fields of Pampa. This work aims to adapt this biome into the reality to the methodology TESSA (Toolkit for Ecossistem Service – Site-based Assessment) a set of tools that acess and monitor ES, with low investment. For this purpose were chosen two certificated farms by Alianza del Pastizal in Lavras do Sul city, RS, Brazil. The amount was done through of samples of biodiverty, forage mass and soil, unshaped and shaped,in the depth of 0 - 5cm, 5 - 10cm e 10 -20 cm in two farms, called of Preserved (P) and in Recovering (R). They were chosen three transects on toposequence (top, encost and low), open trenches and collected. The qualitative research was done with researches from Embrapa Pecuária Sul and livestocks farmers from the Rural Sindicate of Lavras do Sul I the way of workshops were day pointed the main ES and graduated the importance. All data were subimited to Analysis of the Main Components (AMC) and the data of carbon stock and Economic Evaluation were determinated by an analysis of two ways followed by posttest of Bonferroni (p<0,05). The test of AMC with average from each toposequence with the results of absolute covering of each species found, uncovered soil, hight, forage mass, organic carbon, soil density, Ph, H + Al, aluminum, calcium, magnesium, phosphorus, potassium and Shannon and Pielou index had as result the main component 1 that explained 99,6% of the results, with the forage mass index and hight of grassland, showing the direct correlation of conservation of environmental services with the good practices of management in this ecosystem. The qualitative results showed that among the main ES noticed by farmers and researches are native environment, water quality, meet quality, way of life and the beauty of landscape, except the carbon, that wasn’t mentioned by farmers. As main threats to the conservation of biodiversity are the familiar succession, infrastructure, land reform, governmental actions and presence of invader species. The carbon organic amount in the layer of 20cm of soil was found significate difference either between the two farms or between the topo sequences. The results turned in to dollars in the volunteer market made possible to get to the average values of U$ 359,00 to the preserved grasslands and U$ 250,00. The carbon market is volunteer, therefore its value might be “any dealt value” but its utility is in demonstrate the differences between two farms studied. The difference of values between two farms is of U$ 108,00. The public policies must be led since from the threats noticed. The amount of organic carbon of natural grasslands in the farms analyzed is engaged to the historical and management livestock adopted. The data indicate that these ecosystems with good livestock management have good important stocks, therefore its conservation is relevant to the mitigation of climate changes. It is suggested in this paper that the values for the ecosystem service payment projects provided by these livestock farmers are or the Carbon Stock (U$ 108,00) of the difference or the difference between the opportunity cost of the land lease, from U$ 140, compared with production of more profitable alternatives.