O objetivo principal desta pesquisa foi desenvolver um modelo de simulação dinâmica para a valoração ecológica de serviços ecossistêmicos hídricos, baseado em princípios de Dinâmica de Sistemas com o auxílio do software STELLA. A hipótese básica adotada foi que: a valoração ecológica dos serviços ecossistêmicos deve contar com uma ferramenta integradora dos elementos envolvidos na modelagem ecológica como requisito básico para compreensão da dinâmica ecossistêmica que gera fluxos de serviços ecossistêmicos hídricos (SEH). Os SEH são os benefícios gerados a partir das complexas interações, entre os componentes do ciclo hidrológico e que tem a ver com a preservação tanto em quantidade como em qualidade da oferta de água. O modelo foi desenvolvido, através de uma análise sistêmica dos processos ecossistêmicos compreendidos dentro do ciclo hidrológico, foram determinadas as principais variáveis e suas respectivas inter-relações, de acordo com a estrutura desse ciclo. Essa estrutura foi representada no diagrama causal, que serviu de base à elaboração do diagrama de estoque e fluxo, por meio do qual se estabeleceu o modelo matemático que permitiu efetuar a simulação numérica. A escala temporal de aplicação do modelo é diária e foram efetuadas 365 simulações, o que permitiu estimar fluxos anuais de SEH. O modelo foi parametrizado na sub-bacia das Posses, Município de Extrema, Minas Gerais; aqui esta sendo implementado o primeiro projeto piloto, baseado na relação floresta-água, de pagamentos por SEH do Brasil. Foram examinados 36 cenários, com o objetivo de avaliar o impacto que têm variáveis como: textura de solo, altura da vegetação, índice de área foliar e profundidade do lençol freático na geração dos fluxos de SEH em água na superfície, infiltrada e armazenada; porém foi avaliado como estes incidem de forma quantitativa na manutenção da oferta de água disponível. O modelo desenvolvido permitiu aumentar a compreensão dos fluxos de SEH, o que representa uma ferramenta de elevado potencial de aplicação nas fases de definição de âmbito, de avaliação de alternativas e monitoramento de esquemas de pagamentos por SEH no Brasil. / The main objective of this research was to develop a dynamic simulation model to valuate ecological hydrological ecosystem services. The principles of System Dynamics were applied using the software STELLA. A basic hypothesis was adopted: ecological valuation of ecosystem services must use a tool to integer all the elements involved in ecological modeling, as a basic requirement to understand the ecosystem dynamic that generates water fluxes as hydrological ecosystems services (HES). HES are the benefits generated from complex interactions that occur within the hydrologic cycle; those interactions deals with the preservation of available water, in quantity and quality. The model was developed after a systemic analysis of the ecosystem processes involved in the hydrologic cycle; pointing out the main variables and the interrelations that constitute it. Then, the structure of those relations was represented in a causal diagram; becoming the base to built up the stocks and flows diagram. This later diagram established the mathematical model that allowed the numerical simulation. The time step of the model is one day during 365 days, estimating annual water HES. The model was parameterized at Poses sub-watershed, Extrema County, Minas Gerais. In Extrema was established the first payment for HES project in Brazil, based on the relationship between forest land and water availability. Thirty six scenarios were studied considering surface, infiltrated and stored water services fluxes; affecting the availability of water. The objective of those scenarios was to evaluate the impact that variables such as: soil texture, vegetation height, leaf area index and groundwater depth have on water flux generation. The model developed enables to increase the understanding of HES fluxes, becoming a tool with a broad spectrum of applications during the stages of assessing and scoping alternatives for payment of environmental services and to monitor HES programs in Brazil.

O objetivo principal desta pesquisa foi desenvolver um modelo de simulação dinâmica para a valoração ecológica de serviços ecossistêmicos hídricos, baseado em princípios de Dinâmica de Sistemas com o auxílio do software STELLA. A hipótese básica adotada foi que: a valoração ecológica dos serviços ecossistêmicos deve contar com uma ferramenta integradora dos elementos envolvidos na modelagem ecológica como requisito básico para compreensão da dinâmica ecossistêmica que gera fluxos de serviços ecossistêmicos hídricos (SEH). Os SEH são os benefícios gerados a partir das complexas interações, entre os componentes do ciclo hidrológico e que tem a ver com a preservação tanto em quantidade como em qualidade da oferta de água. O modelo foi desenvolvido, através de uma análise sistêmica dos processos ecossistêmicos compreendidos dentro do ciclo hidrológico, foram determinadas as principais variáveis e suas respectivas inter-relações, de acordo com a estrutura desse ciclo. Essa estrutura foi representada no diagrama causal, que serviu de base à elaboração do diagrama de estoque e fluxo, por meio do qual se estabeleceu o modelo matemático que permitiu efetuar a simulação numérica. A escala temporal de aplicação do modelo é diária e foram efetuadas 365 simulações, o que permitiu estimar fluxos anuais de SEH. O modelo foi parametrizado na sub-bacia das Posses, Município de Extrema, Minas Gerais; aqui esta sendo implementado o primeiro projeto piloto, baseado na relação floresta-água, de pagamentos por SEH do Brasil. Foram examinados 36 cenários, com o objetivo de avaliar o impacto que têm variáveis como: textura de solo, altura da vegetação, índice de área foliar e profundidade do lençol freático na geração dos fluxos de SEH em água na superfície, infiltrada e armazenada; porém foi avaliado como estes incidem de forma quantitativa na manutenção da oferta de água disponível. O modelo desenvolvido permitiu aumentar a compreensão dos fluxos de SEH, o que representa uma ferramenta de elevado potencial de aplicação nas fases de definição de âmbito, de avaliação de alternativas e monitoramento de esquemas de pagamentos por SEH no Brasil. / The main objective of this research was to develop a dynamic simulation model to valuate ecological hydrological ecosystem services. The principles of System Dynamics were applied using the software STELLA. A basic hypothesis was adopted: ecological valuation of ecosystem services must use a tool to integer all the elements involved in ecological modeling, as a basic requirement to understand the ecosystem dynamic that generates water fluxes as hydrological ecosystems services (HES). HES are the benefits generated from complex interactions that occur within the hydrologic cycle; those interactions deals with the preservation of available water, in quantity and quality. The model was developed after a systemic analysis of the ecosystem processes involved in the hydrologic cycle; pointing out the main variables and the interrelations that constitute it. Then, the structure of those relations was represented in a causal diagram; becoming the base to built up the stocks and flows diagram. This later diagram established the mathematical model that allowed the numerical simulation. The time step of the model is one day during 365 days, estimating annual water HES. The model was parameterized at Poses sub-watershed, Extrema County, Minas Gerais. In Extrema was established the first payment for HES project in Brazil, based on the relationship between forest land and water availability. Thirty six scenarios were studied considering surface, infiltrated and stored water services fluxes; affecting the availability of water. The objective of those scenarios was to evaluate the impact that variables such as: soil texture, vegetation height, leaf area index and groundwater depth have on water flux generation. The model developed enables to increase the understanding of HES fluxes, becoming a tool with a broad spectrum of applications during the stages of assessing and scoping alternatives for payment of environmental services and to monitor HES programs in Brazil.

As florestas se apresentam como a melhor cobertura do solo para a manutenção da qualidade natural das águas superficiais, proporcionando serviços ecossistêmicos de regulação e provisão desse recurso. A conversão de florestas em usos antrópicos tende a reduzir a qualidade da água, devido ao aporte de nutrientes e sedimentos provenientes da movimentação e manejo do solo. A presença de vegetação na área ripária pode reduzir esses efeitos, através da prestação de alguns serviços de proteção dos corpos d\'água. O objetivo deste trabalho foi detectar a influência da mata ciliar na composição físico-química da água em microbacias agrícolas. O trabalho foi dividido em duas partes, a primeira buscou avaliar o estado da vegetação florestal na área de estudo e o seu potencial na prestação de serviços e a segunda parte avaliar o efeito da vegetação em parâmetros físico-químicos da água. As unidades de estudo foram definidas na bacia do rio Corumbataí, a partir do mapeamento do uso do solo do ano de 2000 pelo método de amostragem adaptativa, onde as unidades deveriam apresentar um mínimo de 70% de matriz e 10% de cobertura florestal. Foram selecionadas seis unidades de 16 km2, três unidades com matriz de pasto e três unidades com matriz de cana-de-açúcar. Com as unidades definidas foram realizados os mapeamentos por fotointerpretação para cinco datas (1962, 1978, 1995, 2000 e 2008), a partir desse mapeamento foi possível calcular as mudanças do uso do solo e índices para os fragmentos florestais identificando sua trajetória. Também foram utilizados mapas de solos e geologia, e realizado o mapeamento do relevo para reconhecimento dos aspectos físicos e químicos do terreno. Sete microbacias, de primeira a segunda ordem de drenagem, foram selecionadas e tiveram amostras de água coletadas durante um ano, quinzenalmente, para análise dos parâmetros físico-químicos da água. As diferenças na ocupação do uso do solo e na trajetória dos fragmentos florestais entre as matrizes foram avaliadas através da Análise de Variância e as diferenças entre as variáveis da água foram avaliadas através do teste nãoparamétrico de Wilcoxon-Mann-Whitney. Os resultados mostraram que a vegetação florestal nas unidades tem aumentado nos últimos anos, dando indícios ao inicio de uma fase de regeneração, conhecida como a segunda fase da transição florestal, porém apenas estudos futuros poderão confirmar essa análise. As matrizes apresentam similaridade em relação à área ocupada por floresta, porém a trajetória dessas florestas foi diferente. O potencial de prestação de serviços por essas florestas em relação à proteção dos riachos é relativamente baixo, onde através da metodologia utilizada foi possível observar que apenas 1/3 da vegetação florestal apresenta-se adequada para a prestação de serviços. A cana-de-açúcar promove o aumento de nitrogênio no riacho, enquanto a pastagem apresenta concentração maior de carbono orgânico dissolvido. A floresta ripária é essencial para a manutenção do ecossistema aquático e está contribuindo para o aumento da concentração de alguns nutrientes na água. / Forests present themselves as the best land use for maintaining the quality of natural surface water, providing ecosystem services of provision and regulation for this resource. The conversion of forests to anthropogenic uses tends to reduce the quality of waters due the nutrients and sediment inputs from moving and soil management. The presence of vegetation in the riparian area can reduce these effects by providing some services as the protection of water bodies. The aim of this study was to detect the influence of riparian vegetation on water physico-chemical composition in agricultural watersheds. The work was divided into two parts, the first sought to evaluate the state of the forest vegetation in the study area and its potential in providing services and the second part to assess the effect of vegetation on physico-chemical parameters of the water. The study units were defined in Corumbataí river basin, from a mapping of the land use in 2000 by adaptive sampling method, where the units should have a minimum 70% matrix and 10% forest cover. Were selected six units of 16 km2, three units with pasture matrix and three units with sugar cane matrix. With the units defined mappings were performed by photointerpretation for five dates (1962, 1978, 1995, 2000 and 2008), from this mapping was possible to calculate the changes in land use and some indices for forest fragments. Were also used maps of soils and geology, and the mapping of relief for recognition of physical and chemical aspects of the terrain. Seven watersheds, from first to second order, were selected and water samples were collected during one year, biweekly, for the analysis of physico-chemical parameters of the water. Differences in occupation of land use and the trajectory of forest fragments between matrices were evaluated using analysis of variance and differences between water variables were assessed using the nonparametric Wilcoxon-Mann-Whitney test. The results showed that the forest vegetation cover has increased in recent years, giving evidence the beginning of a regeneration phase, known as the second stage of forest transition, but only future studies can confirm this analysis. The matrices exhibit similarity to the area occupied by forest, however, the trajectories of these forests were different. The potential of services by these forests in relation to protection of streams is relatively low, which through the methodology it was observed that only 1/3 of the forest has been considered appropriate for the provision of services. The sugar cane promotes the increase of nitrogen in the stream, while the pasture has higher concentration of dissolved organic carbon. The riparian forest is essential to the maintenance of the aquatic ecosystem. The forests are contributing to the increase in the concentration of some nutrients in the water.

As florestas se apresentam como a melhor cobertura do solo para a manutenção da qualidade natural das águas superficiais, proporcionando serviços ecossistêmicos de regulação e provisão desse recurso. A conversão de florestas em usos antrópicos tende a reduzir a qualidade da água, devido ao aporte de nutrientes e sedimentos provenientes da movimentação e manejo do solo. A presença de vegetação na área ripária pode reduzir esses efeitos, através da prestação de alguns serviços de proteção dos corpos d\'água. O objetivo deste trabalho foi detectar a influência da mata ciliar na composição físico-química da água em microbacias agrícolas. O trabalho foi dividido em duas partes, a primeira buscou avaliar o estado da vegetação florestal na área de estudo e o seu potencial na prestação de serviços e a segunda parte avaliar o efeito da vegetação em parâmetros físico-químicos da água. As unidades de estudo foram definidas na bacia do rio Corumbataí, a partir do mapeamento do uso do solo do ano de 2000 pelo método de amostragem adaptativa, onde as unidades deveriam apresentar um mínimo de 70% de matriz e 10% de cobertura florestal. Foram selecionadas seis unidades de 16 km2, três unidades com matriz de pasto e três unidades com matriz de cana-de-açúcar. Com as unidades definidas foram realizados os mapeamentos por fotointerpretação para cinco datas (1962, 1978, 1995, 2000 e 2008), a partir desse mapeamento foi possível calcular as mudanças do uso do solo e índices para os fragmentos florestais identificando sua trajetória. Também foram utilizados mapas de solos e geologia, e realizado o mapeamento do relevo para reconhecimento dos aspectos físicos e químicos do terreno. Sete microbacias, de primeira a segunda ordem de drenagem, foram selecionadas e tiveram amostras de água coletadas durante um ano, quinzenalmente, para análise dos parâmetros físico-químicos da água. As diferenças na ocupação do uso do solo e na trajetória dos fragmentos florestais entre as matrizes foram avaliadas através da Análise de Variância e as diferenças entre as variáveis da água foram avaliadas através do teste nãoparamétrico de Wilcoxon-Mann-Whitney. Os resultados mostraram que a vegetação florestal nas unidades tem aumentado nos últimos anos, dando indícios ao inicio de uma fase de regeneração, conhecida como a segunda fase da transição florestal, porém apenas estudos futuros poderão confirmar essa análise. As matrizes apresentam similaridade em relação à área ocupada por floresta, porém a trajetória dessas florestas foi diferente. O potencial de prestação de serviços por essas florestas em relação à proteção dos riachos é relativamente baixo, onde através da metodologia utilizada foi possível observar que apenas 1/3 da vegetação florestal apresenta-se adequada para a prestação de serviços. A cana-de-açúcar promove o aumento de nitrogênio no riacho, enquanto a pastagem apresenta concentração maior de carbono orgânico dissolvido. A floresta ripária é essencial para a manutenção do ecossistema aquático e está contribuindo para o aumento da concentração de alguns nutrientes na água. / Forests present themselves as the best land use for maintaining the quality of natural surface water, providing ecosystem services of provision and regulation for this resource. The conversion of forests to anthropogenic uses tends to reduce the quality of waters due the nutrients and sediment inputs from moving and soil management. The presence of vegetation in the riparian area can reduce these effects by providing some services as the protection of water bodies. The aim of this study was to detect the influence of riparian vegetation on water physico-chemical composition in agricultural watersheds. The work was divided into two parts, the first sought to evaluate the state of the forest vegetation in the study area and its potential in providing services and the second part to assess the effect of vegetation on physico-chemical parameters of the water. The study units were defined in Corumbataí river basin, from a mapping of the land use in 2000 by adaptive sampling method, where the units should have a minimum 70% matrix and 10% forest cover. Were selected six units of 16 km2, three units with pasture matrix and three units with sugar cane matrix. With the units defined mappings were performed by photointerpretation for five dates (1962, 1978, 1995, 2000 and 2008), from this mapping was possible to calculate the changes in land use and some indices for forest fragments. Were also used maps of soils and geology, and the mapping of relief for recognition of physical and chemical aspects of the terrain. Seven watersheds, from first to second order, were selected and water samples were collected during one year, biweekly, for the analysis of physico-chemical parameters of the water. Differences in occupation of land use and the trajectory of forest fragments between matrices were evaluated using analysis of variance and differences between water variables were assessed using the nonparametric Wilcoxon-Mann-Whitney test. The results showed that the forest vegetation cover has increased in recent years, giving evidence the beginning of a regeneration phase, known as the second stage of forest transition, but only future studies can confirm this analysis. The matrices exhibit similarity to the area occupied by forest, however, the trajectories of these forests were different. The potential of services by these forests in relation to protection of streams is relatively low, which through the methodology it was observed that only 1/3 of the forest has been considered appropriate for the provision of services. The sugar cane promotes the increase of nitrogen in the stream, while the pasture has higher concentration of dissolved organic carbon. The riparian forest is essential to the maintenance of the aquatic ecosystem. The forests are contributing to the increase in the concentration of some nutrients in the water.