A Amazônia desempenha um papel importante no ciclo global de carbono, tanto na troca, quanto no armazenamento do carbono, pois contém a maior área de floresta tropical, cerca de 50% do total. Além dos processos naturais, desmatamento e manejo do solo também são fontes de CO2. A Floresta Tropical Amazônica também representa uma significante fonte de óxido nitroso (N2O) através de processos do solo, e de metano (CH4), o qual é emitido em altas taxas em regiões alagadas. Este projeto é parte integrante do Experimento de Grande Escala entre a Biosfera e a Atmosfera da Amazônia (LBA), denominado “Perfis Verticais de Dióxido de Carbono e outros Gases Traço sobre a Bacia Amazônica usando Aviões de Pequeno Porte". A partir de dezembro de 2000, perfis verticais de gás carbônico (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O) e hexafluoreto de enxofre (SF6), além de monóxido de carbono (CO) e hidrogênio molecular (H2), têm sido medidos sobre a Amazônia Central. Os locais escolhidos para amostragem foram a Floresta Nacional do Tapajós, no estado do Pará, por já existir uma torre de medida de fluxo de CO2, e uma área a leste impactada por atividades de pecuária e agricultura, para comparar a influência de uma área impactada com uma área preservada; e a Reserva Biológica de Cuieiras, no estado do Amazonas, onde também existe uma torre de medida de fluxos de CO2 e uma área a leste distante de atividades antrópicas, para comparar com a Reserva. As coletas foram realizadas em perfis verticais de 300 a 4000 m de altitude, com o auxílio de duas malas semi-automáticas desenvolvidas pela NOAA e um avião de pequeno porte. Para a análise dos perfis, foi utilizado o sistema MAGICC (Multiple Analysis of Gases Influence Climate Change) instalado no laboratório de Química Atmosférica (LQA) do IPEN (Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares). Os resultados mostraram que todos os gases estudados, exceto o gás H2, apresentaram o mesmo comportamento observado em estações de monitoramento mundial. No Estado do Pará, em geral, todos os anos estudados foram discretos sumidouros de CO2. Para a comparação entre as Estações Secas e Chuvosas, removeu-se a influência global subtraindo os valores observados para o mesmo período na Ilha de Ascension, das concentrações observadas nos locais estudados. Assim, na comparação entre as Estações Chuvosas de 2004 e 2005 com a Seca de 2004, foi observado que as Estações Chuvosas apresentaram concentrações de CO2 maior em 2 ppm que na Estação Seca 2004. No Estado do Amazonas, os perfis coletados na Estação Chuvosa apresentaram comportamento de fonte, com diferença entre acima e abaixo da CLP (Camada Limite Planetária) de 10 ppm. As concentrações nos locais estudados foram superiores às observadas na Ilha de Ascension. As concentrações de metano apresentaram valores superiores em 80 ppb e 25 ppb sobre os Estados do Pará e do Amazonas, respectivamente, em relação à Ascension. Durante as Estações Secas foram observadas maiores concentrações de metano em relação às Estações Chuvosas estudadas. O gás N2O apresentou comportamento das concentrações observadas no Estado do Pará semelhante ao observado sobre Ascension até 2003, ano em que a concentração deste gás na região Amazônica começou a apresentar aumento gradativo, mostrando a influência de adubação de áreas agrícolas em regiões próximas. Sua concentração foi semelhante nos dois estados estudados, apresentando discreta fonte nas Estações Chuvosas estudadas nos quatro locais. A concentração observada do gás SF6 foi semelhante à global, e ligeiramente maior no Estado do Amazonas em relação ao Estado do Pará, sugerindo diferentes origens das massas de ar. As concentrações de CO, sobre o Estado do Pará e do Amazonas, foram maiores abaixo da CLP e apresentaram cerca de 130 ppb e 150 ppb, respectivamente, a mais na Estação Seca devido aos processos de queimada. A maior média de concentração foi observada no Estado do Amazonas, o que também sugere diferentes origens de massas de ar, uma vez que não há ação antrópica em locais próximos ao amostrado neste estado. O gás H2 apresentou comportamento semelhante ao CO nas Estações Secas estudadas. O Estado do Amazonas desempenhou papel de sumidouro deste gás em todo o período estudado e o Estado do Pará desempenhou papel de sumidouro apenas na Estação Chuvosa. / The Amazon plays an important role on the global carbon cycle, as changing as carbon storage, since Amazon Basin is the biggest area of tropical forest, around 50% of global. Natural’s process, deforestation, and use land are CO2 sources. The Amazon forest is a significant source of N2O by soil process, and CH4 by anaerobic process like flooded areas, rice cultures, and others sources. This project is part of the LBA project (Large-Scale Biosphere-Atmosphere Experiment in Amazônia), and this project is “Vertical profiles of carbon dioxide and other trace gas species over the Amazon basin using small aircraft". Since December 2000 vertical profiles of CO2, CH4, CO, H2, N2O and SF6 have been measured above central Amazônia. The local sampling was over Tapajós National Forest, a primary forest in Para State, where had a CO2 flux tower and an east impact area with sources like animals, rice cultivation, biomass burning, etc, to compare the influence of an impact area and a preserved area in the profiles. The Reserva Biológica de Cuieiras, at Amazon State, is the other studied place, where there already exists a CO2 flux tower, and an east preserved area at this State, to comparer with the Cuieiras. The sampling has been carried out on vertical profile from 1000 ft up to 12000 ft using a semi-automated sampling package developed at GMD/NOAA and a small aircraft. The analysis uses the MAGICC system (Multiple Analysis of Gases Influence Climate Change) which is installed at the Atmospheric Chemistry Laboratory (LQA) in IPEN (Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares). The results showed that all gases studied, except H2 gas, has been following the global trend. At the Pará State, for the studied years, the Amazonian Forest performed as small CO2 sink. To compare Wet and Dry Seasons, subtracted the Ascension concentration values in the period to remove the global influence. So that, in the 2004 and 2005 wet seasons and 2004 dry season comparison, it was observed 2 ppm CO2 concentration higher on Wet Seasons. At Amazon State, the Wet Season profiles had source behavior, presenting 10 ppm CO2 concentration higher under PBL (Planetary Boundary Layer). In both states concentrations were higher than Ascension Island concentration. CH4 concentration over Pará and Amazon States presented higher values than Ascension in 80 ppb and 25 ppb, respectively. Dry Season concentrations have been higher than Wet Season concentrations. N2O concentration in Para State was similar to Ascension concentration until 2003, when its concentration has been an enhancement, because of N fertilizer utilization at near area. N2O concentration was similar in the two studied States, presenting discreet source at Wet Season. The SF6 concentration presented the global trend, and it was a little beat higher over Amazon State, suggesting different air origin. The CO concentration was higher under PBL and presented values during Dry Season higher in 130 ppb and 150 ppb than Wet Season, for burning contribution. The highest average concentration was over Amazon State, which agrees with the different air origin hypothesis. H2 gas presented behavior similar to CO gas in the Dry Season. The Amazon State performed a small sink role during Wet Season and in Para State is higher during dry season performed like a source and during wet season like a sink.

Este estudo teve como objetivo a determinação da concentração de entrada dos Gases de Efeito Estufa (GEE) no ar proveniente do Oceano Atlântico na região norte/nordeste da costa brasileira e o entendimento da origem destas massas de ar e o padrão circulatório e sua sazonalidade. Esta parte do litoral corresponde à área em que as massas de ar adentram no continente, antes de chegar à Bacia Amazônica. Em 2010 foram iniciados estudos em dois locais na costa, Salinópolis, no estado do Pará e Natal, no Rio Grande do Norte. Amostras de ar foram coletadas em superfície semanalmente e foram analisadas no Laboratório de Química Atmosférica do IPEN, quantificando-se os gases: dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O), hexafluoreto de enxofre (SF6) e monóxido de carbono (CO). Os resultados obtidos mostraram que Salinópolis (SAL) apresenta maior sazonalidade, entre as estações climáticas, quando comparada a Natal (NAT), sendo essa observação confirmada pelas trajetórias retrocedentes das massas de ar, para cada local de estudo. Observou-se que SAL recebe massas de ar, tanto do Oceano Atlântico Norte, como do Sul (dependendo da época do ano), e em NAT, as massas de ar são originárias apenas do Oceano Atlântico Sul. Este comportamento está relacionado com a zona de convergência intertropical. Os resultados de uma maneira geral mostram a ocorrência de um crescimento nas concentrações médias obtidas em SAL e NAT com o passar dos anos, acompanhando o crescimento mundial. A concentração média para o principal GEE, CO2, em SAL nos anos de 2010, 2011 e 2012 foi de 388,01, 390,39 e 392,14 ppm, respectivamente, e em NAT foi de 388,59, 389,65 e 392,59 ppm respectivamente. / This study had the objective to determinate the background concentrations of Greenhouse Gases in the air from Atlantic Ocean in the north/northeast region of the Brazilian coast and understanding the origin of these air masses and circulatory pattern and seasonality. This region of the coast corresponds to the zone where the air masses pass through before to arrive in Amazon Basin. Studies were started in 2010, in two sites of the coast, Salinópolis in Pará state and Natal in Rio Grande do Norte state. The air samplings were performed on the surface weekly and analysed in the Atmospheric Chemistry Laboratory of IPEN, quantifying concentrations of the gases: Carbon dioxide (CO2), Methane (CH4), Nitrous oxide (N2O), Sulfur hexafluoride (SF6) and Carbon monoxide (CO). The obtained results showed that Salinópolis (SAL) have higher seasonality, among climatic seasons, in comparison to Natal (NAT), being this observation confirmed by backward trajectories of air masses to each studied site. SAL received air masses from the North and South Atlantic Ocean, and NAT the air masses arrived only from the South Atlantic Ocean. This behavior, is related with the intertropical convergence zone position. The results, in general, showed an increase of mean GHG concentrations in SAL and NAT along the years, following global growth. The mean concentration of the main GHG, CO2, in SAL to 2010, 2011 and 2012 was 388.01, 390.39 and 392.14 ppm, respectively, and in NAT it was 388.59, 389.65 e 392.59 ppm, respectively.

O aumento contínuo das emissões de gases causadores do efeito estufa resulta em níveis elevados de aquecimento do planeta. Estes efeitos, relacionados à mudança do clima, representam impactos na saúde humana, na produção de alimentos, nos ecossistemas e no abastecimento hídrico. Com o abastecimento hídrico afetado, as águas de menor qualidade para fins de irrigação, tornam-se importantes fontes hídricas para produção de alimentos. Dessa forma, objetivou-se estudar a tolerância da mini melancia à salinidade, bem como a resposta da cultura ao incremento de CO2 atmosférico, sob irrigação salina e não salina. O primeiro experimento foi realizado na Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ-Piracicaba), em casa de vegetação. Cultivaram-se plantas de mini melancia, cv. Smile, irrigadas com água de diferentes condutividades elétricas- CEa (1, 2, 3, 4 e 5 dSm-1) com o objetivo de estudar a tolerância das plantas, em função do estresse salino. O segundo experimento foi realizado no Centro Nacional de Pesquisa de Informática Agropecuária (CNPTIA-Campinas) em duas câmaras de crescimento. Com objetivo de estudar como o incremento do CO2 atmosférico afeta a tolerância à salinidade da mini melancia cv. Smile. Na primeira câmara de crescimento (C1), cultivaram-se as plantas irrigadas com águas de diferentes condutividades elétricas- CEa (1 e 5 dSm-1), com aumento da concentração atmosférica de CO2 para 800 ppm. Na segunda câmara de crescimento (C2), cultivaram-se as plantas irrigadas com as mesmas condutividades elétricas da C1, entretanto com a concentração de CO2 atmosférico de 400 ppm. A salinidade afetou negativamente e o aumento da concentração de CO2 afetou positivamente a massa e o tamanho dos frutos da mini melancia. Assim, conclui-se que a mini melancia cv. Smile é moderadamente sensível à salinidade e que o aumento da concentração de CO2 atmosférico favorece o desenvolvimento dos frutos irrigados com água salina e não salina. / The continued increase in emissions of greenhouse gas effect inducing gases results in the warming of the planet. These climate change-related effects impact human health, food production, ecosystems and water supply. With the water supply affected, lower quality water becomes a possible water source for food production. Thus, the purpose of this analysis was to study the tolerance of mini watermelon to salinity and the crop response to increasing atmospheric CO2 in saline and non-saline irrigation. The first experiment was conducted at the School of Agriculture \"Luiz de Queiroz\" (ESALQ-Piracicaba), under greenhouse conditions. Mini watermelon plants were cultivated and irrigated with water of different electrical conductivities-ECw (1, 2, 3, 4 and 5 dSm-1) with the purpose of observing the behavior of plants affected by salt stress. The second experiment was carred out at the National Center of Agricultural Informatics Research (CNPTIA-Campinas) in two different growth chambers. In the first growth chamber (C1), the plants were cultivated and irrigated with different electrical conductivities-ECw (1 and 5 dSm-1), with an increase of atmospheric CO2 concentration to 800 ppm. In the second growth chamber (C2), plants were grown and irrigated with the same electrical conductivities as in C1, though the atmospheric concentration was kept at CO2 400 ppm. The salinity negatively affected the mass and the size of the fruits of mini watermelon while the increased CO2 concentration had a positive effect. Thus, it is possible to conclude that the cv. Smile mini watermelon is moderately sensitive to salinity whereas the increasing atmospheric CO2 concentration favors the development of irrigated fruit with both saline and non-saline water.

O projeto estudou a potencialidade de seqüestrar carbono em solos arenosos de Cerrado sob pastagens. O enfoque principal consistiu em deduzir quantas toneladas por hectare podem ser seqüestradas em função de um melhor manejo. Para tanto escolheram-se quatro pastagens com as mesmas características pedológicas, climáticas e topográficas, possibilitando explicar as diferenças nos estoques de carbono no solo por seus diferentes manejos e níveis de produtividade. As pastagens encontram-se na parte ocidental da bacia do rio Piracicaba (SP). Nessa região, as pastagens constituem o uso dominante da terra e são cultivadas principalmente em solos arenosos do tipo Neossolos Quartzarênicos (RQ). Após a fase de seleção, as quatro pastagens foram caracterizadas de acordo com os estoques de carbono no solo (0-50cm) e suas respectivas produtividades. A produtividade das pastagens foi determinada pelos seguintes parâmetros: (i) índice de área foliar (IAF), (ii) taxa de crescimento da biomassa vegetal, (iii) peso da biomassa vegetal e (iv) peso radicular. Investigou-se a correlação entre os estoques de carbono no solo e cada parâmetro de produtividade de cada pastagem estudada. Avaliou-se também o nível de produtividade em relação ao histórico de manejo do pasto. Os resultados indicam uma boa correlação entre a produtividade de pasto e seu estoque de carbono no solo. Especialmente o parâmetro de produtividade IAF revelou uma boa correlação com os estoques de carbono no solo (r = 0,97). O segundo objetivo do projeto era investigar a aplicabilidade de técnicas de sensoriamento remoto para mapear a potencialidade de seqüestrar carbono no solo. Para os fins da pesquisa, considerou-se que o pasto estudado que apresentou o maior estoque de carbono (e também maior produtividade) no solo possui o estoque máximo possível sob as condições climáticas, pedológicas e topográficas encontradas nas áreas de estudo. Calculou-se a diferença do estoque entre a pastagem com o maior estoque de carbono no solo e as três outras pastagens. A diferença no estoque representa a potencialidade de as pastagens estocarem mais carbono. O potencial de seqüestro de carbono total no pasto mais degradado (Descalvado) representa um aumento de 70,0% (22,41 Mg ha -1 ), de 30,8% (12,81 Mg ha -1 ) no pasto significativamente degradado (Bondade) e de 4,9% (7,7 Mg ha -1 ) no pasto moderadamente degradado (Barreiro Rico). Como as quatro pastagens só diferem no tipo de manejo no que se refere aos parâmetros determinantes da estocagem, as diferenças no estoque são diretamente ligadas ao manejo. O estoque de carbono no solo é uma informação subterrestre e portanto não pode ser investigado diretamente por bandas espectrais do espectro óptico, as quais não penetram a superfície terrestre. Portanto, como este projeto comprovou uma boa correlação entre a produtividade e os estoques de carbono no solo sob pastagens na região estudada, tentou-se mapear os estoques de carbono por meio das produtividades das pastagens. Para esse fim, estabeleceu-se uma classificação radiométrica de produtividade de pasto. Seis bandas do sensor ETM+, além do NDVI, (Normalized Difference Vegetation Index) foram processadas em todas as combinações de entrada possíveis (120) para duas classificações supervisionadas (Máxima Verossimilhança e Rede Neural Propagação Posterior). Para determinar quais são as melhores combinações de entradas de bandas para fins de discriminação da produtividade de pasto em diferentes níveis, usou-se uma matriz de erro. O melhor resultado, com a entrada das bandas B2 B5 B7 NDVI, revelou uma exatidão de 64,79% ao classificar corretamente duas classes de produtividade de pasto (alta/baixa). Essa exatidão foi considerada insuficiente. Entretanto, efetuou-se uma análise radiométrica das pastagens por espectro, que revelou uma melhor separabilidade espectral da produtividade no espectro do infravermelho médio do que no espectro visível ou infravermelho próximo. Foram realizadas também análises de regressão entre a reflectância das quatro pastagens para cada espectro e seus respectivos estoques de carbono, para investigar correlações diretas entre o comportamento espectral das pastagens e os estoques de carbono no solo. O espectro vermelho (r = 0,96 ) e infravermelho médio I (r = 0,944) possuem uma correlação significativa com o estoque de carbono no solo. Resumindo, conclui-se que existe uma boa correlação entre o manejo (produtividade) de pasto e o estoque de carbono no solo. Constatou-se que a imagem de satélite utilizada (Landsat 7) não tem uma resolução espacial/espectral suficiente para separar com uma exatidão adequada os diferentes níveis de produtividade de pasto. Entretanto, existe boa separabilidade dos diferentes níveis de produtividade no espectro infravermelho médio. A investigação da correlação direta entre o comportamento espectral das pastagens e o estoque de carbono obteve resultados significativos nos espectros de vermelho (630 – 690nm) e infravermelho médio I (1550 – 1750nm). Portanto, no âmbito do sensoriamento remoto, recomenda-se investigar se é possível mapear estoques de carbono no solo diretamente por meio da reflectância espectral das pastagens ou por meio do Índice de Área Foliar, que pode ser deduzido por meio do NDVI em imagens de satélite. / The project studied the potential for soil carbon sequestration in pastures growing on sandy soils in the Cerrado region and for the application of remote sensing techniques for estimating carbon sequestration levels. The main focus was deducing how many tons per hectare could be sequestered if better pasture management techniques were adopted. Four pastures with identical pedological, climate and topographical characteristics were chosen, so that the discrepancies in carbon stock levels in the soil could be interpreted in light of their different types of management and productivity levels. The pastures are located in the western part of the Piracicaba basin, in São Paulo State, Brazil. The dominant land use in this region is pasture on sandy soils, classified as Neossolos Quartzarênicos (RQ), according to Brazilian soil classification. After the selection phase, the four pastures were classified according to their soil carbon stocks (0-50cm layer) and their respective productivity levels. Pasture productivity was determined by the following parameters: (i) leaf area index (LAI), (ii) biomass growth rate, (iii) dry matter weight and (iv) root stocks. The correlation between soil carbon stocks and each of the productivity parameters was investigated. The productivity levels were also studied in relation to the pasture management history of each of the selected pastures. The results indicate a good correlation between the productivity level of the pastures and their carbon stocks in the soil. The LAI parameter showed a particularly good correlation with soil carbon stocks (r= 0,97). The second objective of the project was investigating the applicability of remote sensing techniques to map the potential for soil carbon sequestration. For the purposes of this study, the pasture with the highest soil carbon stocks (and higher productivity) was considered to represent the maximum stock possible under the climate, pedological and topography conditions found in the region of the study. The difference between the stock in the highest stock pasture and the three other pastures was calculated. This difference represents the potential for increasing carbon sequestration. The total soil carbon sequestration potential in the most degraded pasture (Descalvado) is equivalent to a 70,0% increase (22.41 Mg ha -1 ) from current levels. In the significantly degraded pasture (Bondade), the potential amounted to 30.08% (12.81 Mg ha -1 ) and to 4.9% (22.41Mg ha -1 ) in the moderately degraded pasture (Barreiro Rico). Since the only determinant parameter for soil carbon sequestration these pasture do not have in common is the type of management, the differences in stock levels are directly related to their type of management. Soil carbon stock levels are a subterraneous type of information, and thus cannot be examined through direct use of optical spectrum bands, which cannot go through the soil. Therefore, and taking into consideration that this study demonstrated a good correlation between productivity and soil carbon stocks in the pastures of the sample, the author attempted to map carbon stocks through pasture productivity. To this end, a radiometric classification of pasture productivity was established. Six spectral bands from the ETM+ satellite sensor and the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) were processed in all possible entry band combinations for two supervised classifications (Maximum Likelihood and Back Propagation). An error matrix was subsequently used to determine the best band combinations for distinguishing pasture productivity levels (two classes). The best result (B2 B5 B7 NDVI) revealed an overall accuracy of 64,79% in the classification of two classes of productivity, which is considered insufficient. Nevertheless, a spectrum radiometric analysis of the pastures was conducted, which showed better separability in the medium infrared spectrum than in the visible or near infrared spectrum. Regression analyses were performed between the reflectance of the four pastures under each spectrum and their respective soil carbon stocks levels, with the purpose of investigating whether there are any direct correlations between the spectral behavior of the pastures and the soil carbon stocks levels. The red (r=0.95) and middle infrared (r=0,944) spectra were demonstrated to have a significant correlation with soil carbon stocks. The author concludes that there is a good correlation between pasture management (productivity) and soil carbon stocks. It has also been determined that the satellite image used in this study (Landsat 7) does not have an adequate spacial and spectral resolution for accurately separating different productivity levels. However, good separability of productivity levels was shown in the middle infrared spectrum. The evaluation of a direct correlation between the spectral behavior of the pastures and their respective soil carbon stock levels obtained significant results in the red (690nm) and near infrared (1550- 1750nm) spectra. Therefore, it is recommended to investigate carbon soil stock mapping by remote sensing techniques directly through the spectral reflectance of pastures in the red and middle infrared spectra or indirectly through the LAI, which can be deduced through the NDVI in satellite images.

This study evaluates the land use changes and forests in Brazil, focusing on deforestation and its greenhouse gas emissions (GHG). More specifically, it analyses: (i) how the specialized literature integrates land-use changes to GHG emissions into a computable general equilibrium (CGE) framework; and (ii) the economic impacts of halting the deforestation. For this purpose, this study was divided into three independent essays. The first essay is theoretical, and evaluates the state of the art of the integration between land-use change and GHG emissions into CGE models. The second essay, is an empirical study about the economic impacts of zero deforestation in the Amazon Biome. The third essay, evaluates the implication of productivity gains in agriculture on land allocation, GHG emissions and the Brazilian economy. The results highlight the difficulties to integrate land use to its GHG emissions, as well as the effectiveness of the deforestation control in the Amazon to reduce national emissions, although it imposes losses to the economy and boosts regional inequalities. Finally, productivity gains in agriculture in turn, also may reduce the domestic emissions, but with no adverse impacts on the economy. However, such effects are limited, as they expire with the productivity gains. / Este trabalho analisa as mudanças do uso da terra e florestas no Brasil, com ênfase no desmatamento e nas emissões de gases de efeito estufa (GEE). Mais especificamente, avaliam-se: (i) como a literatura especializada realiza a integração entre as mudanças do uso da terra e emissões de GEE no arcabouço dos modelos de equilíbrio geral computável (EGC); (ii) os principais impactos em termos econômicos e de emissões, de políticas de redução do desmatamento. Para isso, esta tese foi dividida em três ensaios independentes. O primeiro ensaio, de caráter teórico, avalia as principais contribuições para a integração das mudanças do uso da terra às emissões de gases de efeito estufa em modelos EGC. O segundo ensaio, é um estudo empírico sobre os impactos econômicos do desmatamento zero no Bioma Amazônia. O terceiro ensaio, analisa as implicações de ganhos de produtividade na agropecuária sobre a alocação de terras, emissões de GEE e economia brasileira. Os principais resultados evidenciam as dificuldades para a integração das mudanças do uso da terra às emissões de GEE, bem como a efetividade do controle do desmatamento na Amazônia em reduzir as emissões nacionais, apesar de impor perdas à economia e intensificar as desigualdades regionais. Já os ganhos de produtividade na agropecuária, também reduziram as emissões domésticas, mas, sem impactar negativamente a economia. Porém, tais efeitos são limitados, uma vez que expiram com os ganhos de produtividade.

Para se determinar o balanço dos Gases de Efeito Estufa (GEE) na Amazônia é necessário se conhecer a concentração de entrada destes gases nas massas de ar que chegaram à costa Norte/Nordeste brasileira, provenientes do Oceano Atlântico. Esta foi a principal motivação deste estudo, que abrangeu o período de 2006 até 2017. Amostras de ar atmosférico foram coletadas semanalmente em Arembepe/BA (ABP), Salinópolis/PA (SAL), Natal/RN (NAT), Camocim/CE (CAM) e Itarema/CE (ITA), totalizando 1762 amostras. As amostras de ar foram analisadas quantificando os gases: dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O), hexafluoreto de enxofre (SF6) e monóxido de carbono (CO). A posição geográfica de cada local de estudo determinou como cada um deles pôde ser influenciado pelo deslocamento da Zona de Convergência Intertropical. Esta influência pôde ser confirmada pelas simulações das trajetórias das massas de ar retrocedentes. Em SAL, CAM e ITA, as massas de ar foram provenientes do Oceano Atlântico Norte e Sul, dependendo da época do ano, já em NAT e ABP as massas de ar foram provenientes apenas do Oceano Atlântico Sul. Foi observado ainda que cada local de estudo apresentou sazonalidade quando comparado às estações de monitoramento global de GEE. SAL, CAM e ITA apresentaram concentrações dos GEE mais elevadas entre janeiro a maio, comportamento semelhante à estação global de Barbados, e no restante do ano, as concentrações foram similares à estação global de Ascension, assim como observado em NAT e ABP, onde as concentrações foram mais baixas e homogêneas durante todo o ano. Durante todo o período de estudo, todos os GEE apresentaram aumento nas concentrações ano após ano, acompanhando o mesmo padrão de aumento observado nas concentrações médias globais. / In order to determine greenhouse gases balances (GHG) for Amazon, it is necessary to know the air masses concentration of GHG that arriving in the North / Northeast coast from the Atlantic Ocean. This was the main motivation of this study, which covered the period from 2006 to 2017. Atmospheric air samples were collected weekly at Arembepe/BA (ABP), Salinópolis/PA (SAL), Natal/RN (NAT), Camocim/CE (CAM) and Itarema/CE (ITA), totaling 1762 samples. The air samples were analyzed quantifying the gases: carbon dioxide (CO2), methane (CH4), nitrous oxide (N2O), sulfur hexafluoride (SF6) and carbon monoxide (CO). The geographical position of each study site to determined how each of them could be influenced by the displacement of the Intertropical Convergence Zone. This influence could be confirmed by simulation of the air masses trajectories. At SAL, CAM and ITA, the air masses came from North and South Atlantic Ocean, depending on the time of the year, and at NAT and ABP the air masses came from only of the South Atlantic Ocean. In these sense, the results showed that each study site presented seasonality when compared to the GHG monitoring global stations. SAL, CAM and ITA showed highest GHG concentrations between January and May, similar behavior with Barbados global station, and, in the rest of the year, the concentrations were similar with Ascension global station, as observed in NAT and ABP, where the concentrations were lowest and homogeneous throughout the year. During the period of the study, all GHG showed increase on its concentrations year by year, following the same standards of increasing observed on the global average concentrations.

A Amazônia armazena em sua floresta na ordem de 95 a 120 PgC de biomassa viva e mais 160 PgC no solo, que podem ser rapidamente liberados para a atmosfera por meio da queima de biomassa e, também, pela mudança do uso da terra. Este estudo foi desenvolvido com o objetivo de elucidar a contribuição da Bacia Amazônica nas emissões de carbono no ano de 2010. A quantificação do CO2 foi realizada por meio da coleta do ar atmosférico utilizando aviões de pequeno porte que descreveram um perfil vertical em quatro locais, estrategicamente posicionado na Bacia Amazônica, e utilizando sistemas semiautomáticos de coleta de ar em 17 ou 12 altitudes diferentes. O Fluxo de emissão/absorção foi calculado pelo método de integração de coluna, que consiste na determinação da concentração de CO2 no perfil vertical, subtraído da concentração de entrada no continente, levando-se em conta o tempo que a massa de ar despende entre a costa e o local de amostragem. Para a determinação da concentração de entrada, foram utilizadas as concentrações medidas pela NOAA nas Ilhas de Ascencion e Barbados e, como traçador de massas de ar, o SF6. Foi encontrado um caráter emissor da Amazônia em território brasileiro para o ano de 2010, em torno de 0,41 PgC, considerando a média ponderada das quatro regiões estudadas, sendo a queima de biomassa a principal responsável. Para a determinação da emissão proveniente da queima de biomassa foi utilizado o CO, como traçador, e a razão CO:CO2. Apesar de possuir um perfil emissor neste ano anormalmente seco, foi possível observar um caráter sumidor de carbono. / The Amazon forest contains on the order of 95-120 PgC in living biomass and additional 160 PgC in soils, which can be quickly released into the atmosphere through the biomass burning and also by the land use change. This study was developed with the aim to elucidate the contribution of the Amazon Basin in carbon emissions. The quantification of CO2 was performed by collecting atmospheric air using small airplanes that described a vertical profile at four locations strategically positioned in the Amazon and using semi-automatic sampling systems in 17 or 12 different heights. The emission / absorption flux was calculated by column integration method, which consists in determining the vertical profile concentration, subtracted from the background concentration, taking into account the time that the air mass spends between coast and sampling site. To determine the background concentration, were used the concentrations measured by NOAA at the Ascencion and Barbados islands and, as an air mass tracer, the SF6. Was found a emission behavior at the Amazon in Brazil for the year 2010, around 0.41 PgC considering the weighted average of the four regions studied, being the biomass burning mainly responsible. To determine the biomass burning emission, was used the CO as a tracer and, the CO:CO2 ratio. Despite having an emitter profile at this abnormally dry year, it was possible to observe it behavior of carbon sink.

Esta pesquisa teve como objetivo quantificar a emissão de metano (CH4) proveniente da vinhaça presente em diferentes sistemas de armazenamento e transporte e, adicionalmente, avaliar, por técnicas independentes de cultivo, a microbiota funcional relacionada à produção deste gás. Para atingir esta meta foram realizados três estudos complementares. O primeiro abordou a caracterização dos sistemas de armazenamento e transporte de vinhaça encontrados no Brasil baseado em um questionário aplicado às usinas produtoras de etanol. O segundo visou quantificar as emissões de CH4 em condições de campo provenientes da vinhaça nos canais e tanques e também em laboratório em um estudo de incubação. O terceiro estudo avaliou a microbiota funcional associada à emissão de CH4 através de técnicas independentes de cultivo, como PCR em tempo real (qPCR) e pirosequenciamento. As análises microbiológicas indicaram que as emissões de CH4 são produzidas, preferencialmente, através da decomposição anaeróbia do material orgânico dissolvido da vinhaça depositados no fundo dos sistemas. Estas emissões não são desprezíveis e devem ser consideradas nos cálculos de pegada de carbono do etanol. Nos canais sem revestimento a emissão média em dois anos safras consecutivos apresentou valor de 0,75 kg CO2 eq m-3 de vinhaça, aproximadamente 5 vezes superior às emissões na parte revestida. Nos tanques a emissão foi aproximadamente setenta vezes inferior quando comparada ao canal revestido. O experimento de incubação auxiliou no entendimento de que a vinhaça sozinha não produz quantidades significativas de CH4. Entende-se que os nichos microbianos metanogênicos provavelmente são formados no sedimento, enquanto que a vinhaça mantém as condições de anaerobiose do sedimento necessárias à metanogênese e fornece nutrientes para acelerar a reação. O gênero Methanobrevibacter se mostrou dominante na comunidade microbiana metanogênica, conforme demonstrado pelo pirosequenciamento do gene 16S rRNA. Houve correlação positiva entre a abundância do gene 16S rRNA de Arquéia e dos genes funcionais mcrA e mba com a emissão de CH4. As informações sobre produção e emissão de CH4 e das características da vinhaça constituem informações importantes para tomada de decisão sobre a mitigação e/ou aproveitamento do CH4 gerado para fins econômicos e ambientais. / This research aimed to quantify methane (CH4) emissions from the vinasse in different storage and transportation systems and, additionally, to evaluate the functional microbiota associated with the production of this gas by molecular biology approaches. Three complimentary studies were performed to reach this goal. The first one was related to the characterization of main vinasse storage and transportation systems adopted in Brazil based on a survey administered to the mills, in south-central region of Brazil, producing sugarcane etanol. The second aimed to quantify the CH4 emissions from vinasse in both, field - channels and thanks - and laboratory conditions. The third study evaluated the functional microbiota associated with the CH4 emission by molecular biology approaches like real time PCR ans pyrosequencing. Microbial analysis indicated that CH4 emissions are produced preferably by anaerobic decomposition of the organic material dissolved in the vinasse and deposited on the bottom of the systems. These emissions are not negligible and should be considered in ethanol\'s carbon footprint calculations. At the uncoated part of the channel, the average emission from two crop years was 0.75 kg CO2 eq m-3 of vinasse, about 5 times greater than the emissions at the coated part. Methane emissions from the tank were about seventy times lower than from the uncoated channel. The laboratory experiment supported the understanding that the vinasse alone produces no significant emission of CH4. The microbial methanogenic niches were probably formed in the sediment, while the vinasse keeps sediment anaerobic conditions necessary for methanogenesis and provides nutrients to speed up the reaction. The Methanobrevibacter genus showed dominant in methanogenic microbial community, as demonstrated by pyrosequencing of the 16S rRNA gene. There was a positive correlation between the abundance of 16S rRNA gene Archaea and the functional mcrA and mba genes with the emission of CH4. Information on production and emission of CH4 and vinasse characteristics are important for decision making on mitigation and/or use of gas generated for economic and environmental purposes.

O hexafluoreto de enxofre (SF6) não figura como um dos gases de efeito estufa com as maiores concentrações no planeta Terra, no entanto, é um gás com um potencial de aquecimento global extremamente grande. Portanto, uma quantidade relativamente pequena pode ter um impacto importante nas mudanças climáticas do globo. Ele é um gás antropogênico, suas emissões são provenientes, principalmente, na distribuição de energia elétrica; é o gás preferido da indústria para interrupção de corrente elétrica e como isolamento de segurança na transmissão e distribuição de eletricidade. Ele é utilizado em disjuntores e equipamentos de alta tensão e na indústria de fundição de magnésio. Este estudo foi desenvolvido com o objetivo de elucidar se existe uma contribuição da Bacia Amazônica, e costa Norte e Nordeste brasileiras nas emissões deste gás, além de mostrar um amplo banco de dados de suas concentrações ao longo do tempo, com início das medições deste o ano 2000. A quantificação do SF6 foi realizada por meio da coleta do ar atmosférico utilizando aviões de pequeno porte que descreveram um perfil vertical em quatro locais, estrategicamente posicionados na Bacia Amazônica, e utilizando sistemas semiautomáticos de coleta de ar em 17 ou 12 altitudes diferentes, juntamente com coletas em 3 locais nas costas Norte e Nordeste brasileiras, com armazenamento das amostras em frascos de vidro. Para a comparação da concentração com estações globais, foram utilizadas as concentrações medidas pela NOAA na Ilha de Ascension e Barbados. Não foi encontrado um caráter emissor da Amazônia e da costa brasileira. Os resultados de uma maneira geral mostram a ocorrência de um crescimento nas concentrações médias obtidas em todos os locais de amostragem com o passar dos anos, acompanhando o crescimento mundial. / Sulfur hexafluoride (SF6) is not one of the greenhouse gases with the highest concentrations on Earth, but it is an extremely potent gas regarding global warming potential. Therefore, a relatively small amount can have a serious impact on global climate change. It is an anthropogenic gas, its emissions are mainly from the distribution of electricity, it is the industry\'s preferred gas for current interruption and as a safety isolation in the transmission and distribution of electricity. It is used in circuit breakers and high voltage equipment, and in the magnesium smelting industry. This study was developed, with the objective of elucidating if there is a contribution of the Amazon Basin, and the North and Northeast Brazilian coasts. In addition, to show a large database of its concentration over time, with the beginning of the measurements since the year 2000. The quantification of SF6 was performed through the sampling of atmospheric air using small airplanes that described a vertical profile in four strategically positioned in the Amazon Basin and using semiautomatic air sampling systems at 17 or 12 different elevations, together with collections at 3 sites on the Brazilian North and Northeast coast, with storage of the samples in glass flasks. The concentrations measured by NOAA in the Ascension Island and Barbados were used as a comparison to global concentrations. No source behavior from the Amazon and the Brazilian coast was found. The results generally show a growth in mean concentrations obtained at all sampling sites over the years, following the same enhancement observed globally.

A gravidade do fenômeno das mudanças climáticas foi detectada pela comunidade científica internacional e chamou a atenção de governantes, empresários e da população em geral. Para mitigar as consequências desse fenômeno, é necessário reduzir as emissões de gases de efeito estufa; para reduzir, é necessário primeiramente mensurar. Os cientistas começaram a entender melhor o problema climático na década de 1980 e, desde então, diversos métodos foram criados para contabilizar as emissões desses gases. Paralelamente a esses métodos, uma ferramenta bastante poderosa foi desenvolvida ao longo das últimas décadas para mensurar o impacto ambiental de produtos e serviços, a Avaliação do Ciclo de Vida. O presente estudo sistematiza os principais métodos de contabilização de gases de efeito estufa existentes no mundo, sob a ótica do ciclo de vida. Os dez métodos analisados foram classificados de acordo com as fronteiras adotadas em cada um, dividindo-os em três grupos: Métodos de Contabilização Regional, Métodos de Contabilização Corporativa e Métodos de Contabilização de Produto. Após a criação desses três grupos, discutiu-se a relação entre os grupos, apresentando-se como a lógica do ciclo de vida permeia todos os métodos de contabilização, independente do grupo ao qual cada um pertence. A análise e sistematização dos métodos apresentados nessa dissertação pode ser servir como base para tomadores de decisão na criação de políticas públicas nacionais e subnacionais. / The seriousness of the climate changing phenomenon was detected by the international scientific community and drew the attention of leaders, entrepreneurs and the general population. In order to mitigate the consequences of this phenomenon it is necessary to reduce the emissions of greenhouse gases. Before reducing, it is necessary to measure these emissions. The scientists began to better understand the climate problem in the 1980s and several methods have been created to account greenhouse gases emissions since this date. In parallel, a powerful tool has been developed over last decades to measure environmental impact of products and services, the Life Cycle Assessment. The present study systematizes the most important greenhouse gases emissions measurement methods under the life cycle thinking. Ten methods were analyzed and classified in accordance with the boundaries adopted for each one, dividing them in three groups: Regional Measurement Methods, Corporate Measurement Methods and Product Measurement Methods. After the creation of these three groups, the relation among the groups was discussed, presenting how the life cycle thinking permeates all the measurement methods, independent of the group each one makes part. The analysis and systematization of the methods presented in this dissertation may serve as a base to decision makers on the creation of national and subnational public policies.