A conversão de energia a partir de usinas hidrelétricas foi considerada por muito tempo uma forma de produção limpa. No final do século passado alguns estudos demonstraram que os reservatórios poderiam ser emissores potenciais de Gases de Efeito Estufa (GEEs). A participação da energia hidráulica na matriz energética nacional é de 12%, sendo que dentre as fontes renováveis é da ordem de 29% e gera aproximadamente 60% da eletricidade produzida no país. O enchimento dos reservatórios está associado a altas taxas de atividade bacteriana e produção de GEEs. Grande parte da biomassa inundada é decomposta nos primeiros anos, os níveis baixos de oxigênio nas camadas profundas próximas ao sedimento favorecem a geração de metano. O aumento do nível da água faz com que sejam alagadas áreas que antes estavam emersas, com isso ocorre a liberação de nutrientes e a consequente produção de CO2 e CH4. As coletas de dados in situ consomem muito tempo, possuem custo relativamente alto e frequentemente falham ao delimitar regiões heterogêneas. A obtenção de dados a partir de sensores orbitais é uma ótima alternativa, e favorece uma maior resolução espacial e temporal das informações, além de permitir a análise das transformações do corpo d’água. O objetivo deste trabalho é estimar as emissões de gases de efeito estufa em reservatórios de hidrelétricas utilizando imagens Landsat TM e OLI. A metodologia desenvolvida neste trabalho compreende as etapas das correções geométricas e radiométricas, recorte e processamento. Para calcular a estimativa de CH4 e fluxo de CO2 foi necessário calcular índices de vegetação e identificar características como biomassa, índice de área foliar, atividade fotossintética, produtividade. Os resultados gerados por este trabalho são do CH4 estimado no enchimento do lago da represa da UHE Serra do Facão, e do fluxo de CO2 na fase rio e no entorno do reservatório. Os valores estimados de metano são similares aos publicados no Relatório de Referência do Ministério de Ciência e Tecnologia (MCT) e a outros trabalhos desenvolvidos em reservatórios tropicais, mesmo com métodos diferentes de obtenção de resultados. O carbono atmosférico é inversamente proporcional a absorção do carbono pelas plantas. As áreas com maior atividade vegetativa mostraram os valores mais elevados no fluxo de CO2. O método de determinação do fluxo de CO2 utilizando imagens orbitais constitui uma forma de mensuração indireta e permite estimar o comportamento do gás no processo de fotossíntese da planta, sem a necessidade de derrubada de árvores como amostras para obtenção de dados. / Energy conversion from hydropower plants was considered a form of clean production for a long time. At the end of the last century some studies have shown that these reservoirs could be potencial source of greenhouse gases. The share of hydropower in the national energy matrix is around 42%, generating about 90% of all electricity produced in Brazil. The reservoirs filling is associated with high rates of bacterial activity and production of greenhouse gases. Much of the flooded biomass is decomposed in the early years, low oxygen levels in the deep layers near the sediment promote methane generation. The rise in water level flooded areas that once were dry, like wetlands, releasing nutrients and producing CO2 and CH4. Obtaining data in situ taking time and have high cost and often fail to define heterogeneous regions. Orbital data from sensors can obtain information with a higher spatial and temporal resolution, allowing the analysis of the transformations of the water body. The methodology developed in this work comprises the steps of geometric and radiometric corrections, cropping and processing. As part of the methodology it is necessary to calculate vegetation indices to identify vegetation characteristics such as biomass, leaf area index, photosynthetic activity, productivity. The results generated by this work are the CH4 estimated at filling the UHE Serra do Facão dam lake and the depletion zone and flow of CO2 in river phase and around the reservoir. The estimated methane values are in agreement with the published in the brazilian Reference Report and other works developed in tropical reservoirs, even with different methods of achieving results. The atmospheric carbon is inversely proportional the carbon uptake by plants. Areas with greater vegetative activity showed higher values in the flow of CO2. The method of determining the flow of CO2 using satellite images is a form of indirect measurement and allows estimating the gas behavior in plant photosynthesis process, without need to deforest to obtain data.

O trabalho foi conduzido na EEA-UFRGS, em Eldorado do Sul/RS, entre dez/2011 e nov/2013 com o objetivo de estudar o efeito da estrutura do pasto no consumo de matéria seca e na emissão de metano e relacionar essa emissão com o desempenho animal em pastagem nativa submetida a níveis de oferta diária de forragem de 4, 8, 8.12, 12 e 16 kg de MS/100 kg de PV, ou %PV. Esses tratamentos foram distribuídos num delineamento experimental de blocos com duas repetições. Em pastoreio contínuo foram utilizadas novilhas mestiças com 24 meses de idade e 223 ± 24 kg em 2012 e 12 meses e 274 ± 17 kg em 2013 quando da entrada dos animais no protocolo experimental. As variáveis para descrever a estrutura do pasto foram: massa de forragem, taxa de acúmulo de forragem, altura do pasto e frequência de touceiras. Na avaliação de consumo de matéria seca utilizou-se a técnica dos n-alcanos a partir da teoria do duplo n-alcano. As emissões de metano foram estimadas pela técnica do marcador hexafluoreto de enxofre. Foi utilizado o delineamento experimental de blocos com duas repetições. As ofertas 4 e 8% emitiram menores quantidades de CH4/animal que as ofertas de forragem 16, 12 e 8.12% do PV. Os modelos estudados demonstraram que a variabilidade das emissões é explicada, em maior proporção, pelo conjunto de estrutura do pasto (R2=0.53), e que a relação entre emissão de CH4 e consumo de matéria seca foi altamente significativa (P<0.001), porém o consumo explicou a variância dos dados em proporção limitada (R2= 0.20). Anualmente a emissão de CH4 foi determinada por mudanças no consumo e na estrutura do pasto, principalmente, na taxa de acúmulo de forragem. Com baixa taxa de acúmulo, principalmente no inverno, há maior gasto de energia para realização da metanogênese. A relação observada entre a quantidade de CH4 emitido por kg de MS consumida em função do consumo diário de MS apresentou comportamento inversamente proporcional. O aumento da OF até níveis moderados de intensidade de pastejo proporcionam maiores GPV e maiores emissões de CH4 por animal que oferta de forragem baixa. Porém as ofertas de forragens alta e moderadas (16,12 e 8.12 ) emitiram menor quantidade de metano por área e por kg de peso vivo produzido. Portanto a busca por estruturas de pasto ideal através de manejos com intensidades de pastejo moderadas aliada a altas taxas de acúmulo do pasto, formam ambientes de pastejos na qual os bovinos mitigam metano por kg de MS consumida, por ha e por kg de PV produzido. / The study was conducted at the EEA-UFRGS, in Eldorado do Sul/ RS, from Dec/2011 to Nov/2013 in order to study the effect of the structure and dry matter intake in methane emissions and relate that to animal performance in native grassland. The treatments consisted of the following forage allowance levels: 4, 8, 8:12, 12 and16 kg DM / 100 kg live weight (LW), or % LW. The animal testers were crossbred heifers with 24 months of age and 223 ± 24 kg in 2012 and 12 months and 274 ± 17 kg in 2013 when the entry of animals in the experimental protocol. The variables to describe the pasture structure were: herbage mass, herbage accumulation rate, pasture height and frequency of tussocks. For the dry matter intake evaluation, it was used the technique of nalkanes technique based on the double alkane teory. Methane emissions were measured by the sulfur hexafluoride tracer technique. The experimental design was a randomized block design with two replications (paddocks) was used. The 4 and 8% LW herbage allowance treatments emited less CH4/animal than 16, 12 and 12.8% LW. The models showed that the variability of the emission is explained in a greater proportion, the set of pasture structure (R2 = 0,53), and that the relationship between emission of methane emission and dry matter intake was highly significant (P <0.001). On the other hand, consumption explained a smaller amount of the data variance (R2 = 0.20). Annuall methane emission was determined by changes in herbage consumption and sward structure, mainly herbage accumulation rate. With low herbage accumulation rate, especially in winter, there was a greater, waste of energy for methanogenesis. There was an inverse relationship between the amount of methane emitted per kg dry matter intake as a function of daily dry matter consumption. Increasing herbage allowance to moderate grazing intensity levels resulted in a greater LW gain and also higher CH4 emission per animal. However, high to moderate herbage allowance tratments (16, 12 and 8-12) emited less methane per area and per kg of LW produced. Managing native grasslands under moderate levels of herbage allowance can creat canopy strutures that favor both consumption and herbage accumulation rate, and also mitigate beff cattle methane emissions per kg of DM, per area and per kg LW produced.

Este trabalho tem como objetivo analisar a participação do setor elétrico brasileiro nas emissões de gases de efeito do país durante o período de 2005 a 2021, de acordo com o Plano Decenal de Energia PDE 2021, documento oficial do governo elaborado pela Empresa de Pesquisa Energética. Para isso, inicialmente é feita uma contextualização sobre a importância internacional da discussão sobre as emissões à luz das mudanças climáticas. A dissertação prossegue com a apresentação de um breve sumário da evolução do setor elétrico brasileiro, desde 1960, a partir da criação da Eletrobras, até sua trajetória recente, configurando a matriz elétrica brasileira de forma tão distinta da matriz média mundial. Adicionalmente são apresentadas as projeções oficiais do governo para a oferta e a demanda de eletricidade até 2021. Com base no passado recente e na formatação de matriz brasileira projetada até 2021, é feito um levantamento dos dados de emissões de gases de efeito estufa, no contexto da discussão sobre mudança do clima, seus marcos históricos e paradigmas conceituais. Por fim, é feita uma análise das emissões oriundas da geração de eletricidade, a fim de avaliar as tendências do setor para 2021 e os planos de ação para mitigação e redução das emissões. Os principais resultados dessa análise indicam que a preocupação em torno das emissões do setor elétrico vai além da questão quantitativa. Ela abrange também um dos pilares do atual modelo regulatório do setor, que é a segurança energética do país. A matriz elétrica fundamentada em fontes hídricas, como é a brasileira, é excelente do ponto de vista de emissões, mas desperta preocupação em relação às escolhas para sua complementaridade. / This study aims to analyze the participation of the Brazilian electric sector greenhouse gases emissions in the country during the period 2005-2021, according to the Ten Year Energy Plan - PDE 2021, official government document prepared by the Energy Research Company. For this, we contextualize about the global importance of the discussion of issues in the light of climate change. The paper continues with a literature review on the Brazilian electricity sector since 1960 with the creation of Eletrobras until its recent trajectory, and also compares the Brazilian energy matrix with the global electric matrix. Also featured are official government projections for the sector (supply and demand of electricity) by 2021. Then an overview of emissions of greenhouse gases in the discussion on climate change, its landmarks and conceptual paradigms is presented. The Brazilian total emissions, as well as the specific of the electricity sector, and their projections through 2021 are also presented. Finally, we make a brief analysis of emissions from electricity generation in order to evaluate industry trends for 2021 and action plans to mitigate and reduce emissions. The major findings indicate that concerns over emissions from the electricity sector goes beyond the quantitative question. It also covers one of the pillars of the current regulatory framework of the sector, which is the country\'s energy security. The energy matrix based on water sources, as is Brazilian, is excellent in terms of emissions, raising concern about choices for their complementarity

O objetivo deste trabalho é discutir as principais ações para que iniciativas de recuperação e uso de biogás gerado por resíduos sejam bem sucedidas. A discussão se inicia com informações a respeito do aumento do efeito estufa e da escassez de recursos naturais. O Brasil, um país em desenvolvimento, deve promover melhorias sanitárias em todos os níveis: coleta e disposição de resíduos sólidos, esgotamento e tratamento dos esgotos domésticos e comerciais e contenção e tratamento de fluentes industriais. O país deve também otimizar o uso de seus recursos energéticos preservando a qualidade ambiental. Ao final da Rio 92, o Governo Brasileiro assumiu o compromisso de realizar inventários de emissões dos GEE. Nestes se inclui o inventário de emissões de metano gerado pela degradação anaeróbia de resíduos. Sabe-se que, pela degradação anaeróbia dos resíduos, em 1.990, o Brasil emitia cerca de 800Gg de metano ao ano e estima-se 900Gg para o ano de 2.000. Nesse total não se identifica nenhuma iniciativa de recuperação energética bem sucedida em andamento. A maior parte do biogás é gerada pela degradação dos resíduos sólidos. Para que se promova a recuperação do biogás nos locais de disposição de resíduos sólidos (LDRS) deve-se, em primeiro lugar, promover a correta disposição dos resíduos sólidos. Deve-se fazer ainda com que o correto manejo do aterro inclua a recuperação do biogás gerado. Lembrando que esta atividade, na maioria dos casos, é responsabilidade do poder público, deve-se incluir ao processo a garantia de continuidade da atividade de uma gestão administrativa para outra. Cerca de 11% do metano gerado pela degradação anaeróbia de resíduos vem de efluentes industriais. O processo anaeróbio tem uma intensidade energética bastante inferior à do processo convencional. Para que uma indústria opte pela tecnologia anaeróbia, esta deve ter um eficiente controle de processo industrial impedindo que o efluente seja contaminado por substâncias tóxicas aos organismos anaeróbios. A iniciativa privada, diante de uma oportunidade de negócio lucrativo, naturalmente cria iniciativas replicáveis. Há vários países desenvolvendo projetos de recuperação de biogás. No Brasil são identificados vestígios dessa atividade, ocorrida nas décadas de 1.970 e 1.980. O encolhimento da economia nacional, a diminuição dos preços internacionais de combustíveis fósseis e a falta de incentivos ambientais e tributários podem ser responsabilizados pelo fim dos projetos. Hoje, a possibilidade de obtenção de ganhos econômicos pela emissão evitada de GEE através dos certificados de redução de emissões (CER) associada a incentivos ambientais e fiscais pode criar expectativas favoráveis para essa atividade. / The objective of this thesis is to discuss the main actions to achieve the success of the recovery and use of biogás generated by wastes initiatives. The discussion begins with information regarding the increase of the greenhouse effect and the shortage of natural resources. Brazil, a developing country, should promote sanitary improvements in all levels: collection and disposal of solid wastes, domestic and commercial wastewater sewage and treatment, as well as industrial wastewater treatment. The country must also optimize the use of its energy resources preserving the environmental quality. At end of Rio 92, the Brazilian Government has assumed the commitment to conducting emission inventories of greenhouse gases. Among these is included the inventory of methane emissions generated by the anacrobic degradation of wastes. It is known that in 1.990 Brazil emitted approximately 800Gg of methane (CH4) and it is estimated that in the year 2.000 more or less 900Gg will be emitted. From this total there are not any identified initiative of energy recovery ongoing well succeeded. The majority of biogas emitted by wastes comes from solid waste degradation. To promote the biogas recovery in municipal solid waste disposal sites (MSWDS) it is necessary, first of all, to promote the correct solid waste disposal. It should also that the correct landfill management includes the recovery of the generated biogas. Reminding that this activity, in most of the cases, is duty of the public sector, should be included to the process the guaranteed continuity of the activity from an administration to the next. About 11% of the methane generated by anaerobic degradation of wastes come from industrial wastewater. The anaerobic process has energy intensity much lower than the conventional process. To an industry chose the anaerobic technology, is should have an efficient control of industrial process avoiding the effluent contamination by substances toxic to the anaerobic organisms. The private initiative, facing an opportunity of profitable business, naturally creates replicable initiatives. Internationally, there are several countries developing projects of biogas recovery. In Brazil are identified vestiges of this activity, occurred in the 1.970´s and 1.980´s. The contraction of the national economy, the decrease of international fossil fuel prices and the lack of environmental and tax incentives can be responsible for the end of such projects. Today, the possibility of obtaining economic gains for greenhouse gases emission reductions incentives through CER associated to environmental and fiscal incentives can create favorable expectations for this activity.

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.

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.

Em função do tamanho do rebanho bovino e do sistema extensivo de produção, o Brasil produz uma significativa quantidade de gases de efeito estufa (GEE), principalmente de metano (CH4). O aumento das emissões desses gases pode elevar a temperatura do planeta, com conseqüências ambientais imprevisíveis e potencialmente negativas. Porém, a emissão de CH4 varia em função do sistema de produção, da ingestão de matéria seca, da digestibilidade da dieta e das características animais. As emissões de CO2 a partir de combustíveis fósseis também variam em função das tecnologias de produção utilizadas. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um modelo que permitisse estimar a emissão de CH4 e outros GEE pela pecuária de corte. Este modelo foi utilizado para avaliar o impacto de diferentes sistemas de produção. As fontes de GEE dos animais consideradas no modelo foram o CH4 proveniente da fermentação entérica e o óxido nitroso (N2O) originário do N da urina e das fezes. Foi considerado o CO2 proveniente da fabricação, transporte e distribuição dos insumos necessários à produção dos alimentos utilizado no pasto e no confinamento, bem como o N2O resultante do uso de fertilizantes nitrogenados. As entradas do modelo incluíram área, curva de produtividade e de qualidade da forragem, eficiência de pastejo, produtividade do milho para silagem e grão e os índices zootécnicos do rebanho. Foram utilizadas equações para estimativa da produção de metano em função da qualidade do alimento e do consumo de cada categoria do rebanho. O consumo, ganho de peso e índices zootécnicos são calculados em função da quantidade e qualidade dos pastos e suplementos. Simularam-se 3 sistemas de produção de ciclo completo sempre em uma unidade de produção de 1000 ha totais e 800ha úteis: sistema representando os índices da média brasileira (MB); sistema denominado intensivo a pasto (IP); e sistema intensivo a pasto incorporando à terminação em confinamento (IPC). No sistema MB as produções anuais de CH4 e CO2 equivalente total (CO2-eq) foram respectivamente de 30.740 e 783.283 kg, no sistema IP de 53.085 e 1.353.426 kg e no sistema IPC de 54.274 e 1.382.774 kg. A maior produção de metano e GEE totais nos sistemas mais intensivos são função da maior produtividade vegetal, maior capacidade de suporte e maior uso de insumos. As produções anuais estimadas de carne nos sistemas MB, IP e IPC foram respectivamente de 39.401, 95.942 e 115.294 kg de carcaça. Consequentemente, as produções de CO2-eq totais por unidade de carcaça produzida foram de 19,9, 14,1 e 12,3 kg de carcaça por kg de CO2-eq respectivamente para os sistemas MB, IP e IPC. O modelo demonstra que a produção de CH4 e CO2 equivalente totais por unidade de área aumentam, porém há redução de 29 e 12% nas emissões de GEE por unidade de carne produzida nos sistemas intensificados, IP e IPC respectivamente. A produção de grãos resulta em maiores emissões de GEE provenientes de combustíveis fósseis. Entretanto, o uso estratégico dos grãos na fase final de terminação aumenta a produtividade do sistema de forma a reduzir a produção de metano por unidade de carne e reduzir o impacto desta atividade sobre o clima. / Due to the size of the cattle herd Brazil produces a significant amount of greenhouse gases (GHG), mainly methane (CH4). Increasing emissions of greenhouse gases can raise the temperature of the earth, with potentially negative yet unpredictable environmental consequences. The emission of CH4 varies depending on dry matter intake, diet digestibility and animal characteristics. The aim of this work was to develop a model to estimate the emissions of CH4 and other greenhouse gases for different beef cattle production systems. Sources of GHG considered in the model were CO2, CH4 from enteric fermentation and nitrous oxide (N2O). The CO2 from manufacturing, transport and distribution of inputs were considered in the model, as was the N2O resulting from nitrogen fertilizers use. The inputs include area, forage productivity and quality curves, grazing efficiency, productivity of corn silage and corn grain and herd reproductive and productive parameters. Equations were used to estimate the methane production according to food quality and intake of each herd category. Three production systems from calving to slaughter were simulated in a total farm area of 1000 ha with 800 ha of effective production: a) a system representing the average Brazilian productivity averages (MB); b) a system representing an intensive grazing (IP); c) the same intensive grazing system using a short-term feedlot finishing period (IPC).The annual production of CH4 and CO2 were 30.740 and 783.283 kg for the MB system; 53.085 and 1.353.426 kg for the IP system and 54.274 and 1.382.774 kg for the IPC system. The higher total production of CH4 and GHG in intensive systems is expected due to higher crop productions and use of inputs. Production of MB, IP and IPC systems were 39.401, 95.942 and 115.294 kg of carcass, respectively. The total CO2-eq productivity by unit of carcass were 19,9, 14,1, 12,3 kg of carcass per kg of CO2-eq. The model demonstrates that CH4 and CO2-eq production per unit of area increase, however there is a reduction of 29 and 12% in GHG emissions per unit of meat produced in the intensified systems, IP and IPC respectively. Grain production results higher GHG emissions, due to the use of fossil fuels. However, the strategic use of grains for finishing results in large increases in productivity, reducing methane production per unit of meat. This may allow for a reduction in the impact of this activity on the climate.

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.

O Brasil é um dos maiores emissores de gases de efeito estufa (GEE) do mundo. Uma das formas de reduzir a emissão desses gases é a substituição dos combustíveis fósseis por biocumbústíveis, sobretudo etanol oriundo da cana-de-açúcar. A adoção do sistema de colheita da cana-de-açúcar sem queima prévia de sua parte aérea vem crescendo nos últimos anos. Há a deposição sobre a superfície do solo de quantidades variando de 10 a 18 Mg ha-1 de matéria seca. A decomposição desse material pode emitir GEE para a atmosfera. Portanto, o objetivo desta pesquisa foi verificar a contribuição da deposição da palha da cana-de-açúcar, colhida sem queima, na emissão de gases de efeito estufa para a atmosfera. As primeiras investigações ocorreram por meio de incubações em laboratório com o intuito de entender as dimensões e o padrão das emissões. Para a avaliação dos fluxos de N2O foram testadas quantidades variadas de palha de cana-de-açúcar. Para as emissões de CO2 os tramentos, em um total de oito, foram constituídos associando temperatura de incubação, forma de aplicação de palha de cana-de-açúcar, adição de fertilizante e alteração do pH. Com base nesses experimentos em laboratório, a adição de quantidades diferentes de palha de cana-de-açúcar ocasionou diferenças significativas nas emissões acumuladas de N2O. O sistema de manejo com incorporação ou não da palha da superfície, a adição de fertilizantes ou mudança no pH não resultaram em alterações na liberação de carbono. Levando-se em consideração os resultados obtidos do experimento em condições de laboratório, implantou-se um experimento para avaliar, em condições de campo, as emissões de N2O, CO2, e CH4. As avaliações foram efetuadas em função do tempo após a colheita e diferentes quantidades de palha de cana-de-açúcar depositada sobre o solo. Para tanto, as seguintes situações foram avaliadas: controle (sem palha), 50% e 100% da quantidade de palha depositada sobre o solo. O experimento foi conduzido sobre três variações de Latossolo, no município de Iracemápolis, SP. A magnitude das emissões de N2O do solo e da palha neste estudo está abaixo das verificadas para outros sistemas de manejo de culturas no Brasil. Houve efeito do tempo após a colheita sobre as emissões de N2O. Já para o CO2 houve diferença significativa em função das diferentes quantidades de palha e de tempo após a colheita, mas não de interação desses dois fatores. As emissões de CH4 não foram afetadas nem pela quantidade de palha na superfície e nem pelo tempo após a colheita. Deve-se ressaltar que as emissões de CH4 estao abaixo daquelas observadas para os outros GEE avaliados nesta pesquisa. Pode-se concluir que a hipótese desta pesquisa foi confirmada. Todavia, os resultados foram mais expressivos para as incubações realizadas em laboratório do que para as obtidas em condições de campo, dadas a heterogeneidade e a complexidade do meio. / Brazil is one of the largest emitters of greenhouse gases (GHGs) in the world. One way to reduce GHG emissions is the replacement of fossil fuels by biofuels, mainly ethanol derived from sugarcane. The adoption of the unburning sugarcane harvesting system is increasing in recent years. There is a deposition on the soil surface of sugarcane straw ranging from 10 to 18 Mg dry matter ha-1. The decomposition of this material may emit GHGs to the atmosphere. Therefore, the objective of this research was to assess the contribution of the sugarcane straw deposition on the GHG emissions to the atmosphere. The first investigations were carried out through laboratory incubations in order to understand the dimensions and patterns of GHG emissions. For the N2O flux evaluations, different amounts of sugarcane straw were tested. For the CO2 emissions, a total of eight treatments was applied, including temperature, surface or incorporated sugarcane straw, fertilizer addition and pH alteration. Based on these laboratory experiments, the addition of different amounts of sugarcane straw had a significant effect on N2O cumulative emissions. The management system with straw incorporation or in the soil surface, fertilizer addition or change in pH resulted in no change in carbon release. Taking into account the results obtained from the laboratory incubation, an experiment in the field was carried out to assess emission of N2O, CO2, and CH4. The evaluations were done in function of the time after sugarcane harvesting and different quantities of sugarcane straw deposited on the ground. Therefore, the following conditions were evaluated: control (without straw), 50% and 100% of the trash deposited on the soil surface. The experiment was conducted on three variations of Oxisol in the municipality of Iracemápolis, Sao Paulo State, Brazil. The magnitude of N2O emissions from soil and straw in this study are below those observed for other crop management systems in Brazil. There was a significant effect of time after sugarcane harvesting on N2O emissions. For the CO2 emissions, there were significative effects not only for different straw quantities but also for time after harvesting, but not for their interaction. CH4 emissions were not affected neither by the amount of straw on the surface nor by time after harvesting. It should be pointed out that CH4 emissions are below those observed for the other GHG evaluated in this study. It is possible to conclude that the hypothesis of this research was confirmed. However, the results were more expressive for the incubations carried out in the laboratory than the emissions found in field conditions, due to the heterogeneity and complexity of the environment.

A conversão de energia a partir de usinas hidrelétricas foi considerada por muito tempo uma forma de produção limpa. No final do século passado alguns estudos demonstraram que os reservatórios poderiam ser emissores potenciais de Gases de Efeito Estufa (GEEs). A participação da energia hidráulica na matriz energética nacional é de 12%, sendo que dentre as fontes renováveis é da ordem de 29% e gera aproximadamente 60% da eletricidade produzida no país. O enchimento dos reservatórios está associado a altas taxas de atividade bacteriana e produção de GEEs. Grande parte da biomassa inundada é decomposta nos primeiros anos, os níveis baixos de oxigênio nas camadas profundas próximas ao sedimento favorecem a geração de metano. O aumento do nível da água faz com que sejam alagadas áreas que antes estavam emersas, com isso ocorre a liberação de nutrientes e a consequente produção de CO2 e CH4. As coletas de dados in situ consomem muito tempo, possuem custo relativamente alto e frequentemente falham ao delimitar regiões heterogêneas. A obtenção de dados a partir de sensores orbitais é uma ótima alternativa, e favorece uma maior resolução espacial e temporal das informações, além de permitir a análise das transformações do corpo d’água. O objetivo deste trabalho é estimar as emissões de gases de efeito estufa em reservatórios de hidrelétricas utilizando imagens Landsat TM e OLI. A metodologia desenvolvida neste trabalho compreende as etapas das correções geométricas e radiométricas, recorte e processamento. Para calcular a estimativa de CH4 e fluxo de CO2 foi necessário calcular índices de vegetação e identificar características como biomassa, índice de área foliar, atividade fotossintética, produtividade. Os resultados gerados por este trabalho são do CH4 estimado no enchimento do lago da represa da UHE Serra do Facão, e do fluxo de CO2 na fase rio e no entorno do reservatório. Os valores estimados de metano são similares aos publicados no Relatório de Referência do Ministério de Ciência e Tecnologia (MCT) e a outros trabalhos desenvolvidos em reservatórios tropicais, mesmo com métodos diferentes de obtenção de resultados. O carbono atmosférico é inversamente proporcional a absorção do carbono pelas plantas. As áreas com maior atividade vegetativa mostraram os valores mais elevados no fluxo de CO2. O método de determinação do fluxo de CO2 utilizando imagens orbitais constitui uma forma de mensuração indireta e permite estimar o comportamento do gás no processo de fotossíntese da planta, sem a necessidade de derrubada de árvores como amostras para obtenção de dados. / Energy conversion from hydropower plants was considered a form of clean production for a long time. At the end of the last century some studies have shown that these reservoirs could be potencial source of greenhouse gases. The share of hydropower in the national energy matrix is around 42%, generating about 90% of all electricity produced in Brazil. The reservoirs filling is associated with high rates of bacterial activity and production of greenhouse gases. Much of the flooded biomass is decomposed in the early years, low oxygen levels in the deep layers near the sediment promote methane generation. The rise in water level flooded areas that once were dry, like wetlands, releasing nutrients and producing CO2 and CH4. Obtaining data in situ taking time and have high cost and often fail to define heterogeneous regions. Orbital data from sensors can obtain information with a higher spatial and temporal resolution, allowing the analysis of the transformations of the water body. The methodology developed in this work comprises the steps of geometric and radiometric corrections, cropping and processing. As part of the methodology it is necessary to calculate vegetation indices to identify vegetation characteristics such as biomass, leaf area index, photosynthetic activity, productivity. The results generated by this work are the CH4 estimated at filling the UHE Serra do Facão dam lake and the depletion zone and flow of CO2 in river phase and around the reservoir. The estimated methane values are in agreement with the published in the brazilian Reference Report and other works developed in tropical reservoirs, even with different methods of achieving results. The atmospheric carbon is inversely proportional the carbon uptake by plants. Areas with greater vegetative activity showed higher values in the flow of CO2. The method of determining the flow of CO2 using satellite images is a form of indirect measurement and allows estimating the gas behavior in plant photosynthesis process, without need to deforest to obtain data.