O significativo investimento em desenvolvimento tecnológico associado aos fatores ambientais, como disponibilidade de recursos naturais, clima e solo elevaram o Brasil ao patamar de maior produtor mundial de cana-de-açúcar, matéria-prima do açúcar e do etanol. Atualmente, o país exporta açúcar para mais de 100 países. Em relação ao etanol, esse vem se destacando no cenário mundial devido à viabilidade econômica e à necessidade de se utilizar energia renovável, em substituição aos combustíveis fósseis, com o intuito de mitigar o efeito estufa. Sendo assim, as perspectivas mundiais para a produção e, principalmente, consumo do etanol são favoráveis. Para o Brasil, devido à alta demanda mundial por açúcar e biocombustíveis, o zoneamento agroecológico da cana-de-açúcar, que apresenta uma seleção de terras potenciais para a expansão do seu cultivo visando uma produção sustentável, é uma necessidade imperiosa. Entretanto, os processos de mudança de uso e cobertura do solo são complexos e podem causar impactos, tais como: desertificação, perda da biodiversidade, poluição de ar, degradação dos componentes ambientais água e solo. Esse trabalho acadêmico visou estimar o escorrimento superficial e a produção de sedimentos em área consolidada e em área que encontra-se em expansão do cultivo da cana-de-açúcar para a produção de açúcar e etanol. Para isso, com base no Zoneamento Agroecológico da Cana-de-açúcar (ZAE Cana) que indica as áreas aptas ao cultivo da cana-de-açúcar, foram selecionadas duas áreas de estudo que possuem alta aptidão para a expansão da cana-de-açúcar. São elas: a Microbacia hidrográfica do ribeirão das Guabirobas (MBH-G) localizada no município de São Carlos - SP, região onde a cultura da cana-de-açúcar é consolidada e; a Microbacia hidrográfica córrego da Onça (MBH-O), localizada na região oeste do Estado de São Paulo, nos municípios de Ilha Solteira e Itapura, região onde a cultura da cana-de-açúcar encontra-se em expansão. O modelo de simulação espacial usado no trabalho é o Conversion of Land Use and its Effects at small region extent (CLUE-S), desenvolvido pela Universidade de Wageningen (Holanda). A aplicação satisfatória do CLUE-S permitiu o desenvolvimento de cenários futuros de uso e cobertura do solo com o intuito de simular a expansão da cultura da cana-de-açúcar em paisagens com diferentes características. A posteriori, foi estimada o escorrimento superficial e a produção de sedimentos desses cenários com o auxílio do modelo Soil and Water Assessment Tool (SWAT). O SWAT foi sensível aos cenários, possibilitando a geração de resultados consistentes, qualitativa e quantitativamente para cada um deles, o que permitiu verificar as suas particularidades. Vale ressaltar que a avaliação ex-ante dos impactos ambientais na área de expansão da cultura da cana-de-açúcar em diferentes cenários pode direcionar ações de políticas públicas e de planejamento sócio-econômico-ambiental, dentre outros. / The significant investments in technological development associated to environmental factors, such as the availability of natural resources, for instance, climate and soil, have led Brazil to become the world\'s largest producer of sugarcane, the raw material used in the manufacture of ethanol and sugar. Currently, the country exports sugar to more than 100 countries. Ethanol has become globally eminent due to its economic feasibility and the need of clean and renewable energy rather than of fossil fuels in order to mitigate the greenhouse effect. Therefore, the global perspectives on the production and especially the consumption of ethanol are favorable. Due to the high global demand for sugar and biofuels, the agro-ecological zoning of sugarcane, which features a selection of potential areas for cultivation expansion aiming at sustainable production, is a fundamental necessity for Brazil. However, the changes inland use and land cover are complex processes and can cause impacts such as desertification, biodiversity loss, air pollution, and degradation of environmental components such as water and soil. This research aims to estimate the sediment yield and runoff in areas where the culture of sugarcane is consolidated and in areas of sugarcane expansion for the production of sugar and ethanol. Accordingly, based on the Agro-Ecological Zoning for Sugarcane (ZAE Cana), which indicates suitable areas for sugarcane cultivation, two study areas that have high potential for the expansion of sugarcane were selected, namely the microbacia hidrográfica do ribeirão das Guabirobas/MBH-G (Ribeirão das Guabirobas micro-drainage basin), located in the city of São Carlos - SP, a region where the culture of sugarcane is consolidated, and the microbacia hidrográfica córrego da Onça/MBH-O (córrego da Onça micro-drainage basin), located in the western region of the state of São Paulo, in the cities of Ilha Solteira and Itapura, an area of sugarcane expansion, i.e. a sugarcane expansion region. The spatial simulation model used in this research is the Conversion of Land Use and its Effects at small region extent (CLUE-S), developed by the University of Wageningen, Netherlands. Making use of this methodology, future land use and land cover scenarios were created in order to simulate the expansion of sugarcane cultivation in areas with different characteristics. Subsequently, the sediment yield and superficial runoff in these scenarios were estimated with the help of the SWAT model (Soil and Water Assessment Tool).This model was sensitive to both scenarios allowing the generation of consistent qualitative and quantitative results for each scenario enabling the identification of their particularities. It is noteworthy that the ex-ante evaluation of environmental impacts on areas of sugarcane expansion in different scenarios can guide public policy actions and socio-economic and environmental planning among others.

As invasões biológicas ameaçam áreas naturais e em processo de restauração, atuando como filtros à sucessão ecológica. O controle químico de espécies competidoras é realidade para diversas áreas em restauração, sendo o glyphosate o principal principio ativo empregado. Apesar de eficientes e com baixos custos, existem preocupações sobre a utilização de herbicidas em áreas naturais e em restauração referentes ao comportamento ambiental destes produtos químicos. Assim, entender a realidade do manejo de espécies competidoras, incluindo espécies invasoras, em projetos de restauração no panorama mundial e os reais benefícios e riscos do uso de glyphosate na restauração de matas ciliares é fundamental para aperfeiçoar a condução de projetos no Brasil e no mundo. Primeiramente, uma revisão estruturada foi realizada objetivando reunir informações sobre técnicas de restauração, fatores de degradação, principais grupos de plantas competidoras e características sobre técnicas de manejo para biomas mundiais e para diferentes grupos de países em relação ao Índice de Desenvolvimento Humano, com análise dos quatro herbicidas utilizados com maior frequência quanto seu potencial de contaminação e toxicidade. Os principais fatores de degradação foram a invasão por espécies não nativas, a agricultura e o pastoreio, sendo a semeadura direta a principal técnica de restauração. A família Poaceae apresentou a maior frequência de ocorrência como plantas competidoras na restauração em todos os biomas analisados. De modo geral, o manejo físico foi o mais utilizado, sendo a roçada a principal intervenção. Para o manejo químico, os principais herbicidas foram o Glyphosate, Imazapic, Imazapyr e Triclopyr, sendo o último considerado com maior potencial de danos ambientais. Na segunda etapa, um estudo de campo foi conduzido com o objetivo de avaliar os benefícios e riscos relacionados ao uso do herbicida glyphosate na restauração de matas ciliares. Nesse contexto, testamos em um experimento de campo três tratamentos de controle de plantas competidoras: 1) roçagem sempre que necessário; 2) roçagem com menor frequência; 3) aplicação dirigida de glyphosate. Foram realizadas avaliações de ordem econômica (custos de manutenção), silvicultural (produção de biomassa de plantas competidoras, crescimento das mudas plantadas em altura, cobertura de copa e diâmetro de colo), ecológica (densidade e riqueza de regenerantes e riqueza de plantas ruderais) e de potencial de poluição (análise de glyphosate e AMPA no solo e em água e sedimento de solução de enxurrada, por cromatografia). O tratamento submetido ao controle de plantas competidoras com glyphosate apresentou maior crescimento de mudas e menor custo de manutenção. Não foram detectados resíduos de glyphosate ou AMPA em solo ou água, porém, foram encontrados valores residuais das duas moléculas em sedimentos. O controle de gramíneas com glyphosate apresentou baixos custos, foi mais efetivo e permitiu maior crescimento de mudas e expressão da regeneração natural em comparação ao mecânico, porém medidas de conservação de solo e implementação de faixas de proteção são necessárias para sua utilização em áreas de restauração ripárias. / Biological invasions threaten natural and restoration areas, acting as filters to ecological succession. Chemical control of competitive species is a reality in many restoration areas, with glyphosate as the main herbicide used. Although efficient and with low costs, there are some concerns on the use of herbicides in natural and restoration areas relating to environmental performance of these chemicals. Thus, understanding the reality of managing competitive species, including invasive species, in restoration projects on the world scenario and the real benefits and risks of glyphosate use on restoration of riparian forests is essential to improve restoration projects in Brazil and in the world. First, a structured review was conducted focusing on gathering information of restoration techniques, degradation factors, major groups of invasive plants and characteristics of management techniques for global biomes and for different country groups related to the Human Development Index, with analysis of contamination potential and toxicity for the top four herbicides listed. The main degradation factors were the invasion of non-native species, agriculture and grazing, with direct sowing as the main restoration technique. The Poaceae had the highest frequency for competing plants on restoration in all analyzed biomes. In general, the physical management was most used, with mowing as the main intervention. For chemical management, the main herbicides were Glyphosate, Imazapic, Imazapyr and Triclopyr, the last one considered with the greatest potential for environmental damage. In the second stage, a field study was conducted to evaluate benefits and risks related to glyphosate use in the restoration of riparian forests. In this context, we tested on a field experiment three weed control treatments: 1) mowing as needed; 2) mowing less frequently; 3) directed application of glyphosate. There were conducted evaluations of economic order (maintenance costs), forestry order (biomass of competitive plants, growth of planted seedlings in height, canopy cover and stem diameter), ecological order (density and richness of regenerating and richness of ruderal plants) and pollution potential (analysis of glyphosate and AMPA in soil and water and sediment from runoff solution, by chromatography). The plots submitted to weed control with glyphosate showed better seedling growth and lower management costs. Residual glyphosate or AMPA were not detected in soil or water, but residues of the both molecules were found on sediments. Chemical control of grasses with glyphosate had low costs, was more effective and allowed better seedling growth and expression of natural regeneration comparing to mechanic treatments, but actions of soil conservation and implementation of buffer strips are required for its use on riparian restoration areas.

As invasões biológicas ameaçam áreas naturais e em processo de restauração, atuando como filtros à sucessão ecológica. O controle químico de espécies competidoras é realidade para diversas áreas em restauração, sendo o glyphosate o principal principio ativo empregado. Apesar de eficientes e com baixos custos, existem preocupações sobre a utilização de herbicidas em áreas naturais e em restauração referentes ao comportamento ambiental destes produtos químicos. Assim, entender a realidade do manejo de espécies competidoras, incluindo espécies invasoras, em projetos de restauração no panorama mundial e os reais benefícios e riscos do uso de glyphosate na restauração de matas ciliares é fundamental para aperfeiçoar a condução de projetos no Brasil e no mundo. Primeiramente, uma revisão estruturada foi realizada objetivando reunir informações sobre técnicas de restauração, fatores de degradação, principais grupos de plantas competidoras e características sobre técnicas de manejo para biomas mundiais e para diferentes grupos de países em relação ao Índice de Desenvolvimento Humano, com análise dos quatro herbicidas utilizados com maior frequência quanto seu potencial de contaminação e toxicidade. Os principais fatores de degradação foram a invasão por espécies não nativas, a agricultura e o pastoreio, sendo a semeadura direta a principal técnica de restauração. A família Poaceae apresentou a maior frequência de ocorrência como plantas competidoras na restauração em todos os biomas analisados. De modo geral, o manejo físico foi o mais utilizado, sendo a roçada a principal intervenção. Para o manejo químico, os principais herbicidas foram o Glyphosate, Imazapic, Imazapyr e Triclopyr, sendo o último considerado com maior potencial de danos ambientais. Na segunda etapa, um estudo de campo foi conduzido com o objetivo de avaliar os benefícios e riscos relacionados ao uso do herbicida glyphosate na restauração de matas ciliares. Nesse contexto, testamos em um experimento de campo três tratamentos de controle de plantas competidoras: 1) roçagem sempre que necessário; 2) roçagem com menor frequência; 3) aplicação dirigida de glyphosate. Foram realizadas avaliações de ordem econômica (custos de manutenção), silvicultural (produção de biomassa de plantas competidoras, crescimento das mudas plantadas em altura, cobertura de copa e diâmetro de colo), ecológica (densidade e riqueza de regenerantes e riqueza de plantas ruderais) e de potencial de poluição (análise de glyphosate e AMPA no solo e em água e sedimento de solução de enxurrada, por cromatografia). O tratamento submetido ao controle de plantas competidoras com glyphosate apresentou maior crescimento de mudas e menor custo de manutenção. Não foram detectados resíduos de glyphosate ou AMPA em solo ou água, porém, foram encontrados valores residuais das duas moléculas em sedimentos. O controle de gramíneas com glyphosate apresentou baixos custos, foi mais efetivo e permitiu maior crescimento de mudas e expressão da regeneração natural em comparação ao mecânico, porém medidas de conservação de solo e implementação de faixas de proteção são necessárias para sua utilização em áreas de restauração ripárias. / Biological invasions threaten natural and restoration areas, acting as filters to ecological succession. Chemical control of competitive species is a reality in many restoration areas, with glyphosate as the main herbicide used. Although efficient and with low costs, there are some concerns on the use of herbicides in natural and restoration areas relating to environmental performance of these chemicals. Thus, understanding the reality of managing competitive species, including invasive species, in restoration projects on the world scenario and the real benefits and risks of glyphosate use on restoration of riparian forests is essential to improve restoration projects in Brazil and in the world. First, a structured review was conducted focusing on gathering information of restoration techniques, degradation factors, major groups of invasive plants and characteristics of management techniques for global biomes and for different country groups related to the Human Development Index, with analysis of contamination potential and toxicity for the top four herbicides listed. The main degradation factors were the invasion of non-native species, agriculture and grazing, with direct sowing as the main restoration technique. The Poaceae had the highest frequency for competing plants on restoration in all analyzed biomes. In general, the physical management was most used, with mowing as the main intervention. For chemical management, the main herbicides were Glyphosate, Imazapic, Imazapyr and Triclopyr, the last one considered with the greatest potential for environmental damage. In the second stage, a field study was conducted to evaluate benefits and risks related to glyphosate use in the restoration of riparian forests. In this context, we tested on a field experiment three weed control treatments: 1) mowing as needed; 2) mowing less frequently; 3) directed application of glyphosate. There were conducted evaluations of economic order (maintenance costs), forestry order (biomass of competitive plants, growth of planted seedlings in height, canopy cover and stem diameter), ecological order (density and richness of regenerating and richness of ruderal plants) and pollution potential (analysis of glyphosate and AMPA in soil and water and sediment from runoff solution, by chromatography). The plots submitted to weed control with glyphosate showed better seedling growth and lower management costs. Residual glyphosate or AMPA were not detected in soil or water, but residues of the both molecules were found on sediments. Chemical control of grasses with glyphosate had low costs, was more effective and allowed better seedling growth and expression of natural regeneration comparing to mechanic treatments, but actions of soil conservation and implementation of buffer strips are required for its use on riparian restoration areas.

O significativo investimento em desenvolvimento tecnológico associado aos fatores ambientais, como disponibilidade de recursos naturais, clima e solo elevaram o Brasil ao patamar de maior produtor mundial de cana-de-açúcar, matéria-prima do açúcar e do etanol. Atualmente, o país exporta açúcar para mais de 100 países. Em relação ao etanol, esse vem se destacando no cenário mundial devido à viabilidade econômica e à necessidade de se utilizar energia renovável, em substituição aos combustíveis fósseis, com o intuito de mitigar o efeito estufa. Sendo assim, as perspectivas mundiais para a produção e, principalmente, consumo do etanol são favoráveis. Para o Brasil, devido à alta demanda mundial por açúcar e biocombustíveis, o zoneamento agroecológico da cana-de-açúcar, que apresenta uma seleção de terras potenciais para a expansão do seu cultivo visando uma produção sustentável, é uma necessidade imperiosa. Entretanto, os processos de mudança de uso e cobertura do solo são complexos e podem causar impactos, tais como: desertificação, perda da biodiversidade, poluição de ar, degradação dos componentes ambientais água e solo. Esse trabalho acadêmico visou estimar o escorrimento superficial e a produção de sedimentos em área consolidada e em área que encontra-se em expansão do cultivo da cana-de-açúcar para a produção de açúcar e etanol. Para isso, com base no Zoneamento Agroecológico da Cana-de-açúcar (ZAE Cana) que indica as áreas aptas ao cultivo da cana-de-açúcar, foram selecionadas duas áreas de estudo que possuem alta aptidão para a expansão da cana-de-açúcar. São elas: a Microbacia hidrográfica do ribeirão das Guabirobas (MBH-G) localizada no município de São Carlos - SP, região onde a cultura da cana-de-açúcar é consolidada e; a Microbacia hidrográfica córrego da Onça (MBH-O), localizada na região oeste do Estado de São Paulo, nos municípios de Ilha Solteira e Itapura, região onde a cultura da cana-de-açúcar encontra-se em expansão. O modelo de simulação espacial usado no trabalho é o Conversion of Land Use and its Effects at small region extent (CLUE-S), desenvolvido pela Universidade de Wageningen (Holanda). A aplicação satisfatória do CLUE-S permitiu o desenvolvimento de cenários futuros de uso e cobertura do solo com o intuito de simular a expansão da cultura da cana-de-açúcar em paisagens com diferentes características. A posteriori, foi estimada o escorrimento superficial e a produção de sedimentos desses cenários com o auxílio do modelo Soil and Water Assessment Tool (SWAT). O SWAT foi sensível aos cenários, possibilitando a geração de resultados consistentes, qualitativa e quantitativamente para cada um deles, o que permitiu verificar as suas particularidades. Vale ressaltar que a avaliação ex-ante dos impactos ambientais na área de expansão da cultura da cana-de-açúcar em diferentes cenários pode direcionar ações de políticas públicas e de planejamento sócio-econômico-ambiental, dentre outros. / The significant investments in technological development associated to environmental factors, such as the availability of natural resources, for instance, climate and soil, have led Brazil to become the world\'s largest producer of sugarcane, the raw material used in the manufacture of ethanol and sugar. Currently, the country exports sugar to more than 100 countries. Ethanol has become globally eminent due to its economic feasibility and the need of clean and renewable energy rather than of fossil fuels in order to mitigate the greenhouse effect. Therefore, the global perspectives on the production and especially the consumption of ethanol are favorable. Due to the high global demand for sugar and biofuels, the agro-ecological zoning of sugarcane, which features a selection of potential areas for cultivation expansion aiming at sustainable production, is a fundamental necessity for Brazil. However, the changes inland use and land cover are complex processes and can cause impacts such as desertification, biodiversity loss, air pollution, and degradation of environmental components such as water and soil. This research aims to estimate the sediment yield and runoff in areas where the culture of sugarcane is consolidated and in areas of sugarcane expansion for the production of sugar and ethanol. Accordingly, based on the Agro-Ecological Zoning for Sugarcane (ZAE Cana), which indicates suitable areas for sugarcane cultivation, two study areas that have high potential for the expansion of sugarcane were selected, namely the microbacia hidrográfica do ribeirão das Guabirobas/MBH-G (Ribeirão das Guabirobas micro-drainage basin), located in the city of São Carlos - SP, a region where the culture of sugarcane is consolidated, and the microbacia hidrográfica córrego da Onça/MBH-O (córrego da Onça micro-drainage basin), located in the western region of the state of São Paulo, in the cities of Ilha Solteira and Itapura, an area of sugarcane expansion, i.e. a sugarcane expansion region. The spatial simulation model used in this research is the Conversion of Land Use and its Effects at small region extent (CLUE-S), developed by the University of Wageningen, Netherlands. Making use of this methodology, future land use and land cover scenarios were created in order to simulate the expansion of sugarcane cultivation in areas with different characteristics. Subsequently, the sediment yield and superficial runoff in these scenarios were estimated with the help of the SWAT model (Soil and Water Assessment Tool).This model was sensitive to both scenarios allowing the generation of consistent qualitative and quantitative results for each scenario enabling the identification of their particularities. It is noteworthy that the ex-ante evaluation of environmental impacts on areas of sugarcane expansion in different scenarios can guide public policy actions and socio-economic and environmental planning among others.