Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Ecologia, Programa de Pós-graduação em Ecologia, 2015. / Submitted by Cristiane Mendes (mcristianem@gmail.com) on 2015-07-03T18:26:38Z No. of bitstreams: 1 2015_DivinoVicenteSilverio.pdf: 3624431 bytes, checksum: 01f909de211fd6eabe1115769ac72b2a (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-07-28T13:00:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_DivinoVicenteSilverio.pdf: 3624431 bytes, checksum: 01f909de211fd6eabe1115769ac72b2a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-28T13:00:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_DivinoVicenteSilverio.pdf: 3624431 bytes, checksum: 01f909de211fd6eabe1115769ac72b2a (MD5) / Grande parte das florestas transicionais entre a Amazônia e o Cerrado foi convertida para cultivo de pastagens ou culturas agrícolas nas últimas décadas. Ao mesmo tempo, as florestas remanescentes têm sido afetadas por outros vetores associados à degradação florestal como, por exemplo, os incêndios florestais. A ação conjunta e recorrente destes vetores de degradação aumenta a vulnerabilidade dos ecossistemas amazônicos mas seus efeitos integrados são ainda pouco conhecidos. Na presente tese, procuramos entender e quantificar como as mudanças no uso da terra e os distúrbios florestais afetam alguns aspectos da dinâmica florestal e do clima regional. O trabalho está dividido em três capítulos: no primeiro realizado em uma floresta de transição da Amazônia-Cerrado em Querência Mato Grosso, avaliamos por meio de um experimento de fogo controlado com três tratamentos (controle, fogo-anual [B1yr], e fogo-trienal [B3yr]), a interação entre os incêndios florestais e a invasão de gramíneas e os seus efeitos resultantes para: a intensidade do fogo, extensão da área dominada por gramíneas, e a biomassa acima do solo. Nossos resultados indicaram que sinergias entre queimadas e a invasão por gramíneas C4 aumentam a intensidade do fogo de forma a acelerar a retração das florestas diante destes distúrbios representando um risco para as florestas na região. No segundo capítulo, desenvolvido no mesmo local, investigamos como a interação entre a ocorrência de vendavais e a degradação florestal pelo fogo afeta a mortalidade de árvores e o estoque de biomassa da floresta. Um censo da vegetação arbórea no experimento de fogo, realizado antes e depois de um grande vendaval ocorrido em outubro de 2012, permitiu verificar que os efeitos negativos do vendaval sobre a estrutura de vegetação e estoque de biomassa foram maiores em áreas afetadas pelo fogo e em ambientes de borda. Nós inferimos com base nestes resultados que dois ou mais vetores de degradação, ocorrendo em uma mesma área, resultam em interações positivas que amplificam os efeitos negativos sobre as florestas e aumentam a probabilidade da ocorrência de novos distúrbios. No terceiro e último capítulo, avaliamos em escala regional (bacia do Xingu, ~170.000 km²) por meio de dados de satélite, como três transições do uso da terra (floresta-pastagem, floresta-lavoura e pastagem-lavoura), em anos recentes (de 2001 a 2010), afetaram a ciclagem de água, o balanço de energia e a temperatura da superfície. Nossa análise espaço-temporal revelou que as transições de floresta-pastagem e floresta-lavoura resultaram em diminuição da radiação líquida (18 e 12%) e da evapotranspiração (32 e 24%), enquanto houve aumento do fluxo de calor sensível (6 e 9%). Para a bacia do Xingu, em geral, estas transições reduziram a evapotranspiração em 7 e 25,5 km³ e aumentaram a temperatura média da superfície em 0,07 e 0,2 °C, respectivamente. Compreender e quantificar como o desmatamento e os diferentes fatores de degradação florestal afetam, individualmente e em conjunto, a dinâmica dos remanescentes florestais e o clima regional é fundamental para uma avaliação abrangente de como trajetórias dos usos da terra podem influenciar os ecossistemas e clima futuro da Amazônia. / Over the last few decades, a large extent of Amazon-Cerrado transitional forests has been converted to pastures and croplands. At the same time, remaining forests were affected by other drivers of forest degradation, including forest fires. The combined action of these drivers of degradation has increased the vulnerability of Amazonian forests, but their integrated effects are still poorly understood. This thesis aims to quantify how land use change and forest degradation by fire affect forest dynamics and regional climate via the energy balance. The thesis is divided into three chapters. Chapter 1 presents the results of a field study that quantifies the effect of experimental forest fires on fire intensity, grass invasion, and above-ground biomass in a transitional Amazonian forest in Mato Grosso. The fire experiment consisted of three 50-ha treatments (control, burned annually [B1yr], and burned every three years [B3yr]). Results indicated that repeated fires and invasion by C4 grasses acted synergistically to increase fire intensity, causing further degradation and threatening the future of transitional forests. Chapter 2, conducted in the same study area, investigates how a large wind storm (“blow-down”) interacted with forest degradation by fire to affect tree mortality and aboveground biomass. Censuses of trees in the experimental fire plots were conducted before and after a wind storm in October 2012. Results indicate that the negative effects of the wind storm on vegetation structure and aboveground biomass were higher within the burned plots and along forest edges than in the control plot. Based on these results, we inferred that these two degradation vectors acted synergistically to amplify forest degradation and increased the likelihood of impacts due to further disturbance events. Chapter 3 used satellite data to evaluate how three recent (2001-2010) land use transitions (forest-to-pasture, forest-to-cropland, and pasture-to-cropland) affected water cycling, the energy balance, and surface temperature on a regional scale (Xingu basin, ~ 170,000 km²). Our spatio-temporal analyses revealed that forest-to-pasture and forest-to-cropland transitions decreased net radiation (by 18 and 12%, respectively) and evapotranspiration (32 and 24%), while increasing sensible heat flux (6, 9%). At the regional (Xingu basin) scale, these land use transitions reduced evapotranspiration by 7 and 25.5 km³ and increased the average surface temperature by 0.07 and 0.2 °C, respectively. By quantifying the individual and combined effects of deforestation and other drivers of degradation on forest dynamics and the energy balance, this thesis advances our understanding of how future land use trajectories may influence the ecosystems and climate of Amazonia.