Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-05-05T11:16:36Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese - Glaucia Machado Mesquita - 2014.pdf: 1462595 bytes, checksum: 8236e4606455874ac35952384edc7e41 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-05-05T11:20:54Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese - Glaucia Machado Mesquita - 2014.pdf: 1462595 bytes, checksum: 8236e4606455874ac35952384edc7e41 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-05T11:20:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese - Glaucia Machado Mesquita - 2014.pdf: 1462595 bytes, checksum: 8236e4606455874ac35952384edc7e41 (MD5) Previous issue date: 2014-12-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In the state of Goiás, its 34 million hectares, only 0.93% represent the Conservation Unit (UCs) full and 2.59% UCs of sustainable use, among these protected areas are the parks. Law Nº. 9985 of July 18, 2000, establishing the National System of Nature Conservation Units (SNUC) is made up of all federal conservation units, state and municipal. This Act establishes criteria and standards for the creation, implementation and management of protected areas. The protected area is the territorial space and its environmental resources, including jurisdictional waters, with relevant natural characteristics, legally instituted by the Government, with conservation objectives and defined limits, under special administration regime, to which adequate safeguards apply to protection. This study aims to evaluate the effect of fire on the chemical and physical properties of soil in a protected area in an urban area, which has preserved area and kills suffered burning process. The study was conducted in the Botanical Garden Amalia Hermano Teixeira (JATH) located in the southern region of Goiânia, Goiás, has a total area of 1,000,000 m2. The soil was classified as Oxisol. In JATH were selected two areas for the study: Burnt Forest (MQ), the area which suffered from illegal burning process in 2010; Preserved forest (MP). Its vegetation is characterized as primary forests have changed, the type Forest Semideciduous. Soil sampling was done at two different times: MQ in September 2012 and MP in May 2013. native forest areas are used as reference areas for soil studies. Thus were estimated physical and chemical indicators of soil penetrometer with up to 40 cm and samples of disturbed and undisturbed soil for the purpose of physical and chemical analysis. Soil samples were collected at depths of 0-5, 5- 10, 10-20 and 20-40 cm. In each area were soil samples collected form a sample grid consists of six rows and five columns with a distance of 10 m between sample points, forming a gride 300 m2. Data were subjected to analysis of variance (ANOVA) and the means were compared within each depth and in each area by 5% Tukey test. The results showed that after four years of the forest burning, observed a concentration of nutrients in the soil profile of MQ in relation to MP at a depth of 0-5 cm. The levels of potassium, calcium and magnesium, present in higher mean values MQ relative to MP, which can be attributed in part to the effect of residual ash. The time after firing do not influence so means the physical soil. / No estado de Goiás, dos seus 34 milhões de hectares, apenas 0,93% representam as Unidades de Conservação (UCs) integral e 2,59% UCs de uso sustentável, dentre estas UCs estão os parques. A Lei nº 9.985, de 18 de julho de 2000, institui o Sistema Nacional de Unidades de Conservação da Natureza (SNUC) constitui-se do conjunto das unidades de conservação federais, estaduais e municipais. Esta Lei estabelece critérios e normas para a criação, implantação e gestão das unidades de conservação. A unidade de conservação é o espaço territorial e seus recursos ambientais, incluindo as águas jurisdicionais, com características naturais relevantes, legalmente instituída pelo poder público, com objetivos de conservação e limites definidos, sob regime especial de administração, ao qual se aplicam garantias adequadas de proteção. O presente trabalho tem como objetivo avaliar o efeito do fogo sobre os atributos químicos e físicos do solo de uma Unidade de Conservação em área urbana, a qual possui área de mata preservada e mata que sofreu processo de queima. O estudo foi realizado no Jardim Botânico Amália Hermano Teixeira (JATH) situado na região sul de Goiânia-Goiás, que possui uma área de aproximadamente 1.000.000 m2. O solo foi classificado como Latossolo Vermelho distrófico. No JATH, foram selecionadas duas áreas distintas para a realização do estudo: Mata queimada (MQ), área a qual sofreu processo de queimada clandestina em 2010; Mata preservada (MP). Sua cobertura vegetal caracteriza-se por ser mata primária já alterada, do tipo Floresta Estacional Semidecidual. A amostragem do solo foi feita em duas épocas distintas: MQ em Setembro de 2012 e MP em Maio de 2013. Áreas de mata nativa são utilizadas como áreas de referencia para estudos do solo. Desta forma foram estimados os indicadores físicos e químicos do solo, com penetrometria até 40 cm e amostras de solo deformadas e indeformadas, para fins de análises físicas e químicas. As amostras de solo foram coletadas nas profundidades de 0-5, 5-10, 10-20 e 20-40 cm. Em cada área foram coletadas amostras de solo formando uma malha amostral composta por seis linhas e cinco colunas com distancia de 10 m entre os pontos amostrais, formando um gride de 300 m2. Os dados obtidos foram submetidos a análises de variância (ANOVA), sendo as médias comparadas dentro de cada profundidade e em cada área pelo teste Tukey a 5%. Os resultados apontaram que após quatro anos da queima da mata, verificando-se uma concentração de nutrientes no perfil do solo da MQ em relação à MP na profundidade de 0- 5 cm. Os teores de potássio, cálcio e magnésio, apresentam valores médios maiores na MQ, em relação à MP, o que pode ser atribuído, em parte, ao efeito residual das cinzas. O tempo decorrido após a queima não influenciou de forma significativa a física do solo.

Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2015-12-04T17:06:29Z No. of bitstreams: 2 Tese - Fernando Moreira de Araújo - 2015.pdf: 6967405 bytes, checksum: 6a3a47f12667e66913e2ad2c041d7e21 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-12-07T11:21:38Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Fernando Moreira de Araújo - 2015.pdf: 6967405 bytes, checksum: 6a3a47f12667e66913e2ad2c041d7e21 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-07T11:21:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Fernando Moreira de Araújo - 2015.pdf: 6967405 bytes, checksum: 6a3a47f12667e66913e2ad2c041d7e21 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-03-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Fire is an important ecological and environmental disturbance phenomenon in the Cerrado biome, which is influenced by climatic, ecological, cultural and economic factors. Burning biomass promotes change in the structure and composition of the soil, accelerates the erosion and sedimentation processes, promotes seed germination, renewal of grasses and releases large amounts of trace gases and aerosols into the atmosphere. This research seeks to understand the location patterns and the recurrence of burned areas to the Cerrado biome according to their different geographical regions from the land cover and land use class, and climatic variables. In particular, we evaluated quantitatively the performance of the MODIS MCD45A1 product for the Cerrado biome, in accordance with the different land use and land cover classes depending on the landscape, using as reference 130 randomly selected burned area polygons, and four randomly selected medium resolution orbital images, both from the month of September. In addition, we analyzed the burned areas spatial and temporal patterns in Brazil, considering both the territorial limits of the six biomes (i.e. Amazônia, Caatinga, Cerado, Mata Atlântica, Pampa and Pantanal) and their main land cover and land use classes (PROBIO MMA). At last, for burned areas greater than 2 km², we evaluated their patterns (spatial and temporal) and frequency of recurrence (burned areas that intersect more than 50%), as well as their interanual and seasonal climatic variations from vegetation index (EVI), precipitation (TRMM) and evapotranspiration (MOD16) images. These images were analyzed in association with the four groups of recurrence (burned areas with recurrence every four years) to determine the different burning regimes and the pre and post burning vegetation responses. The MCD45A1 polygons (September) had good relationship with the reference mapping (Landsat base) (r² = 0.92) and also with the hotspots (MOD14 and MYD14 - monthly data) (r² = 0.89). The omission error found is high, but this is associated with landscape structure patterns, as found for the four reference images. The Product MCD45A1 even with spatial and temporal limitations promotes temporal mapping consistency and provides understanding the behavior and impacts of the burned on the Cerrado landscape. Among the Brazilian biomes, Cerrado is the one with the highest record of fires between 2002 and 2010 (73%), followed by Amazon (14%), while 81% of the records of the burned areas occur on the remnant vegetation cover class. The records of the burning recurrences in the Cerrado focus on the remnant class, 59% whereas the frequency of recurrence presented a higher proportion up to 3 times for the period 2000-2013. For the four groups of recurrences analyzed after the first fire record, 2002, the vegetative vigor records declines, especially after 2010, on average 4% for the remnant classes and 3.5% for the anthropogenic. The minimum distance between the fragments presents that 42% of recurrences analyzed are between 1-2 kilometers, providing greatest spatial concentration. / O fogo é um importante fenômeno ecológico e de perturbação ambiental no bioma Cerrado, o qual sofre influência de fatores climáticos, ecológicos, culturais e econômicos. A queima da biomassa promove a alteração da estrutura e composição do solo, acelera os processos erosivos e de sedimentação, promove a germinação de sementes, renovação das gramíneas e libera grandes quantidades de gases traços e aerossóis para a atmosfera. A presente pesquisa busca entender os padrões de localização e de recorrência das áreas queimadas para o bioma Cerrado, segundo suas diferentes regiões geográficas a partir das classes de uso da terra e cobertura vegetal remanescente e variáveis climáticas. Em específico busca-se avaliar quantitativamente a performance do produto MODIS MCD45A1 para o bioma Cerrado, de acordo com as distintas classes de uso e cobertura da terra em função da paisagem com base em 130 polígonos de áreas queimadas e 4 imagens orbitais de resolução espacial média, ambas amostras localizadas no mês de setembro. Outro interesse é de analisar os padrões espaciais e temporais da distribuição das áreas queimadas no território brasileiro considerando os limites territoriais dos biomas brasileiros e seus principais tipos de cobertura vegetal natural e antrópica (base PROBIO MMA), para tanto foi considerado os limites territoriais dos 6 biomas brasileiros (i.e. Amazônia, Caatinga, Cerrado, Mata Atlântica, Pampa e Pantanal). Por fim, avaliar os padrões (espaciais e temporais) e as frequências de recorrências das queimadas no Cerrado, com base em áreas queimadas >= 2km² e interseções >= 50% para as recorrências, bem como entender como a sazonalidade e variação interanual climática a partir dos dados de índice da vegetação (EVI), precipitação (TRMM) e evapotranspiração (MOD16) determinam os diferentes regimes de queima das várias classes de uso da terra e cobertura vegetal remanescente, para tanto foram analisados quatro grupos de recorrências com recortes temporais distintos. Os polígonos do produto MCD45A1 (setembro) apresentaram boa relação com o mapeamento de referência (base Landsat) (r² = 0.92) e também com os focos de calor (MOD14 e MYD14 - dados mensais) (r² = 0.89). O erro de omissão encontrado é alto, mas este está associado aos padrões de estrutura da paisagem, como o encontrado para as quatro imagens de referência. O Produto MCD45A1 mesmo apresentando limitações espaciais e temporais promove mapeamento com série temporal consistente, fornecendo entendimento do comportamento e os impactos do fogo sobre a paisagem do Cerrado. Entre os biomas brasileiros, o Cerrado é o que apresenta o maior registro de queimadas entre 2002 a 2010 (73%), seguido do Amazônico (14%), enquanto 81% dos registros das áreas queimadas ocorrem sobre as classes de cobertura vegetal remanescente. O registro das recorrências de queimadas no Cerrado se concentra sobre as classes remanescentes, 59%, já a frequência da recorrência apresenta maior proporção até 3 vezes para o período de 2000 a 2013. Para os quatro grupos de recorrências analisados, após o primeiro registro de fogo, 2002, o vigor vegetativo registra queda, principalmente após o ano de 2010, sendo em média 4% para as classes remanescentes e 3,5% para as antrópicas. A distância mínima entre os fragmentos mostra que 42% de recorrências analisadas estão entre 1 a 2 quilômetros, conferindo maior concentração espacial.

A queimada da palha da cana-de-açúcar como método preparatório à colheita é prática bastante polêmica e combatida, que está amparada por vários atos legislativos e conta com o apoio de setores dos três poderes constituídos. Contudo, esta proteção legislativa específica não outorga a ela a licitude, que é a harmonia com os princípios legais e sociais e com a aprovação da sociedade, que devem nortear qualquer lei e é necessária à sua subsistência. Neste trabalho é examinada a licitude das queimadas da palha da cana-de-açúcar, considerando diversos impactos que elas provocam no meio ambiente (flora, fauna, saúde humana, ar, água, solo, clima e meio de trabalho) e na economia. São analisados os argumentos favoráveis e contrários às queimadas, expostos por juízes, promotores de justiça, doutrinadores, entidades ambientais, pesquisadores, usineiros, cortadores de cana e profissionais de diversas áreas de interesse à matéria. Com a análise é possível concluir que a queimada da palha da cana-de-açúcar, apesar de sua econômica e social, é prática nociva ao meio ambiente e contrária a princípios sociais e legais relevantes e, por isso, deve ser reputada ilícita e não pode continuar a ser praticada. / Burned sugar cane husk as a harvest preparatory method is a very polemic and combated practice, although it is being sustained by many law acts and is supported by departments of the three Powers. However, this specific legislative protection doesn\'t award to this action the necessary lawful, which means having the harmony of the legal and social principals and the society approval, guiders of any law and its necessary support. At the present work the lawful for burned sugar cane husk is discussed considering its impacts over the environment (animals, plants, human health, air, water, soil, climate and working space) and on the economy. The arguments forward and against the burned sugar cane husk are examined through judicial decisions, public prosecutors actions, environmental entities, doctrines, scientists, the sugar cane workers and others involved with the subject. The conclusion is that burned sugar cane husk as a harvest preparatory method, even considering its economic and social importance, is a harmful practice to the environment and opposing to relevant social and legal principals and, therefore, has to be considered unlawful and also to be extinguished as a practice.

No contexto da atual busca por alternativas ao consumo de combustíveis fósseis, a cultura da cana-de-açúcar tem sido apontada como uma das mais viáveis fontes de combustível renovável a partir da biomassa. A tradicional colheita manual, feita após a queima da palhada para facilitar o corte e o transporte, vem sendo substituída pela colheita mecanizada, sem queima, por razões econômicas, legais e ambientais. Sabe-se que a manutenção da palhada sobre o solo influencia a dinâmica de água, nutrientes e matéria orgânica do solo, mas seus efeitos ainda não são suficientemente conhecidos, principalmente no longo prazo. O objetivo esta pesquisa é simular, através de modelagem matemática, a dinâmica do carbono do solo no agrossistema canade- açúcar. Medidas no campo foram efetuadas em uma das áreas a mais tempo sob cultivo de cana-de-açúcar no Brasil, localizada nas terras da Usina São Martinho, em Pradópolis, São Paulo. Foram analisadas duas cronossequências em talhões reformados e plantados com cana há 2, 4, 6 e 8 anos, com e sem queima pré-colheita, em áreas com histórico de cultivo de cana-de-açúcar por cerca de 50 anos. Os efeitos da queima e da manutenção da palhada sobre o carbono total, carbono da matéria orgânica particulada e carbono da biomassa microbiana foram avaliados. As determinações de carbono da biomassa microbiana e da matéria orgânica particulada mostraramse mais sensíveis à mudança de manejo da palhada do que o carbono total. A área com maior tempo de adoção do sistema de manejo sem queima, oito anos, na camada superficial, apresentou maiores teores de carbono total (30% maior), carbono da biomassa microbiana (2,5 vezes maior), e carbono da matéria orgânica particulada (3,8 vezes maior). O estoque de carbono total, corrigido para diferenças de densidade entre as áreas, foi maior nas áreas sem queima, principalmente na área com oito anos. A aplicação do modelo CENTURY, requereu adaptação para a dinâmica de decomposição da palhada de cana-de-açúcar. Para tanto, o modelo foi testado em cinco áreas diferentes no Brasil e na Austrália, com dados de experimentos de decomposição de palhada. A principal adaptação feita ao modelo CENTURY foi a definição da espessura da camada de palha mais próxima do solo, mais vulnerável à decomposição. Essa camada, que anteriormente era considerada praticamente ilimitada (5.000 g C m-2) no modelo, foi fixada em 110 g C m-2. Esta modificação proporcionou melhora na correlação entre dados medidos e simulados, aumentando o R2 de 0,79 para 0,93. Uma vez adaptado para simular a decomposição da palhada, o modelo CENTURY foi aplicado na simulação da dinâmica temporal da produção de colmos e do carbono do solo. Foram usados dados de experimentos conduzidos por períodos de 12 meses a 60 anos, provenientes de Goiana e Timbaúba (PE), Brasil; Pradópolis (SP), Brasil; e Mount Edgecombe, Kwazulu-Natal, África do Sul. O modelo CENTURY foi capaz de simular de forma satisfatória a dinâmica temporal do carbono do dos colmos (R2=0,76) e do solo (R2 =0,89). Em seguida, o modelo foi usado para fazer predições em longo prazo do estoque de carbono nos dois sistemas de manejo de palhada estudados. As predições realizadas a partir dos dados dos experimentos de campo revelam que a há, em longo prazo, uma tendência de maiores estoques de carbono no manejo sem queima da palhada. Este acréscimo no estoque é condicionado por fatores como condições climáticas, textura do solo, tempo de implantação do sistema sem queima e manejo da adubação nitrogenada. / Sugarcane has been considered one of the most feasible renewable fuel crops, in the current search for alternatives to fossil fuel. The crop has been traditionally burned to make manual harvest easier, but there has been an increase in the area harvested mechanically and without burning, due to economic, legal and environmental issues. The maintenance of sugarcane litter on the soil affects water, nutrient and organic matter dynamics, but the long term effects of this practice are still not sufficiently understood, especially in the long term. The goal of this work is to simulate, through mathematical modeling, soil carbon dynamics under sugarcane. Soil samples were collected in one of the areas with a long term history of unburned sugarcane in Brazil, at the Sao Martinho farm in Pradopolis, Sao Paulo. Two chronosequences, composed by sugarcane fields that were reformed and planted 2, 4, 6 and 8 years with and without burning, in areas that had been cultivated with sugarcane for close to 50 years. Total carbon, particulate organic matter carbon and microbial biomass carbon were evaluated in the burned and unburned cane plots. The soil microbial biomass carbon and particulate organic matter carbon were more sensitive to litter management changes that total carbon. The area with the longest period of adoption of the unburned management, eight years, had higher content of total carbon (30% higher), microbial biomass carbon (by a factor of 2.5), particulate organic matter carbon (by a factor of 3.8) than the area where the residues were burned. The total carbon stocks, after correction for density differences, were also higher in the unburned treatment, markedly in the area with eight years of green cane management. In order to adapt the CENTURY model to simulate sugarcane litter decomposition, data from five experiments in Brazil and Australia were used. The main adaptation performed in the model was setting the limit for the mass of litter closer to the soil, more vulnerable to decomposition, to 110 gCm-2. This parameter was previously set at a high value, 5.000 gCm-2. This change caused an improvement in the correlation between simulated and observed data, with an R2 of 0.79 before the change, and 0.93 after the change. Once the changes were made to the model, CENTURY was used to simulate the temporal dynamics of stalk production and soil carbon. Data from experiments with different durations, from 12 months to 60 years, were used. The experiment sites were: Goiana and Timbauba, Pernambuco, Brazil; Pradopolis, Sao Paulo, Brazil; and Mount Edgecombe, Kwazulu- Natal, South Africa. The CENTURY model was able to simulate well the temporal dynamics of the stalk (R2=0.76) and of the soil carbon (R2 =0.89). Finally, the model was used to simulate long term scenarios considering the two litter management systems studied. The predictions made from the field experiments data reveal that there is, in the long term, a trend for higher carbon stocks in the unburned system. This increment in stock is conditioned by factors such as climate, soil texture, time of adoption of the unburned system, and nitrogen fertilizer management.

Há tendências de expansão da área cultivada com cana-de-açúcar devido ao aumento da demanda mundial por biocombustíveis. Por razões econômicas e legais a colheita da cana-deaçúcar sem queima vem crescendo significativamente. Entretanto, pouco se conhece sobre o efeito desta palhada da cana sobre a dinâmica e estabilidade do carbono no solo. O incremento no teor de carbono no solo pode acarretar benefícios nos âmbitos agronômico, ambiental e até mesmo econômico. Neste contexto, o objetivo deste estudo foi quantificar e comparar os estoques de carbono e nitrogênio do solo e avaliar a qualidade da matéria orgânica por meio da caracterização das substâncias húmicas em área cultivada com cana-de-açúcar com e sem queima da palhada. Foram utilizadas cronossequências de 6 e 12 anos com e sem queima da palhada, além de uma área sob vegetação nativa (usada como referência). As áreas localizam-se na Usina São Martinho, em Pradópolis, estado de São Paulo. O solo é classificado como Latossolo Vermelho distroférico de textura muito argilosa. As áreas com o manejo sem queima da palhada apresentaram maiores estoques de carbono em todas as profundidades avaliadas em comparação as áreas com queima. O incremento obtido entre as áreas de 6 e 12 anos de manejo sem queima foi de 1,77 Mg ha-1 ano-1 de carbono e 0,25 Mg ha-1 ano-1 de nitrogênio para a camada 0-30 cm de profundidade. Quanto aos aspectos químicos relacionados à fertilidade do solo, não ocorreram diferenças significativas em decorrência do manejo da palhada, corroborando aos resultados obtidos pelas análises espectroscópicas de fluorescência. As avaliações espectroscópicas mostraram que entre as áreas de 12 anos de cultivo não ocorreram diferenças no grau de humificação. Já a área de 19 anos sem queima apresentou maior grau de humificação em comparação às demais situações avaliadas nas profundidades de 0-10 e 10-20 cm tanto para os ácidos húmicos como para os ácidos fúlvicos. As análises de Infravermelho com Transformada de Fourier indicaram maiores concentrações de grupos fenólicos e ácidos carboxílicos na área de 19 sem queima e menores valores para a área sob vegetação nativa nas duas profundidades avaliadas para os ácidos húmicos. Para os ácidos fúlvicos não verificou-se diferenças entre as situações avaliadas. / There is a trend for expansion in the area cultivated with sugarcane, mainly due to the increase in global demand for biofuels. Due to economic and legal reasons unburned sugarcane harvesting system is increasing rapidly. However, little is known about the sugarcane trash effect on carbon dynamics and stability in soils. The increase in soil carbon content can promote benefits on agronomic, environmental and also on economic aspects. In this context, the objective of this study was to quantify and compare soil carbon and nitrogen stocks and to evaluate soil organic matter quality through the characterization of humic substances in areas cultivated with sugarcane under burned and unburned harvesting system. Chronosequences with 6 and 12 years under burned and unburned sugarcane and an adjacent area under native vegetation (used as reference) were evaluated. The areas were located at Sao Martinho Mill, in Pradopolis, Sao Paulo State. The soil is classified as clayey Oxisol (Latossolo Vermelho distroférico de textura muito argilosa). Unburned sugarcane soils presented higher carbon stocks in all evaluated layers compared to the burned areas. The increments of 1.77 and 0.25 Mg ha-1 year-1 on soil carbon and soil nitrogen, respectively, were observed between the 6 and 12 years under unburned sugarcane in the 0-30 cm layer. No significant differences were observed for soil chemical attributes neither for the spectroscopic (fluorescence) analyses due to the harvesting system. Spectroscopic results showed no differences on humification degrees between areas with 12 years under sugarcane. The area with 19 years under unburned sugarcane showed higher humification degree for the 0- 10 and 10-20 cm layers in comparison with the other evaluated areas, not only for the humic acid but also for the fulvic acid. Fourier Transformed Infrared analyses on humic acids indicated higher concentrations of phenolic groups and carboxylic acids in the area under 19-year old unburned sugarcane and lower values in the native vegetation for the two evaluated soil layers. For the fulvic acids no differences were observed among the evaluated areas.

Introdução: A queima da cana de açúcar para a colheita ocorre para facilitar o trabalho de corte, reduzir o volume de resíduos, controlar pragas, evaporar e concentrar o açúcar na haste e eliminar animais perigosos do canavial. A queima da cana de açúcar e seus efeitos à saúde humana são o objeto de diversas pesquisas na área da saúde pública brasileira e mundial. Objetivos: Estudar, por diferentes métodos, a relação entre as queimadas de cana de açúcar e a incidência de doenças respiratórias na mesorregião de Presidente Prudente. Verificar a evolução das queimadas e da produção de cana de açúcar na região, no período de 2008 a 2011. Metodologia: Revisão bibliográfica. Composição de banco de dados geográficos com as variáveis em estudo. Análise dos dados. Elaboração de mapas temáticos e gráficos das variáveis. Cálculo do índice de Moran local das variáveis de estudo. Análise de estatística espacial com os dados de focos de queimadas, hectares de cana de açúcar colhidos com queima prévia e internações. Elaboração de mapas temáticos para comparação e análise. Descrição dos resultados. Resultados: A revisão bibliográfica, entre outras coisas, mostrou diferentes impactos à saúde devido a queima de cana de açúcar. A produção de cana de açúcar aumentou na região de estudo nos últimos anos, consequentemente aumentando a quantidade de queimadas em oposição ao previsto na legislação. Os aglomerados espaciais onde há a colheita com queima prévia coincidiram com os de maior incidência para doenças respiratórias. Identificou se uma área, na porção norte do território estudado de maior vulnerabilidade à poluição atmosférica e, consequentemente, com maior incidência de internações. Conclusões: No período de 2008 a 2011 ocorreu aumento no número de hectares colhidos com queima prévia, associado ao aumento da produção de cana de açúcar. Este efeito não se repetiu nas internações por doenças respiratórias para as faixas etárias selecionadas. Novas pesquisas são necessárias para uma melhor correlação entre o aumento da utilização da queima como método de colheita e as internações respiratórias na região. / Introduction: The burning of sugarcane for harvest occurs to facilitate the cutting work, reduce the volume of waste, control pests, evaporate and concentrate the sugar in the stem and remove dangerous animals from a sugarcane field. The burning of sugar cane and its effects on human health are the subject of several studies in the area of the brazilian and global public health. Objectives: To study, by different methods, the relationship between the burning of sugarcane and the incidence of respiratory illnesses in the middle region of Presidente Prudente. Checking the progress of fires and sugar cane production in the region, from 2008 to 2011. Methods: Literature review. Geographic database composition with the study variables. Data analysis. Preparation of thematic maps and charts of the variables. Calculation of the local Moran index of the study variables. Spatial statistics analysis with data from outbreaks of fires, hectares of sugar cane harvested with previous burning and hospitalizations. Preparation of thematic maps for comparison and analysis. Description of the results. Results: The literature review, among other things, showed different health impacts due to burning of sugar cane. The production of sugar cane increased in the study region in 9 recent years, thus increasing the amount of fires in opposition to the law. The clusters where there is the harvest with previous burning coincided with the highest incidence of respiratory diseases. Identified if an area in the northern portion of the territory studied most vulnerable to air pollution and consequently a higher incidence of hospitalizations. Conclusions: In the period 2008-2011 there was an increase in the number of acres harvested with previous burning, associated with increased production of sugar cane. This effect was not repeated in admissions for respiratory diseases for selected age groups. Further research is needed to better correlation between the increased use of burning as harvesting method and respiratory hospitalizations in the region.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2013-11-14T17:59:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_EfeitosFogoRecorrente.pdf: 1626425 bytes, checksum: c7cae3e6d2d01b05458a45c2962f45f1 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2013-11-20T15:00:38Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_EfeitosFogoRecorrente.pdf: 1626425 bytes, checksum: c7cae3e6d2d01b05458a45c2962f45f1 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-11-20T15:00:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_EfeitosFogoRecorrente.pdf: 1626425 bytes, checksum: c7cae3e6d2d01b05458a45c2962f45f1 (MD5) Previous issue date: 2008 / Os artrópodes possuem uma importante função no ecossistema, pois participam da ciclagem de nutrientes, decomposição, trituração e mistura da serrapilheira. Os incêndios florestais, cada vez mais freqüentes na Amazônia, destroem a camada de serrapilheira e os artrópodes que nela vivem. O objetivo desta tese é investigar como o fogo recorrente atua sobre este processo, investigando a abundância e densidade de artrópodes de serrapilheira e as taxas de decomposição da matéria orgânica e a mineralização de C e N em uma floresta de transição da Amazônia no município de Querência, estado do Mato Grosso. Para tanto, uma parcela de 50 ha de floresta primária (500 x 1000 m) foi queimada experimentalmente a cada ano a partir de 2004, e outra área de mesmo tamanho foi mantida intacta para controle. Os artrópodes foram coletados aleatoriamente em 40 pontos distribuídos dentro da parcela, por meio de armadilhas de solo (“pitfalls”) e em 40 pontos sendo extraídos da serrapilhaira através de funis de Berlese. As coletas foram realizadas em fevereiro, abril (estação chuvosa), junho e agosto (estação seca) de 2007, após a terceira queima experimental anual. Os artrópodes foram analisados até o nível taxonômico de ordem e as formigas foram identificadas até gênero. O estudo de decomposição foi feito com 480 bolsas se serrapilheira distribuídas aleatoriamente, com 240 em cada parcela, quatro meses após a última queimada. As bolsas foram confeccionadas com malhas de nylon com aberturas de 2 mm (malha fina), e em metade delas foram feitos três orifícios de 1 cm² de cada lado, permitindo a entrada de macroartrópodes (malha grossa). Em cada bolsa foi inserido cerca de 10 g de folhas secas. A cada dois meses 30 bolsas de cada tipo de malha foi retirada de cada parcela, totalizando duas retiradas na estação seca e duas na estação chuvosa. As bolsas foram secas em estufa e pesadas novamente. A diferença entre peso seco inicial e final representou a taxa de decomposição. A cada retirada de um lote de bolsas de cada tipo de malha e de cada parcela, uma subamostra (10) destas bolsas foram selecionadas aleatoriamente para análises de análise de C e N das folhas. Os artrópodes apresentaram fortes diferenças sazonais. Na estação seca os colêmbolas ocorreram em menor abundância e as formigas ocorreram em maior abundância. Concomitantemente aos efeitos de sazonalidade, os artrópodes apresentaram diversas respostas ao fogo, com alguns grupos apresentando aumento e outros redução em abundância e densidade em diferentes datas pós-fogo, em comparação a floresta controle. Os ortópteros se destacaram por terem apresentado maior abundância em todas as datas pós-fogo em comparação a floresta controle. Em geral os macropredadores freduziram sua abundância e densidade após o fogo (formigas, besouros, dentre outros) e os engenheiros de ecossistema e decompositores foram mais abundantes (baratas, ácaros, dentre outros) em relação à floresta controle. As formigas também apresentaram diferenças entre as parcelas: maior diversidade e modificações na composição de gêneros durante a estação seca, pois o fogo favoreceu o aumento em abundância de formigas generalistas. As taxas de decomposição na parcela queimada foram menores do que na parcela controle, e as bolsas de malha fina com menores taxas de decomposição do que as bolsas de malha grossa. As taxas de C e N também foram diferentes entre as parcelas, e a razão C/N, na parcela queimada se manteve estável em todas as datas pós-fogo, enquanto na parcela controle houve declínio gradual durante o experimento seguindo as estações. Estes resultados indicam que o fogo modifica a fauna de serrapilheira, reduzindo diversas populações de artrópodes e modificando a composição deste grupo. As bolsas de malha fina indicam que a exclusão de macroartrópodes reduzem a taxa de decomposição da matéria orgânica e que os microartrópodes são mais prejudicados. O fogo também reduz o processo de mineralização de C e N já que a razão C/N se manteve estável na parcela queimada. Este estudo demonstra que o fogo recorrente tem forte efeito sobre artrópodes de serrapilheira e ciclagem de nutrientes em florestas de transição da Amazônia. / Arthropods play an important role in ecosystem functioning, participating in nutrient cycling, decomposition and the breaking up and mixing of the leaf litter. Forest fires are increasing across the Amazon basin, and destroy the litter layer and kill the invertebrates that live within it. The objective of this thesis is to investigate how recurrent fires affect these processes, investigating the abundance and density of leaf-litter arthropods and the rate of decomposition of organic material and the mineralization of C and N, in a transitional Amazonian forest in the municipality of Querencia in the state of Mato Grosso, Brazil. The study was conducted in 50 ha of primary forest (500 x 1000 m) that was experimentally burned every year from 2004, and an unburned primary forest control of the same size. The arthropods were collected in 40 pitfall traps and 40 funnel Berlese traps, located randomly. The collections were undertaken in February, April (wet season), June, and August (dry season) of 2007, after the third experimental burning. The arthropods were identified to the level of Order, and the ants were identified to the level of Genera. The decomposition study was undertaken using 480 litter bags, randomly distributed with 240 in each plot, 4 months after the last burns. The litter bags were constructed with 2 mm nylon mesh (fine mesh), and 50% of them had 1 cm² holes cut in their sides (coarse mesh). 10g of dry leaves were placed in each litter bag, and 30 bags were collected from each plot every 2 months, equalling 2 collections in the wet season and 2 in the dry season. The litter bags were dried in an oven, and litter was weighted again to calculate decomposition. The difference between inicial and final weight showed the decomposition rate. Ten litter bags were selected randomly from every collection, mesh size, and plot, and subjected to a C and N analysis. The arthropods demonstrated strong seasonal differences. Springtails were less abundant and ants were more abundant in the dry season. Along with the seasonal effects, arthropods had diverse effects to the recurrent fires: Orthoptera were always more abundant in the burned plots in all post-fire samples when compared to controle plot. In general, macro-predators (ants, beetles, and others) were more abundant in the burned forest, while the ecosystem engineers and decomposers (cockroaches, Acaridae, and others) were less abundant in the burned forest, when compared to control plot. Ants were more diverse in the dry season, and also showed strong seasonal differences in composition. There was also a marked difference in ant diversity between the two plots, and fires favoured generalists ants. The decomposition rate in the burned forest were lower than in the control, and the fine mesh litter bags had a lower rate of decomposition than those with holes cut in their sides (coarse mesh). The level of C and N was also different between the plots, and the C/N ratio (indicating microbial activity) was stable over time in all post-fire collections, while the C/N ratio in the control plot declined gradually during the 4 collections. These results indicate that fire modifies the leaf-litter fauna, affecting the abundance and composition of various taxonomic groups. The fine mesh litter bags indicate that the exclusion of macroarthropods reduces the rate of organic matter decomposition and that microarthropods are more affected by fires. Fire also reduces the mineralization of C e N as C/N was stable in burned plot. Overall, this study shows that recurrent fires have strongly effects on leaf-litter fauna and nutrient cycling in Amazonian transitional forests.

Introdução: A queima da cana de açúcar para a colheita ocorre para facilitar o trabalho de corte, reduzir o volume de resíduos, controlar pragas, evaporar e concentrar o açúcar na haste e eliminar animais perigosos do canavial. A queima da cana de açúcar e seus efeitos à saúde humana são o objeto de diversas pesquisas na área da saúde pública brasileira e mundial. Objetivos: Estudar, por diferentes métodos, a relação entre as queimadas de cana de açúcar e a incidência de doenças respiratórias na mesorregião de Presidente Prudente. Verificar a evolução das queimadas e da produção de cana de açúcar na região, no período de 2008 a 2011. Metodologia: Revisão bibliográfica. Composição de banco de dados geográficos com as variáveis em estudo. Análise dos dados. Elaboração de mapas temáticos e gráficos das variáveis. Cálculo do índice de Moran local das variáveis de estudo. Análise de estatística espacial com os dados de focos de queimadas, hectares de cana de açúcar colhidos com queima prévia e internações. Elaboração de mapas temáticos para comparação e análise. Descrição dos resultados. Resultados: A revisão bibliográfica, entre outras coisas, mostrou diferentes impactos à saúde devido a queima de cana de açúcar. A produção de cana de açúcar aumentou na região de estudo nos últimos anos, consequentemente aumentando a quantidade de queimadas em oposição ao previsto na legislação. Os aglomerados espaciais onde há a colheita com queima prévia coincidiram com os de maior incidência para doenças respiratórias. Identificou se uma área, na porção norte do território estudado de maior vulnerabilidade à poluição atmosférica e, consequentemente, com maior incidência de internações. Conclusões: No período de 2008 a 2011 ocorreu aumento no número de hectares colhidos com queima prévia, associado ao aumento da produção de cana de açúcar. Este efeito não se repetiu nas internações por doenças respiratórias para as faixas etárias selecionadas. Novas pesquisas são necessárias para uma melhor correlação entre o aumento da utilização da queima como método de colheita e as internações respiratórias na região. / Introduction: The burning of sugarcane for harvest occurs to facilitate the cutting work, reduce the volume of waste, control pests, evaporate and concentrate the sugar in the stem and remove dangerous animals from a sugarcane field. The burning of sugar cane and its effects on human health are the subject of several studies in the area of the brazilian and global public health. Objectives: To study, by different methods, the relationship between the burning of sugarcane and the incidence of respiratory illnesses in the middle region of Presidente Prudente. Checking the progress of fires and sugar cane production in the region, from 2008 to 2011. Methods: Literature review. Geographic database composition with the study variables. Data analysis. Preparation of thematic maps and charts of the variables. Calculation of the local Moran index of the study variables. Spatial statistics analysis with data from outbreaks of fires, hectares of sugar cane harvested with previous burning and hospitalizations. Preparation of thematic maps for comparison and analysis. Description of the results. Results: The literature review, among other things, showed different health impacts due to burning of sugar cane. The production of sugar cane increased in the study region in 9 recent years, thus increasing the amount of fires in opposition to the law. The clusters where there is the harvest with previous burning coincided with the highest incidence of respiratory diseases. Identified if an area in the northern portion of the territory studied most vulnerable to air pollution and consequently a higher incidence of hospitalizations. Conclusions: In the period 2008-2011 there was an increase in the number of acres harvested with previous burning, associated with increased production of sugar cane. This effect was not repeated in admissions for respiratory diseases for selected age groups. Further research is needed to better correlation between the increased use of burning as harvesting method and respiratory hospitalizations in the region.

A queimada da palha da cana-de-açúcar como método preparatório à colheita é prática bastante polêmica e combatida, que está amparada por vários atos legislativos e conta com o apoio de setores dos três poderes constituídos. Contudo, esta proteção legislativa específica não outorga a ela a licitude, que é a harmonia com os princípios legais e sociais e com a aprovação da sociedade, que devem nortear qualquer lei e é necessária à sua subsistência. Neste trabalho é examinada a licitude das queimadas da palha da cana-de-açúcar, considerando diversos impactos que elas provocam no meio ambiente (flora, fauna, saúde humana, ar, água, solo, clima e meio de trabalho) e na economia. São analisados os argumentos favoráveis e contrários às queimadas, expostos por juízes, promotores de justiça, doutrinadores, entidades ambientais, pesquisadores, usineiros, cortadores de cana e profissionais de diversas áreas de interesse à matéria. Com a análise é possível concluir que a queimada da palha da cana-de-açúcar, apesar de sua econômica e social, é prática nociva ao meio ambiente e contrária a princípios sociais e legais relevantes e, por isso, deve ser reputada ilícita e não pode continuar a ser praticada. / Burned sugar cane husk as a harvest preparatory method is a very polemic and combated practice, although it is being sustained by many law acts and is supported by departments of the three Powers. However, this specific legislative protection doesn\'t award to this action the necessary lawful, which means having the harmony of the legal and social principals and the society approval, guiders of any law and its necessary support. At the present work the lawful for burned sugar cane husk is discussed considering its impacts over the environment (animals, plants, human health, air, water, soil, climate and working space) and on the economy. The arguments forward and against the burned sugar cane husk are examined through judicial decisions, public prosecutors actions, environmental entities, doctrines, scientists, the sugar cane workers and others involved with the subject. The conclusion is that burned sugar cane husk as a harvest preparatory method, even considering its economic and social importance, is a harmful practice to the environment and opposing to relevant social and legal principals and, therefore, has to be considered unlawful and also to be extinguished as a practice.

No contexto da atual busca por alternativas ao consumo de combustíveis fósseis, a cultura da cana-de-açúcar tem sido apontada como uma das mais viáveis fontes de combustível renovável a partir da biomassa. A tradicional colheita manual, feita após a queima da palhada para facilitar o corte e o transporte, vem sendo substituída pela colheita mecanizada, sem queima, por razões econômicas, legais e ambientais. Sabe-se que a manutenção da palhada sobre o solo influencia a dinâmica de água, nutrientes e matéria orgânica do solo, mas seus efeitos ainda não são suficientemente conhecidos, principalmente no longo prazo. O objetivo esta pesquisa é simular, através de modelagem matemática, a dinâmica do carbono do solo no agrossistema canade- açúcar. Medidas no campo foram efetuadas em uma das áreas a mais tempo sob cultivo de cana-de-açúcar no Brasil, localizada nas terras da Usina São Martinho, em Pradópolis, São Paulo. Foram analisadas duas cronossequências em talhões reformados e plantados com cana há 2, 4, 6 e 8 anos, com e sem queima pré-colheita, em áreas com histórico de cultivo de cana-de-açúcar por cerca de 50 anos. Os efeitos da queima e da manutenção da palhada sobre o carbono total, carbono da matéria orgânica particulada e carbono da biomassa microbiana foram avaliados. As determinações de carbono da biomassa microbiana e da matéria orgânica particulada mostraramse mais sensíveis à mudança de manejo da palhada do que o carbono total. A área com maior tempo de adoção do sistema de manejo sem queima, oito anos, na camada superficial, apresentou maiores teores de carbono total (30% maior), carbono da biomassa microbiana (2,5 vezes maior), e carbono da matéria orgânica particulada (3,8 vezes maior). O estoque de carbono total, corrigido para diferenças de densidade entre as áreas, foi maior nas áreas sem queima, principalmente na área com oito anos. A aplicação do modelo CENTURY, requereu adaptação para a dinâmica de decomposição da palhada de cana-de-açúcar. Para tanto, o modelo foi testado em cinco áreas diferentes no Brasil e na Austrália, com dados de experimentos de decomposição de palhada. A principal adaptação feita ao modelo CENTURY foi a definição da espessura da camada de palha mais próxima do solo, mais vulnerável à decomposição. Essa camada, que anteriormente era considerada praticamente ilimitada (5.000 g C m-2) no modelo, foi fixada em 110 g C m-2. Esta modificação proporcionou melhora na correlação entre dados medidos e simulados, aumentando o R2 de 0,79 para 0,93. Uma vez adaptado para simular a decomposição da palhada, o modelo CENTURY foi aplicado na simulação da dinâmica temporal da produção de colmos e do carbono do solo. Foram usados dados de experimentos conduzidos por períodos de 12 meses a 60 anos, provenientes de Goiana e Timbaúba (PE), Brasil; Pradópolis (SP), Brasil; e Mount Edgecombe, Kwazulu-Natal, África do Sul. O modelo CENTURY foi capaz de simular de forma satisfatória a dinâmica temporal do carbono do dos colmos (R2=0,76) e do solo (R2 =0,89). Em seguida, o modelo foi usado para fazer predições em longo prazo do estoque de carbono nos dois sistemas de manejo de palhada estudados. As predições realizadas a partir dos dados dos experimentos de campo revelam que a há, em longo prazo, uma tendência de maiores estoques de carbono no manejo sem queima da palhada. Este acréscimo no estoque é condicionado por fatores como condições climáticas, textura do solo, tempo de implantação do sistema sem queima e manejo da adubação nitrogenada. / Sugarcane has been considered one of the most feasible renewable fuel crops, in the current search for alternatives to fossil fuel. The crop has been traditionally burned to make manual harvest easier, but there has been an increase in the area harvested mechanically and without burning, due to economic, legal and environmental issues. The maintenance of sugarcane litter on the soil affects water, nutrient and organic matter dynamics, but the long term effects of this practice are still not sufficiently understood, especially in the long term. The goal of this work is to simulate, through mathematical modeling, soil carbon dynamics under sugarcane. Soil samples were collected in one of the areas with a long term history of unburned sugarcane in Brazil, at the Sao Martinho farm in Pradopolis, Sao Paulo. Two chronosequences, composed by sugarcane fields that were reformed and planted 2, 4, 6 and 8 years with and without burning, in areas that had been cultivated with sugarcane for close to 50 years. Total carbon, particulate organic matter carbon and microbial biomass carbon were evaluated in the burned and unburned cane plots. The soil microbial biomass carbon and particulate organic matter carbon were more sensitive to litter management changes that total carbon. The area with the longest period of adoption of the unburned management, eight years, had higher content of total carbon (30% higher), microbial biomass carbon (by a factor of 2.5), particulate organic matter carbon (by a factor of 3.8) than the area where the residues were burned. The total carbon stocks, after correction for density differences, were also higher in the unburned treatment, markedly in the area with eight years of green cane management. In order to adapt the CENTURY model to simulate sugarcane litter decomposition, data from five experiments in Brazil and Australia were used. The main adaptation performed in the model was setting the limit for the mass of litter closer to the soil, more vulnerable to decomposition, to 110 gCm-2. This parameter was previously set at a high value, 5.000 gCm-2. This change caused an improvement in the correlation between simulated and observed data, with an R2 of 0.79 before the change, and 0.93 after the change. Once the changes were made to the model, CENTURY was used to simulate the temporal dynamics of stalk production and soil carbon. Data from experiments with different durations, from 12 months to 60 years, were used. The experiment sites were: Goiana and Timbauba, Pernambuco, Brazil; Pradopolis, Sao Paulo, Brazil; and Mount Edgecombe, Kwazulu- Natal, South Africa. The CENTURY model was able to simulate well the temporal dynamics of the stalk (R2=0.76) and of the soil carbon (R2 =0.89). Finally, the model was used to simulate long term scenarios considering the two litter management systems studied. The predictions made from the field experiments data reveal that there is, in the long term, a trend for higher carbon stocks in the unburned system. This increment in stock is conditioned by factors such as climate, soil texture, time of adoption of the unburned system, and nitrogen fertilizer management.