Thesis (doctoral)--Swedish University of Agricultural Sciences, 2002. / Abstract inserted. Appendix reprints four papers and manuscripts co-authored with others. Includes bibliographical references. Also partially issued electronically via World Wide Web in PDF format; online version lacks appendix.

published_or_final_version / abstract / Ecology and Biodiversity / Doctoral / Doctor of Philosophy

published_or_final_version / Geography and Geology / Master / Master of Philosophy

Thesis (M.S.)--University of Missouri-Columbia, 2007. / The entire dissertation/thesis text is included in the research.pdf file; the official abstract appears in the short.pdf file (which also appears in the research.pdf); a non-technical general description, or public abstract, appears in the public.pdf file. Title from title screen of research.pdf file (viewed on November 6, 2007) Includes bibliographical references.

Thesis (MScFor)--University of Stellenbosch, 2007. / Bibliography. Also available via the Internet.

This thesis focuses on the great threat of soil erosion. We live in a fast moving world where roads, motorways, and buildings are being built with no regard to soil protection. Soil erosion is faster and more visible. This thesis analyses and compares anti-erosion protection strategies of particular areas according to the land consolidation proposed by Land Registry, or according to a public erosion control calculator.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:17:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3692529 bytes, checksum: 617960435734547cdb52750a2e656349 (MD5) Previous issue date: 2013-08-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Salinization appears as one of the main present problems in semiarid irrigated areas of the Northeast Region, leading to environmental and economic losses. This study consisted of a degradation analysis of natural resources and the impacts brought up by inadequate soil use in the São Gonçalo Irrigated Perimeter. In order to analyze this problem, the following methodological procedures were carried out: map elaboration for soil use; field research with collection samples of water (6 samples), and of soil (157 samples) for a laboratorial analysis, and questionnaires in a universe of 100 colonists for a secondary data collection. Results found showed that: the Perimeter is, mostly, made up of soils with a great salinization tendency; many pieces of land are cultivated with well-water with high concentrations of salt in solution; the flooding irrigation method is one of the irrigation types used, also contributing for local salinization: plantations with the most remarkable PISG production are of a vegetal type which have high productive levels even in salinization (coconut and rice); many spaces are abandoned or utilized for cattle-raising because they do not offer any agricultural productivity conditions any longer; most of the irrigators have salinization problems in their allotments; 51,78% of the PISG territory have high salinity levels, making it difficult for agriculture to develop with species that are not adapted to such conditions; a considerable part of the irrigators appear to be unaware of what motivates the problem of salinization and do not know the fact that the irrigation methods and the water utilized creates or intensifies this process; most of the irrigators do not have technical maintenance, making the cultivation without the technical knowledge demanded by irrigated agriculture; there is great dissatisfaction by the irrigators towards the present situation of the Perimeter s infrastructure, and problems about roads and the occurrences of obstructions in drainage and irrigation channels were the main complaints. Based on what was observed, we believe that, although benefits able to be obtained by the use of irrigated agriculture are incontestable, it is also undeniable that they may bring remarkable impacts over the environment. Taking into account that the reality observed in PISG is part of many of the perimeters irrigated in the Brazilian semiarid, a sense of reflection over these areas as well as the present activity arouse. / A salinização constitui-se em um dos principais problemas existentes nas áreas irrigadas do semiárido nordestino, provocando danos econômicos e ambientais. Este trabalho consistiu em uma análise da degradação dos recursos naturais e os impactos gerados pelo manejo inadequado do solo no Perímetro Irrigado de São Gonçalo. Para analisar esta problemática, foram tomados os seguintes procedimentos metodológicos: elaboração de mapa de uso do solo; pesquisas de campo, com a coleta de amostras de água (6 amostras) e de solo (157 amostras) para posterior análise em laboratório, e aplicação de questionários em um universo de 100 colonos para coleta de dados secundários. Os resultados encontrados mostraram que: o Perímetro é composto em grande parte do seu território por solos com grande tendência a salinização; muitos lotes são cultivados com a utilização de água de poços com altos teores de sais em solução; o método de irrigação por inundação é uma das formas de irrigação utilizadas, também contribuindo para a salinização local; os plantios que possuem maior destaque na produção do PISG são de espécies vegetais que obtém bons níveis produtivos, mesmo em situação de salinidade (coco e arroz); muitos espaços são abandonados ou utilizados para a pecuária por não apresentarem mais condições de produtividade agrícola; a maior parte dos irrigantes possuem problemas de salinização em seus lotes; 51,78% do território do PISG possui teores elevados de sais, dificultando o desenvolvimento da agricultura com espécies não adaptadas a estas condições; uma parte bastante considerável dos irrigantes não sabe o que motiva o problema da salinização, não tendo o conhecimento que os métodos de irrigação e a água utilizada criam ou intensificam esse processo; a maior parte dos irrigantes não possui assistência técnica, exercendo o cultivo sem os conhecimentos técnicos que a agricultura irrigada exige; ocorre grande insatisfação dos irrigantes para com a atual situação da infraestrutura do Perímetro, tendo como principais queixas problemas referentes às estradas e a ocorrência de obstrução dos drenos e dos canais de irrigação. Com base no que foi observado, acreditamos que apesar de serem incontestáveis os benefícios capazes de serem obtidos pelo uso da agricultura irrigada, não se pode negar também que estes podem gerar impactos notáveis ao ambiente. Levando em consideração que a realidade observada no PISG faz parte de muitos dos perímetros irrigados no semiárido brasileiro, urge um repensar sobre essas áreas, assim como a própria atividade em questão.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-09-04Bitstream added on 2014-06-13T20:19:11Z : No. of bitstreams: 1 tavares_ab_me_ilha.pdf: 3444051 bytes, checksum: c8bd9c63dddbadf30087fae8e898e042 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Projetos civis que usualmente dependem de terraplenagem para sua construção necessitam sempre de solo como matéria-prima, o qual geralmente é obtido de áreas de empréstimo próximas ao local da obra e com as características técnicas de interesse. A remoção de solo em tais áreas pode gerar impactos que dificultam o aproveitamento futuro da área. Estudos de degradação devem incluir a avaliação das condições atuais bem como avaliar propostas futuras de aproveitamento das áreas, devendo ser realizados de forma rápida e tecnicamente confiável. O uso de geoindicadores para avaliação da degradação do solo é uma proposta inovadora que identifica um conjunto de atributos que descrevem em curto prazo a dinâmica ambiental, e representam os parâmetros dos quais os processos dependem. Com a finalidade de propor e testar procedimentos de análise de impactos que satisfaçam os requisitos citados foi desenvolvido o presente trabalho no município de Ilha Solteira considerando parcelas do terreno que foram utilizadas como área de empréstimo em função da construção da Usina Hidrelétrica e de obras auxiliares. O levantamento de dados foi feito a partir de geoindicadores propostos com o intuito de representar os impactos ambientais nas áreas. Foi desenvolvida uma sistemática de avaliação de impactos em áreas de empréstimo cuja modelagem em SIG (Spring 4.3.2) e a metodologia de valoração dos impactos podem vir a ser úteis tanto em situações similares, como em outras situações nas quais se faça necessária a avaliação de degradação no meio físico decorrente do uso de recursos naturais. Além disso, foi elaborada uma classificação das áreas avaliadas de forma a permitir a proposição de alternativas de uso das áreas impactadas e prioridades de intervenção das mesmas, colaborando assim para o planejamento ambiental. Os resultados mostraram que o uso... / Civil works projects usually depending on earthwork for its construction always needs of the ground as raw material, which generally is gotten from loan areas next to the place to the workmanship and with the techniques characteristics of interest. Soil digging in such areas besides provoking soil physical degradation becoming difficult its future exploitation. Characterizing degradation must include the evaluation of current conditions as well as for future proposals of exploitation of its areas; it must be carried through of fast and technical trustworthy form. Using geoindicators for soil degradation evaluation is an innovative proposal and results a minimum series of parameters describing in short term the environmental dynamics and represents all the parameters of which the processes depend. Intend to environmental impacts analysis procedures proposal and test whose attend cited requirements, this work was developed in Ilha Solteira focusing land units used as soil loan areas for Hydro-electric Power Station and auxiliary workmanships. Data surveying uses a list of geoindicators proposed with the intention to represent the ambient impacts in the areas to be evaluated. A soil loan areas impacts evaluation proposal was developed and modeled in GIS (Spring 4.3.2) and proposed impacts evaluation method can be useful as such in similar situations, as in other situations in which was developed if it makes necessary the evaluation of the degradation in the due to environment of the natural resources uses. Studied areas were classified in order to establish alternative uses for its and intervention priorities thus collaborating for environmental planning. Results show that proposed geoindicators allowed a reliable definition of degradation level in studied loan areas, making possible its classification in terms of degradation intensity, thus defining priorities interventions.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-09-12Bitstream added on 2014-06-13T19:18:11Z : No. of bitstreams: 1 campos_fs_me_ilha.pdf: 614799 bytes, checksum: 44ea4c9dd1819771c3ace2d5df524c6c (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O uso do solo nem sempre dá lugar a um novo sistema ecológico sustentável, seja de lavouras ou de pastagens. Com isso, solos utilizados intensamente e de forma inadequada, são levados à degradação. Neste sentido o presente trabalho teve como objetivo estudar a influência do lodo de esgoto na recuperação de propriedades físico-hídricas e químicas de um Latossolo Vermelho degradado, que está sendo cultivado há 3 anos com eucalipto (Eucalyptus citriodora Hook) e braquiária (Brachiaria decumbens), no município de Selvíria, MS. O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados com 6 tratamentos e 4 repetições. Os tratamentos utilizados foram: 1-vegetação de cerrado; 2- solo exposto sem tratamento para recuperação; 3- solo cultivado com eucalipto e braquiária sem uso do lodo de esgoto e adubação mineral; 4- solo cultivado com eucalipto e braquiária com adubação mineral; 5- solo cultivado com eucalipto e braquiária com uso de 30 Mg ha-1 de lodo de esgoto e 6- solo cultivado com eucalipto e braquiária com uso de 60 Mg ha-1 de lodo de esgoto. Concluiu-se que: o solo estudado está sendo recuperado, porém os tratamentos para recuperação estão agindo de forma semelhante entre si; o lodo de esgoto influenciou as propriedades físico-hídricas do solo estudadas; a densidade do solo e porosidade total foram melhores indicadores da recuperação do solo; as propriedades químicas foram influenciadas com o uso do lodo de esgoto; o uso de lodo de esgoto proporcionou maior rendimento de massas verde e seca da braquiária e, promoveu maior desenvolvimento das plantas de eucalipto. / The soil management on it not always keep on sustainability of this ecological system, be of annual crops or pastures. Thus, soils used intensely and in an inadequate way, they are carried to degradation. In this sense, the present work had as objective to study the influence of sewage sludge on recovering of physical-hydrics and chemistry properties of a degraded Oxisol, cultivated by three years with eucalyptus (Eucalyptus citriodora Hook) and pasture (Brachiaria decumbens), in Selvíria, MS, Brazil. The experimental design was a randomized blocks with 6 treatments and 4 repetitions. The used treatments were: 1- Savannah; 2- exposed soil without treatment for recovering; 3- soil cultivated with eucalyptus and pasture without use of sewage sludge and mineral fertilization; 4- soil cultivated with eucalyptus and pasture with mineral fertilization; 5- soil cultivated with eucalyptus and pasture with use of 30 Mg ha-1 of sewage sludge, and 6- soil cultivated with eucalyptus and pasture with use of 60 Mg ha-1 of sewage sludge. It was concluded the soil studied is being recovered; however, the treatments for recovering are acting in a similar way; the sewage sludge influenced the physical-hydric properties of the soil; the soil bulk density and total porosity were better indicators of the soil recovery; the chemical properties were influenced with the use of sewage sludge; the use of sewage sludge provided larger green and dry mass production to pasture and, it promoted larger development of eucalyptus plants.

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.