O presente trabalho teve por objetivos a aplicação do modelo SWAT (Soil and Water Assessment Tool) na simulação da produção de sedimentos e do volume de escoamento superficial na microbacia hidrográfica do Ribeirão do Marins, localizada em Piracicaba, SP, e a simulação de cenários alternativos de uso do solo para exemplificar o modelo e verificar as possibilidades de cobertura do solo. Para alimentação do modelo são necessários dados espacializados, os quais foram manipulados com o auxílio do Sistema de Informações Geográficas (SIG). A interface SWAT-SIG extrai os dados para caracterizar cada sub-bacia dos Planos de Informações (PI’s): Modelo Numérico do Terreno (MNT), solo e uso do solo, e do banco de dados do modelo. Os resultados obtidos foram comparados aos dados observados no posto hidrossedimentométrico localizado na microbacia, e submetidos a análise estatística para verificação da eficiência da simulação. Os cenários alternativos gerados foram divididos em dois grupos. No primeiro, foram criados seis cenários de acordo com o tipo de solo encontrado na microbacia: litólico e podzólico. Esse critério foi adotado com o objetivo de observar a produção de sedimentos e volume de escoamento superficial em cada tipo de solo combinados com os três usos encontrados na microbacia, com a finalidade de observar as respostas de cada solo, e possivelmente indicar uma melhor combinação solo/uso. No segundo, foram gerados sete cenários de uso do solo de acordo com a suscetibilidade do solo à erosão. Esse grupo foi criado com o objetivo de avaliar o comportamento da produção de sedimentos e do volume de escoamento superficial, nas áreas mais suscetíveis à erosão. As simulações dos cenários alternativos foram comparadas com os resultados encontrados no cenário atual. A utilização da interface SWAT-SIG permitiu avaliar os dados simulados em relação aos dados coletados no posto hidrossedimentométrico, os resultados obtidos foram satisfatórios, pois os dados simulados acompanharam os dados observados. Permitiu também, gerar cenários alternativos para verificar os efeitos da cobertura do solo na produção de sedimentos e no volume de escoamento superficial na microbacia. Comparando as simulações dos cenários alternativos, foi possível observar que quando no uso do solo predominava o cultivo da cana-de-açúcar, a produção de sedimentos e o volume de escoamento superficial aumentaram consideravelmente em relação ao cenário atual. No entanto, quando a vegetação nativa predominava, ocorria um decréscimo. Com base nas simulações de cenários é possível concluir que a MHRM é muito suscetível aos processos erosivos. Os resultados obtidos ressaltaram a necessidade de reconhecer nas bacias hidrográficas as áreas sensíveis aos processos erosivos, onde são necessárias práticas de controle da erosão ou mudanças na cobertura do solo, e não somente a proteção aos corpos d’água através da implantação da mata ciliar. Também é possível concluir que no contexto deste trabalho, o modelo não possui sensibilidade de reconhecer pequenas áreas em meio de áreas maiores. / The present work had as objectives to apply the SWAT (Soil and Water Assessment Tool) model in the simulation of sediment production and runoff volume in the Ribeirão do Marins watershed, located in Piracicaba, SP, and to simulate alternative sceneries of soil use to exemplify the model and to study the possibilities of soil covering. To feed the model, it is necessary specialized data, which were manipulated with the aid of GIS’s (Geographical Information System). The SWAT-GIS interface extracts the data to characterize each sub-basin with Information Plans (IP's): Digital Elevation Model (DEM’s), soil and soil use, and from the model database. The results were compared to the data observed at the gauge station located in the watershed, and submitted to statistical analysis for validation of the simulation efficiency. The generated alternative sceneries were divided in two groups. In the first one, six sceneries were created in conformity with the soil type found in the watershed: litholic and podzolic. This criterion was adopted with the objective of observing the sediment production and the runoff volume in each soil type combined with the three soil usages found in the watershed with the purpose of observing each soil response, and the prospect to indicate a better soil/management combination. In the second one, seven sceneries of soil exploitation were generated in conformity with the susceptibility of the soil to erosion. This group was created with the objective to evaluate the behavior of sediment production and runoff volume in the areas most susceptible to erosion. The simulations of the alternative sceneries were compared with the results found in the current scenery. The use of the interface SWAT-SIG allowed to evaluate the simulated data in relation to the data collected in the gauge station, the obtained results were satisfactory, because the simulated data accompanied the observed data. Also allowed, to generate alternative sceneries to verify the effects of the covering of the soil in the production of sediments and in the volume of superficial drainage in the watershed. Comparing the simulations of the alternative sceneries, it was possible to observe that where sugarcane cultivation prevailed as major soil use, sediment production and runoff volume increased considerably in relation to the current scenery. However, when the native vegetation prevailed, there was a decrease in these factors. Based on the simulations of sceneries, it is possible to conclude that WRM is very susceptible to erosive processes. These results emphasized the need to recognize in watershed the sensitive areas to erosive processes, where it is necessary erosion control practices or changes in soil covering besides protecting bodies of water through the implantation of riparian forest. It is also possible to conclude that in the context of this work, model shows no sensibility to recognize small areas within larger ones.

Submitted by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2012-09-10T15:28:18Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_RelacoesSistemasProducao.pdf: 1573178 bytes, checksum: 6d9b8da20d817ff7bd96516a1b6d7922 (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho(irvana@ufpa.br) on 2012-09-10T15:28:40Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_RelacoesSistemasProducao.pdf: 1573178 bytes, checksum: 6d9b8da20d817ff7bd96516a1b6d7922 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-09-10T15:28:40Z (GMT). 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Desse modo, considerando as significativas diferenças no uso dos recursos hídricos e os impactos ambientais sobre os mesmos, por diferentes agentes sociais, especialmente os atores envolvidos nos setores da pecuária e da agricultura de grãos na Amazônia Oriental. Pretendeu-se identificar e avaliar os fatores condicionantes que influenciam no comportamento de produtores rurais atuantes nas bacias dos igarapés Cinqüenta e Quatro e Sete, em Paragominas (PA). Nesse contexto, procurou-se verificar se esses atores utilizam técnicas agropecuárias apropriadas nos sistemas de produção adotados, incluindo o manejo do solo, e se possuem alguma preocupação pró-ativa na conservação dos igarapés amazônicos que drenam suas propriedades, e em particular na manutenção da qualidade dessas águas. Dados secundários de qualidade da água e da dinâmica do uso da terra dessas bacias embasaram o presente trabalho, tendo sido relacionados com as práticas agropecuárias e o manejo do solo adotados pelas propriedades rurais estudadas. Foram identificados alguns fatores condicionantes que influenciam no manejo praticado nas propriedades rurais, determinando as mudanças de uso da terra e de cobertura vegetal na s bacias avaliadas, e que resultam em impactos diferenciados sobre a qualidade da água nos cursos d’água. Esses fatores condicionantes são: (1) a ocupação da terra e padrões de manejo da propriedade rural adotado pelos diferentes agentes sociais atuantes nas bacias; (2) o descumprimento da legislação ambiental que institui uma política de preservação dos recursos naturais, sobretudo, dos recursos hídricos; (3) os interesses econômicos, que priorizam produtividade e lucratividade imediata, em detrimento da sustentabilidade do capital natural água; e (4) as tecnologias agropecuárias ditas conservacionistas, que não estimulam uma visão integrada entre os diferentes componentes da paisagem, desconsiderando impactos sobre os recursos hídricos. Conclui-se, desse modo, que a qualidade da água nas bacias do Igarapé Cinqüenta e Quatro e do Igarapé do Sete está comprometida, principalmente, pelas práticas agropecuárias e manejo das propriedades adotadas pelos produtores. Dentre os fatores identificados, destaca-se que a adoção ou não adoção das técnicas conservacionistas, quando não acopladas a uma visão integrada dos componentes ambientais, teve pouca influência sobre a preservação dos recursos hídricos nas bacias analisadas, assim como , de maneira geral, áreas de preservação permanente não são respeitadas. A conseqüência observada, sob a ótica da legislação brasileira, é o comprometimento do uso múltiplo da água nas bacias estudadas. / Concerning water scarcity the Brazilian Amazon is a privileged region as Amazon Basin presents high precipitation rates and is the largest river basin in the world (6,925,000 km2), in which almost 63% of the area is situated in Brazil. However, its water quality is in dangerous nowadays, due to an accelerated process of occupation of Eastern Amazon that was initiated in 1958 with the building of Belém- Brasília highway, and that has promoted great landscape changes related to timber and agriculture activities. Considering the significant differences in the water resources use and environmental impacts on them, related to different social agents, specifically those of cattle farm and grain crops in Eastern Amazon, we designed a research to identify and evaluate the conditioning factors which influence farmers behaviors of Cinquenta e Quatro and Sete streams catchments in Paragominas (PA). In this context, we tried to verify if this social actors use appropriated agriculture practices in the production systems that they have adopted, including the soil management, and if they have any proactive worry for the Amazonian streams conservation that run through their lands, especially water quality maintenance. Secondary data of water quality and land use dynamic in these watersheds has supported this work research by being related to agriculture practices and soil management adopted in the studied farms. Some conditioning factors that influence farm management have been identified as those that promoted land use and land cover changes in the studied small catchments resulting in different level of impacts to water stream quality. These factors are: (1) land occupation and farm management patterns adopted by the different social agents in the watersheds; (2) the disobedience to environmental law that says about natural resources preservation policies, especially water resources; (3) the economic interests that prioritizes fast productivity and profitability over the sustainability of natural capital water; and (4) the called conservationist agriculture techniques that do not stimulate a integrated vision among the different landscape components and that do not consider impacts to water resources. We conclude that water quality in Cinquenta e Quatro and Sete streams catchments is mainly threatened by the agriculture practices and land management that have being done by the farmers. Among the identified factors we highlighted that the adoption or no adoption of conservationist techniques, when these ones are not coupled with an integrated vision of environmental compartments, have little influence to water resources in the studied catchments, as in a general way law conservation areas are not being respected. Through environmental Brazilian law view, the observed consequence is that the multiple water use in these catchments is threatened.

A conversão da Mata Atlântica original, em áreas de agricultura, florestas plantadas, pecuária e outras atividades, têm causado impactos ambientais cujas conseqüências ainda não foram completamente avaliadas do ponto de vista científico, incluindo estudos hidrológicos em locais onde houve a implantação de florestas de eucalipto. Dentro desse contexto, o objetivo principal do presente trabalho foi o de realizar um estudo integrado da hidrologia e da dinâmica do nitrogênio ( N-NH4 + e N-NO3 -) , em uma bacia com cobertura florestal de eucalipto, localizada na Fazenda Sertãozinho II, pertencente a Votorantim Papel e Celulose , próximo ao Parque Estadual da Serra do Mar, núcleo de Santa Virgínia. O estudo realizado no período de janeiro a dezembro de 2008, mostrou que a área de estudo apresentou uma precipitação de aproximadamente de 1300 mm, 14% de interceptação, 38% de deflúvio e uma evapotranspiração de aproximadamente de 800 mm para o período de estudo. O escoamento superfícial foi pouco expressivo, devido a baixa intensidade da precipitação. Em termos de nitrogênio, a microbacia apresenta concentrações muitos baixas desse composto, em sua maioria abaixo do limite de detecção (0,71 \'mü\'M para N-NO3 - e 1,43 \'mü\'M para N-NH4 +). O aporte atmosférico de nitrogenio inorgânico no período de estudo foi de 2,35kg. ha-1, e a saída via deflúvio foi de 0,14 kg.ha-1 / The conversion of the original Mata Atlântica, into areas of agriculture, planted forests, cattle and other activities have caused environmental impacts which consequences havent been completely evaluated yet by the scientific point of view, including hydrological studies in places where there had been an implantation eucalyptus forests. In this context, the main objective of the present paper was to carry out an integrated study of the hydrology and the nitrogen dynamics (N-NH4+ e N-NO3-), in a basin covered with eucalyptus forest, located in a farm called Fazenda Sertãozinho II, wich is a property of Votorantim Papel e Celulose, near Parque Estadual da Serra do Mar, nucleus of Santa Virginia. The study carried out from January to December of 2008, showed that the studied area presented a precipitation of aproximately of 1300 mm, 14% of interception, 38% of runoff and evapotranspiration of aproximately of 800 mm in the period of study. The superficial draining was of little significance, due to a low intensity of the precipitation. In terms of nitrogen, the microbasin presents very low concentrations of this compound, in its majority below detention limit (0.71 \'mü\'M for N-NO3 - and 1.43 \'mü\'M for N-NH4 +). The atmosphere input of inorganic nitrogen during the period of study was 2.35 kg.ha-1, and the exit through runoff was 0.14 kg. ha-1

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2014-10-01T15:50:01Z No. of bitstreams: 2 Tese - Allan Valle Toledo da Silveira - 2013.pdf: 1647435 bytes, checksum: 49a815f9117230a88dd9f9443c919f33 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2014-10-01T16:46:58Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Allan Valle Toledo da Silveira - 2013.pdf: 1647435 bytes, checksum: 49a815f9117230a88dd9f9443c919f33 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-01T16:46:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Allan Valle Toledo da Silveira - 2013.pdf: 1647435 bytes, checksum: 49a815f9117230a88dd9f9443c919f33 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-04-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This thesis evaluated the variables that influence the distribution of aquatic insects, along different spatial scales, aiming to establish a biologic index of water quality based on these organisms. The study area was the Rio dos Bois watershed, one of the most important from Goiás State, due to its vocation for agricultural and cattle production. Thus, the community of aquatic insects occurring in forty two streams was sampled, as well as a series of water physicochemical variables. Surrounding the streams (up to a distance of 200 m), and along the watershed above the sampling units, percentages of land use (agriculture, pasture and native vegetation) were estimated based on LandSat 5/TM satellite images from July 2012. The main results showed that (1) smaller spatial scales seem to provide better estimates of water quality and aquatic insects community than the watershed level scale, being recommended to use habitat integrity indexes (HII); (2) the variance partition held to define the contribution of the spatial processes and environmental variables on the community structure of aquatic insects did not present statistically significant values to corroborate none of the two sets of predictors and (3) only four from the 26 biodiversity metrics studied were enough to compose a multimetric index for the watershed, (% Plecoptera, Ephemeroptera richness, EPT richness and the BMWP/ASPT index). (4) Based on this index, it was possible to classify the streams from the study area as very disturbed (41%), with intermediate impacts (46%) and minimally disturbed (13%). This study may contribute to future studies of biomonitoring and conservation of water resources in the Goiás State and Brazil. / escalas espaciais, na tentativa de estabelecer um índice biológico de qualidade de água baseado nesses organismos. A área de estudo adotada foi a Bacia Hidrográfica do Rio dos Bois, uma das mais importantes do estado de Goiás, devido a sua vocação agropecuária. Desta forma, a comunidade de insetos aquáticos pertencentes a quarenta e dois córregos foi amostrada, bem como uma série de variáveis físico químicas da água . Nos arredores dos córregos (até 200 m de distância), bem como em toda a bacia à montante do local amostrado, porcentagens de classes de uso de solo (agricultura, pecuária e vegetação) foram estimadas a partir de imagens de satélite LandSat 5/TM datadas de julho de 2012. Os principais resultados evidenciam que (1) escalas espaciais menores parecem ser melhores preditores da qualidade da água e das comunidades de insetos aquáticos do que a escala ao nível de bacia, sendo recomendada a utilização de índices de integridade ambiental (IIA); (2) a partição de variância realizada para determinar as contribuições dos processos espaciais e variáveis ambientais na estruturação da comunidade de insetos aquáticos não apresentou valores estatisticamente significativos para corroborar nenhum dos dois conjuntos de preditores e (3) apenas quatro de 26 métricas de biodiversidade estudadas foram satisfatórias para compor um índice multimétrico para a bacia, (% Plecoptera, riqueza de Ephemeroptera, riqueza de EPT e o índice BMWP/ASPT). (4) Baseado neste índice, pôde-se classificar os córregos da área estudada como: muito impactadas (41%), com impactos intermediários (46%) e minimamente impactadas (13%). Acredita-se que este estudo possa contribuir para futuros estudos de biomonitoramento e conservação de recursos hídricos no estado de Goiás e no Brasil.

No coração do bairro de Pinheiros, sete quilômetros a sudoeste do centro de São Paulo, está o Largo da Batata, um subcentro urbano de expressão metropolitana. A formação do caráter comercial da área esteve ligada ao comércio atacadista de produtos agrícolas no início do século XX e, mais recentemente, à presença massiva de trabalhadores que faziam baldeações no terminal de ônibus instalado no local, com linhas conectando a região central às periferias a oeste do rio Pinheiros. Apesar de sua estrutura física precária, a vitalidade e os aspectos distintivos da área estiveram, até recentemente, baseados numa pujante atividade comercial de diferentes escalas e temporalidades. Há tempos percebido e representado como um foco de degradação em meio a bairros sofisticados, o Largo da Batata tem recebido, na última década, uma série de intervenções do poder público visando à sua \"reconversão urbana\". Entre estas figuram a extensão da avenida Faria Lima, a relocação do terminal de ônibus, a transformação de duas quadras em uma ampla praça, e uma estação de metrô. Comerciantes locais foram afetados negativamente pelas obras viárias e pela reorganização do transporte coletivo, tendo perdido parte de sua clientela. Ademais, os lojistas também têm sido pressionados pela alta dos aluguéis na região. Vários donos de estabelecimentos comerciais também foram despejados para dar espaço a empreendimentos imobiliários que guardam pouca relação com o pequeno comércio e o comércio popular da região, apontando na direção da construção de uma cidade global e exclusiva. O surgimento repentino de um espaço aberto tem estimulado uma diversidade de iniciativas artísticas e culturais que ocupam a nova praça com atividades por vezes críticas à transformação do bairro. A praça também se tornou um importante ponto de concentração para manifestações políticos de variados matizes ideológicos. Mesmo diante dessa conjuntura, muitos comerciantes têm conseguido se manter em atividade, seja cativando sua clientela ou se adaptando a um público diferente. Por outro lado, um novo tipo de comércio, voltado para o consumo das classes média e alta, tem se estabelecido nas franjas da região, aproximando-se gradualmente do Largo da Batata. De todo modo, o vigor do caráter comercial da área persiste, assim como persiste o papel da região na rede de transportes da região metropolitana. / At the heart of the Pinheiros district, 7 km southwest of downtown São Paulo, Brazil, lies the so-called Largo da Batata (\"Potato Square\"), the core of an urban subcenter of metropolitan expression. The neighborhood\'s formation as a commercial area was linked to wholesale greengrocers in the early 20th century and, more recently, to the working-class crowds of commuters transferring in and around the local bus terminal that served as a transit hub connecting central São Paulo to its western suburbs. In spite of the area\'s precarious physical structure, until recently its vitality and distinctive urban aspect had been supported by bustling commercial activity of different scales and temporalities. Long perceived as an urban eyesore squeezed in between posh residential, business, and night-life districts, Largo da Batata has been targeted over the past decade by a series of interventions aimed at its \"urban reconversion\". These have included the removal of the bus terminal, the extension of one of the city\'s main financial thoroughfares through the neighborhood, the reshaping of two-odd city blocks into an enlarged square, and a subway station. Pressured by rising rents and enduring a dwindling clientele after years of disruption by the public works, local retailers have also felt the loss of a significant portion of their bus-commuter patrons. Many tenants have also been evicted to give way to real estate projects that relate not to the area\'s characteristic working-class, small- scale uses, but to shiny prospects of an exclusive and motorized global city where poverty and its signs do not meet the eyes of affluent citizens. The sudden appearance of a raw, wide open space has spurred the emergence of several artistic and cultural initiatives occupying the new square, some of which critical of the upscaling of the neighborhood. The square has also become an important meeting point for political rallies and demonstrations that fall within a wide ideological gamut. Even against that backdrop, many shop owners have managed to put up with the new circumstances either by captivating their regular customers or by adapting to a different public. On the other hand, new, upmarket stores have established at the fringe of the region, gradually approaching Largo da Batata. In any case, the strong commercial character of the area persists, as does its role in the transportation network of the metropolitan area.

As cidades evoluem através da expansão de seu território e de transformações no uso do solo existente. O objetivo deste trabalho é analisar a influência da evolução econômica e da legislação urbana nas transformações do uso do solo residencial na área central do Município de São Paulo entre 1860 e 1999. / Cities develop through the territorial expansion and transformations in existing urban land use. The objective of this study is to analyze the influence of economic evolution and urban legislation on residential land use transformations in the central area of São Paulo between 1860 and 1999.

As emissões globais de gases do efeito estufa (GEE) devido a ações do ser humano tem levado a um aumento na temperatura média da superfície terrestre de 0,55oC, e mudanças climáticas como aumento de eventos climáticos extremos, elevação dos níveis dos oceanos, e mudanças nos regimes pluviométricos são alguns exemplos das possíveis implicações deste aquecimento. O carbono orgânico do solo (COS) é o principal reservatório terrestre de C, contendo mais que o dobro do C da atmosfera, portanto, dependendo do manejo os solos podem se transformar em importantes fontes ou drenos de C atmosférico, influenciando significativamente os efeitos do aquecimento global. O objetivo desta pesquisa foi estimar as mudanças nos estoques do COS devido às mudanças no uso da terra e sistemas de manejo nos estados de Rondônia e Mato Grosso entre 1970 e 1985 e 1985 a 2002 utilizando dados específicos da região; e realizar a análise de incerteza destas estimativas mediante o método de Monte Carlo. Para alcançar o objetivo principal, a presente pesquisa foi composta das seguintes etapas: i) cálculo dos estoques do COS sob vegetação nativa (carbono de referência); ii) obtenção dos dados (áreas) das principais categorias de uso da terra nos estados de Rondônia e Mato Grosso para os anos de 1970, 1985 e 2002, a partir da combinação de técnicas de sensoriamento remoto, dados dos censos agropecuários, e informações de especialistas do setor agropecuário; iii) desenvolvimento dos fatores de emissão específicos para os principais sistemas de manejo da região de estudo utilizando um modelo linear misto; iv) e a etapa final que consistiu em combinar as etapas anteriores para se estimar as mudanças nos estoques de COS, e realizar a análise das incertezas associadas. Sucintamente, foram derivados fatores de emissão para as pastagens degradadas (0,91 ± 0,14), típicas em Latossolos (0,99 ± 0,08), típicas nos demais tipos de solos (1,24 ± 0,07), e pastagens melhoradas em Latossolos (1,19 ± 0,07), todos os fatores representam a comparação entre as pastagens manejadas e a vegetação nativa. Nos sistemas agrícolas foi possível derivar fatores de emissão para sistemas de plantio direto (PD) em áreas de Cerrado (1,08 ± 0,06), PD em áreas de floresta Amazônica e Cerradão (1,01 ± 0,17), cultivo convencional (CC) (0,94 ± 0,04) e culturas perenes (0,98 ± 0,14), sendo que o fator para o CC foi comparado aos dados de PD, enquanto que os demais fatores foram obtidos a partir da comparação com os estoques sob vegetações nativas. Quanto às emissões de COS, foi encontrado que usando o método de Monte Carlo com 20000 simulações no período de 1970 a 1985, os solos minerais apresentaram uma perda de C com fluxos anuais de 4,28 e 1,14 Tg C ano-1, para Mato Grosso e Rondônia, respectivamente, e com 95% de intervalo de confiança as incertezas foram de ± 41,5 e 21,9%, respectivamente. No segundo período, as emissões foram de 2,86 e 0,91 Tg C ano-1, com incertezas de ± 40,1 e 33,8%, respectivamente, para Mato Grosso e Rondônia. Quanto às fontes de incerteza, o carbono de referência, a opinião dos especialistas sobre as condições das pastagens e os fatores de emissão para pastagens típicas e degradadas foram às variáveis responsáveis por mais de 90% das incertezas das estimativas das emissões de C do solo. / Global emissions of greenhouse gases (GHG) due to human beings actions have led to an increase in average temperature of the earth of 0,55oC, and climate changes such as increases of the extreme weather events, sea level rise and precipitation changes are some examples of the possible implications of this global warming. Soil organic carbon (SOC) is the largest terrestrial organic carbon pool, containing more than the double of the atmospheric C; therefore, depending on the management the soils can became a source or a sink for the atmospheric C, influencing the effects of global warming. The objective of this research was to estimate the changes in SOC stocks due to the land-use and management systems in the states of Rondônia and Mato Grosso from 1970 to 1985 and from 1985 to 2002 using regional specific data, and perform the uncertainty analysis of these estimates through the Monte Carlo method. To achieve the main objective, this research was composed by the following steps: i) the estimate of the SOC stocks under native vegetation (reference carbon), ii) obtain data (areas) of the main land-use categories in the states of Rondônia and Mato Grosso for the years 1970, 1985 and 2002, from a combination of remote sensing, agricultural census data, and information from experts of the agricultural sector, iii) to derive the emission factors specific to the major management systems in the region of study using a linear-mixed model; iv) the final step was to combine the above steps to estimate the changes in SOC stocks, and carry out the uncertainty analysis associated with them. Briefly, emission factors were derived to the degraded grasslands (0.91 ± 0.14), typical in Oxisols (0.99 ± 0.08), typical in other soil types (1.24 ± 0.07), and improved grasslands in Oxisols (1.19 ± 0.07), all factors represent the comparison between managed pastures and native vegetation. In agricultural systems could be derived emission factors for no tillage (NT) systems in the Cerrado areas (1.08 ± 0.06), NT in Amazon Forest and Cerradão areas (1.01 ± 0.17), conventional tillage (CT) (0.94 ± 0.04), and perennial crops (0.98 ± 0.14). However, the CT factor was obtained from the comparison with NT data, while the other factors were compared to SOC stocks under the native vegetation. Using the Monte Carlo approach with 20000 simulations it was estimated the changes in the SOC stocks and the uncertainties associated to them. In the period from 1970 to 1985, mineral soils had a loss of C with annual fluxes of 4.28 and 1.14 Tg C yr-1, in Mato Grosso and Rondônia, respectively, and with a 95% confidence interval the uncertainties were of ± 41.5 and 21.9% respectively. In the second period, emissions were of 2.86 and 0.91 Tg C yr-1, with uncertainty of ± 40.1 and 33.8%, respectively, in Mato Grosso and Rondônia. In terms of the sources of uncertainty, the reference carbon, the experts opinions about the grasslands, and the emission factors for typical and degraded grassland were the variables responsible for more than 90% of the uncertainties in the SOC emissions estimates.

O entendimento dos processos hídricos do solo, tais como infiltração, drenagem, e disponibilidade de água para as plantas, necessita do conhecimento da relação entre o conteúdo de água no solo e o potencial matricial, representado pela curva de retenção de água no solo (CRA). No entanto, a determinação da CRA demanda tempo e possui um custo relativo alto. Uma alternativa é sua determinação através de modelos que estimam a CRA a partir de alguns atributos de fácil determinação, chamados funções de pedotransferência (FPT). A finalidade desse trabalho foi quantificar os efeitos da mudança do uso do solo sobre os atributos físicos e hídricos no Sudeste do Estado do Pará. Utilizou-se o banco de dados do Projeto Serviços ecossistêmicos e sustentabilidade das paisagens agrosilvipastoris da Amazônia Oriental, para obter dados de textura (areia, silte e argila), densidade do solo (Ds), carbono orgânico (CO), pH, capacidade de troca de cátions (CTC) e, as vezes, as CRA. Primeiramente, foram avaliadas 16 FPT existentes na literatura; 8 FPT paramétricas, que estimam os parâmetros empíricos do modelo de van Genuchten e 8 FPT pontuais, que estimam a umidade em potenciais específicos de água no solo. Posteriormente, buscando maior capacidade preditiva das FPT, através da técnica de regressão múltipla, desenvolveu-se uma FPT utilizando os atributos do solo mensurados no projeto. As melhores FPT foram utilizadas para estimar os parâmetros do modelo de van Genuchten nos sítios onde não havia CRA medida. Através desta extrapolação, avaliou-se o efeito da mudança de uso do solo sobre a distribuição dos tamanhos de poros, utilizando-se análise de componentes principais (ACP). Dentre as FPT testadas, as que apresentaram melhor resultado foram as FPT propostas por Tomasella et al. (2000), no entanto, a avaliação de desempenho realizada mostrou resultados não satisfatórios. Por outro lado, os resultados apresentados pela FPT desenvolvida neste trabalho alcançaram boa capacidade preditiva dos parâmetros empíricos do modelo de van Genuchten (1980). A ACP possibilitou identificar uma grande variabilidade entre os atributos medidos e estimados dos solos. Devido a esta variabilidade, não foram detectadas diferenças marcantes nos atributos dos solos em função do uso. Para isso, faz-se necessário estudos complementares, aumentando a escala e/ou classes de solo. / The understanding of soil water attributes, such as infiltration, drainage, solute movement and water availability for plants, needs the knowledge of the relationship between water content and soil matric potential, represented by the soil water retention curve (SWRC). However, the determination of the SWRC demands considerable time and has a relatively high cost. An alternative is to model its determination using pedotransfer functions (PTF) that calculate the SWRC parameters using easily obtainable soil attributes. The aim of this study was to use PTF to quantify the effects of changing land use on soil hydro-physical attributes at three locations in southern Pará. The database obtained in the project \"Ecosystem services and sustainable agroforestry landscapes in Eastern Amazonia\" was used in order to obtain soil texture data (sand, silt and clay), bulk density (Bd), organic carbon (OC), pH, cation exchange capacity (CEC) and the SWRC. First, 16 PTF found in the literature were evaluated (8 estimating the empirical parameters of the van Genuchten (1980) model and 8 to estimate soil moisture at specific matric potentials). Later, aiming at a greater predictive ability, a PTF was developed using the technique of multiple regression and the soil attributes determined in the project. The best PTF were used to estimate the model parameters of van Genuchten (1980) at the locations where there was no SWRC data. These results were used to determine the changes in pore distribution due to land use using principal component analysis (PCA). These changes were also associated with changes in content of OC and Bd using multivariate analysis. Of the FPT found in the literature the one that showed the best performance was the FPT developed by Tomasella et al. (2000), however, the evaluation performed showed poor results when the data was extrapolated to the locations where no SWRC were determined. The results presented by the FPT developed in this work showed a better efficiency in determining the SWRC in the locations that did not have this information. The PCA analysis performed on this data identified a large variability among the measured and estimated soil attributes. Because of this variability, there were no marked differences in soil attributes depending on land use. For this, more detailed studies are necessary at a increasing scale and/or at the soil class level.

Brazil is one of the most important global agricultural players. In the last decades, agricultural production has increased drastically as a result of expansion in area and productivity growth, which made Brazil a worldwide leading producer of beef, soybean, sugar, ethanol broiler and coffee. The difficulties of world stock renewal and the sharp consumption increase especially of grains such as corn, soybean and wheat result in favorable conditions for agricultural leading regions to continue increasing production. However, there is a lack of evidence-based research at large scale that address complex land-use changes dynamics related to agricultural growth of area and productivity. The purpose of this thesis is to approach controversial or under-investigated key-points of this central issue by using spatial modeling and open access databases. First, the availability of areas suitable for cropland expansion was estimated trough a spatially explicit model at national scale. Second, the effects of productivity changes on area changes were investigated both for pasture and cropland by a long-term retrospective spatial analysis that covered the period 1960-2006. Third, a comprehensive and effective spatial model using key variables was developed to identify the Brazilian agricultural frontier. Forth, the relationship between deforestation, cropland expansion and pasture expansion was analyzed in the Legal Amazon region and evidences for a better understanding of causal-effect relation in land-use change were suggested. The assembly of papers led to the following main findings: (i) Brazil has a huge amount of land covered by pastures (122 million hectares) with suitable biophysical conditions for intensive crop production; (ii) Historically, there is a clear distinction in landuse dynamics between agriculturally consolidated areas and the agricultural frontier. In agriculturally consolidated areas, cropland yield increases have been associated with pasture intensification and stability or contraction in total farmland area. In contrast, in agricultural frontier areas, cropland yield increases have been associated with agricultural expansion; (iii) Spatial examination of land use transitions since 1960 illustrates the expansion and gradual movement of the agricultural frontier towards the inland of Brazil. However, it also suggests the possible initiation of a reversed trend, i.e. agricultural contraction, in steep areas of the Southeast within the Atlantic Forest biome, which might be in line with the Forest Transition theory (FT); (iv) In Legal Amazon during 2000-2009, cattle population growth, cropland expansion and deforestation were in general concurrent at the municipal level, suggesting a need for modifying the widespread notion of cropland expansion in consolidated regions as a prime causal factor of indirect deforestation through displacement of pastures from these regions to frontier regions. / O Brasil tem uma importante atuação na agricultura mundial. Nas últimas décadas, a produção agrícola tem aumentado intensamente como resultado da expansão tanto em área quanto em produtividade, levando o Brasil a se tornar um produtor líder mundial de carne bovina, soja, açúcar, frango e café. As dificuldades de renovação de estoques mundiais e o aumento acentuado do consumo, especialmente de grãos tais como milho, soja e trigo resultam em condições favoráveis para as principais regiões agrícolas continuarem aumentando a produção. No entanto, há uma falta de pesquisas com base empírica em grande escala que abordem a complexa dinâmica das mudanças no uso da terra relacionadas ao crescimento agrícola de área e de produtividade. O objetivo deste trabalho é abordar os controversos ou pouco investigados pontos essenciais desta questão central por meio de modelagem espacial e bases de dados de acesso aberto. Em primeiro lugar, a disponibilidade de áreas adequadas para a expansão da lavoura foi estimada por meio de um modelo espacialmente explícito em escala nacional. Em seguida, os efeitos das mudanças de produtividade sobre as mudanças de área foram investigados tanto para pastagem e agricultura através de uma análise espacial retrospectiva de longo prazo que abrangeu o período de 1960 a 2006. Posteriormente, um modelo espacial eficaz utilizando variáveischave de levantamento periódico por órgãos oficiais foi desenvolvido para identificar a fronteira agrícola brasileira. Por fim, foi analisada a relação entre desmatamento, expansão da lavoura e expansão da pastagem na região da Amazônia Legal e foram sugeridas evidências para um melhor entendimento da relação entre causa e efeito na mudança do uso da terra. O conjunto de artigos conduziu às seguintes principais conclusões: (i) O Brasil tem uma enorme quantidade de terras cobertas por pastagens (122 milhões de hectares) com condiçoes favoráveis para produção intensiva de culturas agrícolas anuais. (ii) Historicamente, há uma distinção clara na dinâmica de uso da terra entre as áreas agriculturáveis já consolidadas e a fronteira agrícola. Em áreas agrícolas consolidadas, aumentos na produtividade têm sido associados à intensificação de pastagens e à estabilidade ou a diminuição da área agrícola total. Por outro lado, em áreas de fronteira agrícola, o aumento na produtividade tem sido associado com a expansão agrícola. (iii) A análise espacial de transições de uso da terra desde 1960 ilustra a expansão e o movimento gradual da fronteira agrícola em direção ao interior do Brasil. No entanto, também sugere a possível abertura de uma tendência inversa, ou seja, contração agrícola em áreas íngremes do Sudeste dentro do bioma Mata Atlântica, que pode estar de acordo com a teoria da transição florestal (FT). (iv) Na Amazônia Legal, entre 2000 e 2009, crescimento do efetivo bovino, a expansão da agricultura e o desmatamento aconteceram, em geral, de forma silmultânea nos municípios, sugerindo a necessidade de modificar a noção generalizada da expansão de áreas cultiváveis em regiões consolidadas como um fator primordial para o desmatamento indireto por meio do deslocamento de pastagens dessas regiões para regiões de fronteira agrícola.

O objeto desta pesquisa é a relação entre densidade construída e microclimas urbanos. O objetivo é quantificar o efeito da densidade construída sobre o microclima urbano, por meio da construção de diferentes cenários paramétricos, considerando os possíveis padrões de ocupação de quadra, com diferentes tipologias de edifícios: o bloco perimetral, o edifício lâmina e o edifício torre, para a cidade de São Paulo. O método é indutivo, por meio de levantamentos de campo de uso e ocupação do solo e de condições microclimáticas locais, em dois dos distritos mais densamente habitados do município de São Paulo, mas que apresentam diferentes densidades construídas: Brasilândia, com coeficiente de aproveitamento menor do que 1, e Bela Vista, com coeficiente de aproveitamento maior do que 3,5; e dedutivo, por meio de comparações entre os levantamentos de campo e as simulações computacionais com o modelo ENVI-met 4.0 (preview), que foram feitas para se calibrar o modelo entre dados medidos e simulados, visando à maior confiabilidade dos resultados. Na sequência, foram explorados cinco cenários paramétricos (lâminas com 3 orientações diferentes, torre e perímetro), com nove quadras cada, mantendo-se aproximadamente o mesmo coeficiente de aproveitamento (em torno de 3,7) e a mesma densidade populacional possível (em torno de 1500 hab/ha) em todos os casos estudados. As simulações paramétricas para três dias consecutivos mostraram que, dentre os cenários simulados, o cenário torre apresentou, de forma consistente, uma diferença de cerca de 0,6°C para menos na temperatura do ar, a 1,5m do chão, em relação ao cenário perímetro para a quadra central, no horário de maior temperatura do ar, às 15h, e cerca de 1,4°C a menos na temperatura do ar para o período noturno. Os demais cenários lâmina apresentaram resultados intermediários entre os dois anteriores. Isso mostra que, mantendo-se a mesma densidade construída, os arranjos apresentam comportamentos distintos. Dentre os casos estudados, o cenário torre foi o que apresentou as menores temperaturas do ar, nos períodos diurno e noturno, provavelmente devido ao sombreamento mutuo entre os edifícios, que contribui para o menor aquecimento das superfícies e, consequentemente, menor aquecimento do ar no entorno imediato. / The subject of this research is the relation between the built density and urban microclimates. The objective is to quantify the effect of built density on urban microclimates, through the construction of different parametric scenarios, considering the possible blocks occupation patterns, with different buildings typologies: the perimeter block, the blade building, and the tower building for the city of São Paulo. The method is inductive, through field data measurement of the land use and local microclimate conditions in two most densely populated districts in São Paulo city, but with different built densities: Brasilândia with a plot ratio lower than 1, and Bela Vista, with a plot ratio greater than 3.5; and deductive, by comparisons between field measurements and computer simulations with the ENVI-met 4.0 (preview) model, which were used to calibrate the model between measured data and simulated data, aiming at higher reliability of the results. After that, five parametric scenarios (blades with 3 different orientations, tower, and perimeter) were explored, each with nine blocks, while maintaining approximately the same plot ratio (around 3.7) and the same population density (around 1500 inhabitants/ha) in all cases studied. Parametric simulations for three consecutive days showed that, among the simulated scenarios, the tower scenario presented, consistently, a difference of about 0.6 °C lower for air temperature, at 1.5 m from the floor, compared the perimeter scenario for the center court at the time, 15h, of highest air temperature, and about 1.4 °C less in the nighttime air temperature. The other blade scenarios showed intermediate results between the previous two, showing that, keeping the same built density, the scenarios have different behaviors. Among the cases studied, the tower scenario showed the lowest air temperatures during day and night periods, probably due to mutual shading among buildings, which contributes to less heating of the surfaces and thus less heating of the air in the immediate surroundings.