A pesquisa tem por objetivo, analisar as influências da urbanização concentrada (compacta), e de como essa característica altera as condições ambientais e o equilíbrio das formas de relevo local , modificando o estrato geográfico da paisagem. Para essa análise, t i vemos como supor te o mapeamento da evolução do uso da terra urbana em Taboão da Serra em dois momentos distintos, no período compreendido entre 1962 e 2007. O uso da terra tem contornos distintos no contexto intra-urbano, fato este que é traduzido pela evolução e pelo tipo de uso e ocupação dado à paisagem urbana em Taboão da Serra. Os processos geoecológicos encontram- se modificados na sua gênese e na sua estrutura, o que resulta em formas mais antropizadas do que em décadas passadas. A cidade de Taboão da Serra, é a sexta cidade mais compacta do Brasil , fato este que tem reflexos negativos sobre os processos naturais onde, a morfogênese é dominante por conta do intenso uso da terra seja ele para fins imobiliários como também pelo processo de intensificação da cobertura da superfície por materiais que interrompem a percolação das águas pluviais associado à retirada da cobertura vegetal . A escolha da cidade como área de estudo deu-se pelos motivos explicitados acima mas também, pelo fato de que através da comparação de dois momentos da ocupação urbana (1962 e 2007) que são caracterizadas pela intensificação do uso da terra (utilizando fotografias aéreas ) , é possível mapear e representar como o tipo de uso e ocupação pode comprometer em maior ou menor grau as condições geoecológicas de um geossistema. As unidades de paisagem urbana serão compartimentadas tendo como final idade a comparação para diagnosticar a relação atual entre relevo/ solo e uso da terra nesta c idade, que serão representadas na carta de Uso da Terra. / The research aims to examine the influences of urbanization concentrated (compact) , and how this feature changes the environmental conditions and the balance of local landforms by modi fying the geographic stratum of the landscape. For this analysis, we had to support the mapping of the evolution of urban land use in Taboão da Serra at two different times in the period between 1962 and 2007 . The use of land has different contours in the intra-urban context , a fact that is translated by the change in type of use and occupation since the urban landscape in Taboão da Serra. Geoecological processes are modified in their genesis and struc ture, resulting in forms more disturbed than in decades past . The city of Taboao da Serra, is the sixth most compact city of Brazil , a fact that has negative effects on natural processes where the dominant morphogenesis is due to the intense use of land be it for housing but also by the process of intensification of surface coverage by materials that disrupt the percolation of rainwater associated with the removal of the canopy. The choice of the city as the study area took place for the reasons explained above but also by the fact that by comparing two moments of urban occupation (1962 and 2007) which are characterized by the intensification of land use (using aerial photographs) it is possible to map and represent the type of use and occupation can affect a greater or lesser degree the conditions of a geoecological geosystem. The units of the urban lands cape will be compartmentalized view to the comparison to diagnose the current relationship between topography/soil and land use in this city, which will be represented in the land use map.

Perante a situação atual de degradação dos recursos hídricos, destacando os reservatórios destinados a usos múltiplos, e a necessidade de se buscar soluções para tal problema, foi proposto o presente trabalho. O reservatório de Barra Bonita, localizado no interior do Estado de São Paulo, foi escolhido para estudo, por estar inserido em uma área densamente povoada, industrializada e ocupada por agricultura intensiva. Os dados adquiridos foram de natureza cartográfica (cartas de pedologia, geomorfologia, geologia, drenagem e malha municipal); orbitais (imagens multiespectrais dos satélites Landsat 5 e 7); censitários (produção agrícola municipal e densidade demográfica); limnológicos (característicasfísicas, químicas e biológicas do reservatório estudado, obtidas em campo e na literatura); pluviométricos e fluviométricos. A organização e o tratamento das diversas informações foram realizados com o auxílio de Sistema de Informação Geográfica (Spring 3.6), obtendo também um banco de dados limnológicos multitemporal. As ferramentas de geotecnologias foram aplicadas na caracterização dos fatores fisiográficos, no mapeamento do uso e cobertura da terra e do potencial poluidor das sub-bacias da bacia de drenagem, sendo os resultados analisados em conjunto com os dados referentes à qualidade da água do reservatório de Barra Bonita, de forma espacial e temporal (período de 1990 a 2002). Os resultados mostraram que ocorreu um incremento significativo do nível trófico da água, de forma diferenciada para cada compartimento do reservatório em questão, durante o período avaliado. A análise integrada dos sistemas aquático e terrestre, no espaço e no tempo, permitiu concluir que a degradação da qualidade da água se deve às alterações no uso e cobertura da terra e ao aumento populacional, traduzidos em fontes difusas e pontuais de poluição. Desta forma, fica evidenciada a importância da gestão de recursos hídricos na bacia estudada e espera-se que as informações obtidas e metodologias aplicadas neste trabalho possam subsidiar ações direcionadas a este propósito. / Nowadays, water quality deterioration is a common problem related to pollution inputs from point and nonpoint sources. The situation becomes worse in the reservoirs due to multiple water uses. Barra Bonita reservoir was selected for this study because it is located in an overpopulated area of the São Paulo State, southern Brazil. Moreover, it is a region of many industries and intensive agriculture. The data used to carry out the study included physical features (pedology, geomorphology, geology, drainage, precipitation and flow) provided by several public agencies in different scales and formats; land use and land cover maps derived from interpretation of Landsat TM ETM satellite images; limnologycal variable measurements derived from field work and literature spanning the period comprised between 1979 and 2002 and census data (population density and agriculture production). The first step in the study was to build a limnologycal database to compile and organize all the information available regarding water quality in the Barra Bonita reservoir. A second major step was to implement and feed the Médio Tietê Basin Geographic Information System with the selected pollution forcing variables. After that, the geotechnogies were applied to diagnose physical features, to map land use and land cover and to model potential pollution instances for each sub-basin. This data was analyzed in the space and time considering the water quality degradation from 1990 to 2002. The results showed an increase in the eutrophication level of Barra Bonita reservoir in the period considered in response to changes in land use and land cover patterns. The water-land integrated analysis allowed to verify that the water degradation is related to the land use and land cover changes and population increase (diffuse and point contribution). Therefore, the water resources management is paramount in order to improve the water quality in this basin. It is expected that information and methodologies applied in this research can be used to support this sustainable process.

O avanço dos sistemas agrícolas moderno-industriais sobre as áreas indígenas, a desvalorização dos sistemas de produção tradicionais e a descaracterização cultural das sociedades indígenas propicia a necessidade de conhecer as atividades agrícolas de etnias que ainda mantém sistemas tradicional de trabalho. O objetivo do presente trabalho foi descrever os sistemas de produção tradicionais indígenas de três etnias: Asháninka, Shipibo Conibo e Cashibo Cacataibo, localizadas na bacia do rio Purus, Ucayali e Aguaytía, pertencente à Amazônia peruana estado de Ucayali, Peru. Para avaliar os sistemas tradicionais de cultivo das três etnias e seus modos de vida e inter-relações, foi utilizada a metodologia de Diagnóstico e Desenho, desenvolvida pelo International Centre of Reserach on Agroforestry (ICRAF). Foi verificado que os sistemas tradicionais de cultivo são adaptados às condições locais, sendo praticados sob o regime hídrico natural de enchente e vazante (agricultura de várzea), assim como também a agricultura itinerante de derrubada e queima. Entre os principais cultivos no período de verão, época de menor precipitação (abril a setembro) quando ocorre a vazante dos rios, destacam-se o feijão, amendoim e melancia, enquanto banana, milho, mandioca, batata-doce, arroz e abacaxi são cultivados no período de inverno, época das chuvas (outubro a março). Além da agricultura, a atividade de caça, pesca artesanal e colheita de frutas nativas também são praticadas como um modo de subsistência. Foi concluído que, assim como os aspectos culturais, as atividades agrícolas também são distintas entre as etnias indígenas e portanto, o conhecimento tradicional deve ser valorizado de forma particular a cada etnia. / Due to the advance of the modern industrial agricultural systems over indigenous areas, to the devaluation of the traditional farming systems and to the cultural mischaracterization of indigenous communities, it is made necessary to know and to propose improvements to their agricultural practices. In that sense, this work describes the traditional indigenous farming systems of three ethnicities: Asháninka, Shipibo Konibo and Cashibo Cacataibo, placed at the basin of the rivers Purús, Ucayali and Aguaytía, which belong to the Peruvian Amazon in the state of Ucayali, Peru Republic. Besides the studied ethnicities, many others also live in the area. For the evaluation of the traditional farming systems of these ethnicities, the method employed has been the one developed by the International Centre of Research on Agroforestry (ICRAF) of Diagnose and Drawing. The traditional farming methods are adapted to the local conditions, are practiced under the natural water regime of flood and ebb (lowland agriculture), as well as deslocating agriculture. Among the cultivations of summer - season with less rain (between April and September) -, during the rivers ebb, the highlights are beans, peanuts and watermelon, while banana, corn, manioc, sweet potato, rice and pineapple are grown in winter time - rain season (from October to March). Besides agriculture, hunting activities, fishing and native fruits picking are also seen as survival skills in the forest. It was concluded that, as well as cultural aspects, agricultural activities are also distinct from the indigenous ethnic groups and therefore traditional knowledge should be valued in a particular way every ethnicity.

A cidade de Peruíbe apresenta, nas duas últimas décadas uma dinâmica que se traduz em um intenso crescimento urbano. A área urbanizada se expande em decorrência da implantação de novos loteamentos, modificando as características físicas do território, que passa a ser incorporado à cidade. Este estudo analisa a dinâmica urbana do município, confrontando a legislação vigente com a real configuração do território, identificando os padrões de uso da terra urbana. Essa investigação considera, também, o processo de ocupação do município ao longo do tempo, envolvendo a fotointerpretação de fotos aéreas de vários períodos (1962, 1997 e 2001/02). Este tema mostra-se como um excelente campo de aplicação de técnicas cartográficas baseadas na cartografia digital, no Sensoriamento Remoto e nos Sistemas de Informações Geográficas (SIGs) / The city of Peruíbe presents, in the last two decades a dynamism that shows an intensive urban development. The urbanized area expands as a consequence of the settlement of new land divisions, modifying the physical characteristics of the territory, which become gradually parts of the town. This study analyses the urban development opposing the current laws in force - with the real shape of the territory, identifying the patterns of the urban land use. This investigation considers, throughout the time, the process of the occupation of the town, using the photo interpretation of the aerial photos of many periods (1962, 1997 and 2001/02). This subject turns out to be an excellent application field of the cartographic techniques based on the digital cartography, in the remote sensing and in the Geographic Information System (GIS)

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2017-01-19T19:21:30Z No. of bitstreams: 2 Disssertação - Diego Emanoel Rodrigues - 2016.pdf: 4228559 bytes, checksum: e10d2a85e80b762539d34e79807b36d4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-01-20T14:42:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Disssertação - Diego Emanoel Rodrigues - 2016.pdf: 4228559 bytes, checksum: e10d2a85e80b762539d34e79807b36d4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-20T14:42:04Z (GMT). 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From this, we aim to do a diagnosis of natural susceptibility and of laminar erosion potential in the basin of the Ribeirão of Boqueirão, in the municipality of Davinópolis (GO), in order to investigate how the current land use/ vegetal cover influence to increase, mitigate or neutralize the natural susceptibility to laminar erosion in this basin. The methodology was based predominantly on adapting of the proposal of Salomão (1999), which determined a correlation matrix between the slopes declivity and the soil erodibility, for generating cartographic document indicating the natural susceptibility to laminar erosion. When it was overlaid on the map of land use / vegetal cover, resulted in the current potential map to laminar erosion. In the basin of Ribeirão of Boqueirão, which in general has dissected topography, we observed a high percentage of areas with high natural susceptibility to laminar erosion, which imposes restrictions for agricultural activities. The areas with lower natural susceptibility to laminar erosion are near to the main watercourse, in the central part of this basin. With respect to land use / vegetal cover, overall, it was not verified adoption of conservation measures and/ or harmonization of human activities to natural limitations to laminar erosion. Thus, the class I, with high laminar erosion potential, was mapped in 37.72% of the watershed area and, in general, points to areas where the land use is incompatible with natural limitations. In the meantime, the class II (medium potential) appeared in 45.33% of the watershed area, in which case there is incompatibility between the land use and natural susceptibility, which can be solved with the use of conservation practices. In the rest of the watershed, 16.95%, there is class III (low potential). The data presented show the need for planning that seeks to conserve the soil of this watershed, which also is one of the largest basins, fully located in the municipality of Davinópolis (GO). One should highlight that the families of farmers, when exploring the lands of this watershed, ensure their socio-economic reproduction and contribute to the economic dynamics of the municipality of Davinópolis, which has the agricultural production as an important pillar. / As sociedades humanas ao longo do tempo desenvolveram e aumentaram a sua capacidade de reorganizar espacialmente os elementos do meio que as envolve. Dessa forma, a intervenção antrópica se tornou um dos agentes dinamizadores da paisagem, juntamente com os processos físicos e biológicos. Isso implica dizer que as atividades humanas influem e aceleram os processos de erosão. Especificamente, a erosão laminar é uma forma de manifestação da erosão hídrica que ocorre de forma silenciosa ao depauperar a fertilidade do solo, de forma gradativa, ao longo do tempo. Por esse motivo Bertoni e Lombardi Neto (2014) enfatizam que esse tipo de erosão é uma das formas mais perigosas, especialmente, nos países de clima tropical. A partir disso se propôs realizar o diagnóstico da suscetibilidade natural e do potencial à erosão laminar na bacia hidrográfica do Ribeirão do Boqueirão, no município de Davinópolis (GO), com a finalidade de constatar como o atual uso da terra/cobertura vegetal influi para aumentar, amenizar ou neutralizar a suscetibilidade natural à erosão laminar nessa bacia hidrográfica. A metodologia se baseou, de forma predominante, na adaptação da proposta de Salomão (1999), que determinou uma matriz de correlação entre a declividade das encostas e a erodibilidade dos solos para a geração de documento cartográfico que indica a suscetibilidade natural à erosão laminar, que por sua vez, ao ser sobreposto ao mapa de uso da terra/cobertura vegetal, resulta no mapa de potencial atual à erosão laminar. Na bacia hidrográfica do Ribeirão do Boqueirão, que apresenta, de forma geral, relevo dissecado, observou-se elevado percentual de áreas com alto grau de suscetibilidade natural à erosão laminar, o que impõe restrições às atividades agrícolas. As áreas com menor suscetibilidade natural à erosão laminar se encontram próximas ao curso hídrico principal, na parte central dessa Bacia Hidrográfica. Quanto ao uso da terra/cobertura vegetal, não se verificou, de forma geral, adoção de medidas conservacionistas e/ou harmonização das atividades antrópicas às limitações naturais à erosão laminar. Assim, a classe I, de alto potencial à erosão laminar, foi mapeada em 37,72% da área da bacia hidrográfica e de forma geral aponta para regiões onde o uso da terra é incompatível às limitações naturais. Enquanto isso, a classe II (médio potencial) apareceu em 45,33% da área da bacia hidrográfica, e nesse caso ainda há incompatibilidade entre o uso da terra e a suscetibilidade natural, passível de ser resolvida com a utilização de práticas conservacionistas. O restante da bacia hidrográfica, 16,95%, se encontra a classe III (baixo potencial). Esses dados expostos revelam a necessidade de um planejamento que busque conservar o solo dessa bacia hidrográfica, que inclusive é uma das maiores bacias, integralmente localizadas no município de Davinópolis (GO). Destaca-se, ainda, que as famílias de agricultores, ao explorar as terras dessa bacia hidrográfica, garantem sua reprodução socioeconômica, além de contribuírem para a dinâmica econômica do município de Davinópolis, que tem na produção agropecuária um importante pilar de sustentação.

O Brasil se destaca como o maior produtor de cana-de-açúcar do planeta. Como resultado do aumento da demanda de açúcar e etanol, cerca de 4 milhões de hectares foram convertidos em áreas de cana-de-açúcar nos últimos 10 anos. Espera-se que outros 6 milhões de hectares sejam convertidos nos próximos 10 a 20 anos para suprir a demanda nacional de derivados dessa cultura. Estas modificações podem ocasionar a emissão de gases do efeito estufa, resultantes principalmente da decomposição da matéria orgânica do solo, o que pode levar a dívida de carbono. Por outro lado, a substituição de áreas degradadas pelo cultivo da cana-de-açúcar pode acarretar no incremento dos estoques de carbono dos solos promovendo o sequestro de carbono. O principal objetivo foi proceder a metodologia proposta pelo Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC) da Organização das Nações Unidas para avaliar o impacto ocasionado pela expansão do cultivo da cana-de-açúcar sobre a matéria orgânica do solo e seu resultado em emissão de CO2 ou em sequestro de carbono. O total de 142 situações de campo foram avaliadas na região Centro Sul do Brasil, onde a cana-de-açúcar vem substituindo outros usos da terra gerando o total de 6318 amostras de solo que foram analisadas considerando as três principais conversões existentes para cana-de-açúcar no país: i) Cerrado; ii) Pastagens e iii) Áreas de cultivo anual. Os resultados obtidos indicam o decréscimo dos estoques de carbono dos solos quando o cultivo de cana-de-açúcar substitui o cerrado e áreas de pastagens, e promove o incremento quando áreas de culturas anuais são substituídas. Os fatores de mudança de uso da terra referente ao período de 20 anos após a conversão de cerrado para cana-de-açúcar referente às camadas 0-30 cm, 0-50 cm e 0-100 foram respectivamente 0,79 (±0,04), 0,86 (±0,04) e 0,94 (±0,04). Para a conversão de pastagens para o cultivo de cana-de-açúcar, os fatores de impacto de mudança de uso da terra foram 0,91 (±0,04), 0,94 (±0,04) e 0,98 (±0,04), e para a conversão de áreas de cultivo anual os fatores de impacto de mudança de uso da terra foram 1,20 (±0,18), 1,20 (±0,18) e 1,21 (±0,18). O período de compensação da dívida de carbono gerada foi estimado entre 3,5 a 6,3 anos considerando a substituição de cerrado, 1 a 2 anos para áreas convertidas de pastagens e zero para áreas oriundas de cultivo anual, onde não foi observada dívida de carbono. Espera-se que os resultados gerados por este trabalho de pesquisa possam subsidiar os tomadores de decisão como forma de desenvolver políticas apropriadas para a expansão do cultivo da cana de açúcar na região Centro Sul do Brasil promovendo desenvolvimento com baixo impacto ao meio ambiente / Brazil figures as the major sugarcane producer in the world and as result of increasingly demand for sugar and ethanol about 4 millions of hectares were converted into sugarcane systems on last 10 years and others 6 millions of hectares are expected to be converted in next 10 to 20 years. This modification can increase greenhouse gas emissions as result of soil organic matter decomposition and lead to a carbon debt. The aim of this research paper was to perform the IPCC\'s Tier 2 approach to evaluate the impact of sugarcane expansion over the soil organic matter, and their results in CO2 emissions or soil carbon sequestration. A total of 142 field situations were studied in South-Central Brazil where sugarcane substituted other land uses, providing 79 comparison pairs and 6,318 soil samples that were analyzed considering three major conversions to sugarcane: i) Cerrado (Brazilian savannah); ii) Pastures; iii) Annual Cropland (maize or soybean). Our results indicate the decrease of soil carbon stocks when sugarcane overcomes cerrado and pastures, and an increase when annual cropland is replaced. The land use change impact factors after 20 years of conversion from cerrado to sugarcane for 0-30 cm, 0-50 cm and 0-100 cm layers were respectively 0.79 (±0.04), 0.86 (±0.04) and 0.94 (±0.04). For sugarcane replacing pastures the impact factors were 0.91 (±0.04), 0.94 (±0.04) and 0.98 (±0.04), and for the conversion from annual agriculture impact factors were 1.20 (±0.18), 1.20 (±0.18) and 1.21 (±0.18). The repay time for the carbon debt was estimated in 3.5 to 6.3 years considering the substitution of cerrado, 1 to 2 years for areas coming from pastures and zero for areas coming from cropland, where no carbon debt was found. We expect that results of this research paper can subsidize appropriate policies for sugarcane expansion in South-Central Brazil, promoting development with a lower environmental impact

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-09-05T20:26:19Z No. of bitstreams: 2 Sousa, Ricardo Fernandes - 2013.pdf: 1680814 bytes, checksum: f4604f4259d8cf5c69abc38770aced56 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-05T20:26:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Sousa, Ricardo Fernandes - 2013.pdf: 1680814 bytes, checksum: f4604f4259d8cf5c69abc38770aced56 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-08-14 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / Veredas (a type of wetland) are humid ecosystems, generally associated to hydromorphic soils and shallow water table, which occur frequently in the neighborhood of the springs and watercourses in the Cerrado region. The objective of this work was to study the soil of wetlands located in conserved and altered environments (agricultural areas and pastures), by determining the organic matter fractions, and biological attributes of the soil. The study was carried out in the central region of Cerrado biome, in the state of Goiás (Brazil), in wetlands situated in the City of Bela Vista de Goiás. Three wetlands were selected for soil sampling, as follows: a preserved wetland, surrounded by natural vegetation (cerrado); an area disturbed, with the occurrence of pasture around it; and another wetland also disturbed, with the occurrence of annual crops (agriculture) in its surroundings. The samplings were taken during the dry season, in months of July and August of 2012, along reference lines arranged according to their position in the slope, in the upper, middle and lower position, in approximate direction of the drain line of the wetland. Samples were collected at two depths: 0-10 cm and 10-20 cm. The variables studied were: Total soil organic carbon and nitrogen, and soil C:N ratio; C and N contents, and C:N ratios of the particulate and mineral-associated organic matter; fulvic acid, humic acid and humin, and humic acids to fulvic acids ratio, C contents of humic substances and its ratio to total soil organic carbon; carbon and nitrogen contents, and C:N ratio of the microbial biomass; microbial quotient; microbial biomass N to soil total nitrogen ratio; basal soil respiration; metabolic quotient; and fluorescein diacetate (FDA) hydrolytic activities in soil. In the lower position of slope the total soil organic C and N contents (in both depths), and levels of organic carbon in particulate organic matter, humic substances and soil microbial biomass (to 10 cm depth only), are smaller in the agriculture surrounding environment. Also in the lower position of slope in the topsoil, the soil total N, and N levels in particulate organic matter and microbial biomass are significantly larger in the wetland neighboring pastures. In the topsoil, the organic C contents of the mineral-associated soil organic matter fraction are larger in the conserved ecosystem, in all slope positions. In general, the farming in the vicinity of the wetlands promoted changes in soil microbial and biochemical attributes, as well as those related to soil organic matter in these ecosystems, with changes in C and N biogeochemistry processes. These changes are especially pronounced in the lower position of the slopes, with clear differences also between this lower zone and the highest slope positions (upper and middle) of the wetlands. / As veredas são ecossistemas úmidos, geralmente associados a solos hidromórficos e ao afloramento do lençol freático, ocorrendo com frequência nas proximidades das nascentes e cursos d’água da região do Cerrado. Este trabalho objetivou estudar os solos de áreas úmidas (veredas) situadas em ambientes conservados e antropizados (em áreas agrícolas e de pecuária), por meio da determinação de frações da matéria orgânica e atributos biológicos (microbiológicos e bioquímicos) do solo. O estudo foi realizado na região nuclear do bioma Cerrado, no estado de Goiás, em veredas situadas no município de Bela Vista de Goiás. Foram selecionadas três veredas para amostragem de solo, sendo: uma vereda conservada, circundada por vegetação natural (cerrado); uma área antropizada, com ocorrência de pastagem em seu entorno; e uma outra vereda, também antropizada, com a ocorrência de culturas anuais (agricultura) em seu entorno. As coletas das amostras de solo foram feitas durante a estação seca, nos meses de julho e agosto de 2012, ao longo de linhas de referência dispostas, segundo sua posição no relevo, nos terços superior, médio e inferior de uma das vertentes, acompanhando de modo aproximado o sentido da linha de drenagem da vereda. Foram colhidas amostras em duas profundidades: 0-10 cm e 10-20 cm. As variáveis estudadas foram: carbono orgânico e nitrogênio totais do solo, bem como sua relação C:N; teores de C, N e relações C:N das frações particulada e associada a minerais da matéria orgânica do solo (MOS); frações ácidos fúlvicos, ácidos húmicos e humina; relação entre ácidos húmicos e fúlvicos; C de substâncias húmicas e sua proporção em relação ao carbono orgânico total do solo; carbono, nitrogênio e relação C:N da biomassa microbiana; quociente microbiano; relação N da biomassa microbiana pelo N total do solo; respiração basal; quociente metabólico e atividade enzimática total do solo. Na região de fundo das veredas (terço inferior) os teores de C orgânico e N totais do solo, em ambas as profundidades, bem como os níveis de carbono da matéria orgânica particulada, das substâncias húmicas e da biomassa microbiana do solo, nestes casos até 10 cm, são menores em ambiente vizinho a áreas agrícolas. Também na região de fundo, na camada superficial do solo, os teores de N total, além dos níveis de N da matéria orgânica particulada e da biomassa microbiana, são expressivamente maiores na vereda vizinha a pastagens. Em superfície, os teores de C orgânico da fração da MOS associada aos minerais do solo são maiores no ecossistema conservado, em todas as posições do relevo. De modo geral, o uso agropecuário da terra no entorno das veredas promove alterações em atributos microbiológicos, bioquímicos e relacionados à matéria orgânica do solo nestes ecossistemas, com mudanças na dinâmica biogeoquímica de elementos como C e N. Estas modificações são especialmente pronunciadas na porção inferior das vertentes, com diferenças evidentes também entre esta região de fundo e as posições mais elevadas do relevo das veredas.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-10-03T12:07:22Z No. of bitstreams: 2 Tese - Elaine Barbosa da Silva - 2013.pdf: 5678344 bytes, checksum: ab0dee30da51890a0b884e5978e1022b (MD5) license_rdf: 21686 bytes, checksum: f60c8e7b7ea9f3ba141b21b00747aece (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-10-06T10:36:08Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Elaine Barbosa da Silva - 2013.pdf: 5678344 bytes, checksum: ab0dee30da51890a0b884e5978e1022b (MD5) license_rdf: 21686 bytes, checksum: f60c8e7b7ea9f3ba141b21b00747aece (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-06T10:36:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Elaine Barbosa da Silva - 2013.pdf: 5678344 bytes, checksum: ab0dee30da51890a0b884e5978e1022b (MD5) license_rdf: 21686 bytes, checksum: f60c8e7b7ea9f3ba141b21b00747aece (MD5) Previous issue date: 2013-02-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The Cerrado biome has faced intense changes in land cover / land use since the 70´s, related to both governmental policies and private initiatives focused on the implementation of modern agricultural practices. In result, more than 50% of its original vegetation has been converted and intensively fragmented, and large-scale migration towards urban centers, in addition to others socialterritorial impacts, has occurred. Within this context, this study aims at understanding these transformations, prioritizing the spatial and temporal dimensions regarding the conversion to cultivated pastures and croplands. Considering that pastures represent the largest land use in the Cerrado, and that such occupation is the main driver behind beef production, this work specifically focused on pasture expansion, based on the spatially-explicit analysis of historical census data. Likewise, we also investigated the expansion of the Cerrado agricultural frontiers, for which four distinct areas, representing both consolidated, as well as frontiers in development were selected and mapped regarding land cover and land use changes from 1975 to 2010: a) the central-south portion of the Goiás State, representative of consolidated areas; b) the central portion of Mato Grosso, near the Cerrado – Amazon border; c) the Bahia western portion, and d) the MAPITO region, encompassing the convergence of the Maranhão, Piauí, and Tocantins states. Clearly, the proximity to major consumption centers, induced by the demand for agricultural commodities governmental incentives, drove land occupation, at different rates. Thus, the biome central-south region, occupied more rapidly with both cultivated pastures and crops, can be characterized as a traditional frontier, which anticipated the establishment of the modern agriculture. On the other hand, expansion of the agricultural frontier in more remote areas occurred more recently, according to the consolidation of the private driven and state supported commodity agriculture. It is worth of mentioning that in both consolidated and expanding frontiers, cultivated pastures dispute the more suitable lands with the crop agriculture. Although pastures are usually constrained to low fertility soils and higher slope terrains, it remains close to the consumption centers, confirming the Cerrado ability in properly accommodating both economic activities. / O bioma Cerrado tem passado por intensas mudanças na cobertura e uso da terra desde a década de 1970, desencadeadas por ação estatal e particular que visavam implantar nesse espaço a agropecuária moderna. Como consequência, ocorreu a conversão de mais de 50% de sua cobertura vegetal e a fragmentação de grande parte dos remanescentes, bem como impactos de ordem sócio-territorial, como a migração de grande parte da população rural para as cidades. A presente pesquisa busca compreender essas transformações, privilegiando a dimensão espacial e temporal da substituição da vegetação natural pelas pastagens cultivadas e pela agricultura moderna. Tendo em vista que as pastagens representam a maior classe de uso das terras no Cerrado e que a produção de bovinos está intimamente ligada à sua ocupação, busca-se compreender a expansão das pastagens cultivadas desde a década de 1970, com base na espacialização de dados censitários para todo o bioma. Outro interesse é analisar os processos de expansão da fronteira agrícola no Cerrado em áreas de uso consolidado e onde a fronteira agrícola está em franca expansão. Nesse sentido, selecionaram-se quatro áreas para as quais foram elaboradas mapas de cobertura e uso da terra entre 1975 e 2010: a) o centro-sul goiano, representativa das áreas de Cerrado com uso consolidado; b) a porção central do estado do Mato Grosso, próximo à divisa do Cerrado com a Amazônia; c) o Extremo Oeste Baiano e; b) a região do Mapito, formada pela confluência dos estados do Maranhão, Piauí e Tocantins. Evidencia-se que a distância dos grandes centros consumidores fez com que houvesse diferentes densidades de ocupação do espaço, modeladas pela demanda por produtos agropecuários e induzidas pela ação estatal. Assim, a porção centro-sul do bioma foi ocupada mais rapidamente pelas pastagens cultivadas e pela agricultura mercantil, criando aí uma fronteira agrícola tradicional, que precedeu a chegada das modernas técnicas de produção. A expansão da fronteira agrícola em espaços mais longínquos se deu mais recentemente e representa a consolidação da produção de commodities, cada vez mais conduzidas pelas ações privadas, tendo o Estado como um aliado estratégico. Consegue-se evidenciar, ainda, que tanto nas fronteiras agrícolas antigas quanto nas mais recentes as pastagens cultivadas disputam as melhores terras com a agricultura moderna, mas acaba por se conformar em áreas de solos menos férteis e mais declivosos, mantendo, por outro lado, a proximidade dos mercados consumidores, de modo que essas duas atividades se complementam na ocupação do bioma Cerrado, que mescla condições propícias ao desenvolvimento de ambas.

Sugarcane cropping is an important component of the Brazil´s economy. As the main feedstock used to produce ethanol, the area occupied with this crop has meaningfully increased in the last years and continues to expand in order to attend to the national and international demand of this biofuel. Despite that it has been demonstrated that land-use transition into sugarcane can negatively impact the soil carbon (C) dynamics, little is known about the effect of those land use changes (LUC) processes on the distribution of soil organic carbon (SOC) within particle-size classes, and how management practices in sugarcane can contribute to the C restoration. In this sense the main objective of this study was to evaluate through a modelling application the SOC dynamics in the sugarcane crop in response to LUC and different management scenarios. For a better understanding of LUC impact on C content in both particulate organic matter and mineral-associated fraction, we performed physical soil C fractionation in 34 study areas involving the three major land-use systems affected by sugarcane expansion. Also, biometric measurements were executed in sugarcane plant and ratoon crop in order to use those data in the model parameterization as well as to recalculate the payback time of the C debt through C conversion ratio reported in the literature. Finally, we parameterized and validate the CENTURY ecosystem model for sugarcane, pastures and annual cropland by using a data-set previously collected by the Laboratório de Biogeoquímica Ambiental (CENA-USP); then different scenarios of sugarcane management were simulated: i) SC1 - Green harvesting; ii) SC2 - Green harvesting plus organic amendments and iii) Green harvesting + low N inputs. Our results showed that the C content depletion for conversion from native vegetation and pastures to sugarcane is caused by C losses in the labile fraction (37%) as wells as in the stabilized pool associated to the mineral fraction (30%). Above and belowground biomass quantification indicated a total sugarcane carbon inputs ranging from 29.6 Mg C ha-1 to 30.6 Mg C ha-1. Considering a C retention rate of 13% we estimated net carbon changes of 0.58 to 0.6 Mg C ha-1 year-1, which contribute to reduce the payback times for sugarcane biofuel carbon debts in 3.3 and 1.2 years for Cerrado wooded and pasture conversions into sugarcane respectively. The modelling study supported the Century model as a tool to access the SOC dynamics following land-use conversion and different soil management in in sugarcane. Long-term simulations suggested that changes in the sugarcane harvest from burning to green harvesting increase the soil C stock in an average of 0.21 Mg ha-1 year-1; however the potential of C accumulation is still higher when organic amendments as vinasse and filter cake are add to the soil, with mean values varying between 0.34 and 0.37 Mg ha-1 year-1 in SC2 and SC1 respectively. By analyzing the SOC dynamic at each scenario simulated, we estimated a time span of 17 and 24 years for soil C restoration in clay and sandy soils under pastures with priority suitability (SC3). The number of years was projected to be higher in clay soils with regular suitability (40 years). / A cultura da cana-de-açúcar é uma comodity importante para a economia no Brasil. Como a principal matéria prima para a produção de etanol, a área plantada com esta cultura tem incrementado significativamente nos últimos anos e a tendência é de continuar se expandindo para atender a demanda nacional e internacional deste biocombustível. Embora tenha sido demostrado que a mudança de uso da terra (MUT) para cana-de-açúcar pode afetar negativamente a dinâmica do carbono (C) no solo, há pouca informação disponível acerca do impacto dessa MUT na distribuição do C nas frações da matéria orgânica do solo, e como as praticas de manejo da cana-de-açúcar podem contribuir para o acumulo de C no solo. Nesse contexto o principal objetivo desta pesquisa foi avaliar, através da modelagem matemática, a dinâmica do carbono orgânico do solo (COS) na cultura da cana-de-açúcar em resposta a mudança de uso da terra e diferentes cenários de manejo agrícola. Fracionamento físico para separar o C associado à matéria orgânica partícula (POM) do C ligado à fração mineral do solo (<53 um) foi realizado em amostras de solo de 34 áreas de estudo envolvendo os três principais sistemas de uso da terra afetados pela expansão da cana-de-açúcar. Adicionalmente, foram realizadas avaliações biométricas da cana-de-açúcar (cana planta e soca) que objetivaram a parametrização do modelo matemático assim como recalcular o tempo de reposição do debito de C gerado. Finalmente, o modelo CENTURY foi parametrizado e devidamente validado, para posteriormente proceder à simulação de diferentes cenários futuros de manejo da cana de açúcar: i) SC1 - Colheita de cana crua (sem queima); ii) SC2 - Colheita de cana crua e adição de adubos orgânicos (vinhaça e torta de filtro); iii) Colheita de cana crua e redução da adubação nitrogenada. Os resultados indicaram que a redução do conteúdo de C devido à conversão de vegetação nativa e pastagem para cana-de-açúcar foi causada pela perda de C tanto na fração lábil (37%) quanto na fração mais estável associada a fração mineral do solo (30%). A quantificação da biomassa aérea e radicular indicou entradas de C variando de 29,6 Mg C ha-1 a 30,6 Mg C ha-1, os quais resultariam em uma taxa de acumulo liquido de 0,58 a 0,6 Mg C ha-1 ano-1, que quando considerado contribui a redução do \"payback time\" do debito de C do etanol causado pela conversão de Cerrado e pastagem em 3,3 e 2 anos respectivamente. Os resultados obtidos no estudo de modelagem matemática suportaram o uso do modelo CENTURY como uma ferramenta para avaliar a influencia da MUT e das práticas de manejo na dinâmica do COS. As simulações em longo prazo sugeriram que a supressão da queima na colheita incrementa o estoque de C em 0,21 Mg ha-1 ano-1. No entanto o potencial de acúmulo de C é ainda maior quando adubação orgânica é realizada, com valores entre 0,34 e 0,37 Mg ha-1 ano-1 respectivamente. A análise da dinâmica do COS em cada cenário de manejo simulado permitiu estimar o tempo médio de recuperação do C do solo perdido pela MUT em áreas de pastagens. Os resultados indicaram um período de 17 anos para condições de cultivo sob solos argilosos e 24 anos para solos arenosos (SC3) em áreas de alta aptidão para expansão. O modelo projetou um maior número de anos em solo argiloso sob áreas de pastagem com aptidão média (40 anos).

O cultivo de pinhão manso é indicado como uma opção multi-propósito já que além de ser utilizado como matéria-prima para produção de biodiesel, reduzindo as emissões de gases do efeito estufa (GEE) quando este biocombustível é utilizado em substituição aos combustíveis fósseis, também pode estocar C no solo. O objetivo geral deste trabalho foi avaliar o potencial de sequestro de C no solo em cultivos de pinhão manso, bem como as alterações na qualidade da matéria orgânica do solo (MOS). Para tanto, foram quantificados os estoques de C e N do solo e os fluxos de GEE em cultivos de pinhão manso. O cálculo das taxas de sequestro de C no solo foi efetuado pela diferença entre o acúmulo de C no solo e as emissões de GEE, expressos em C equivalente (C-eq). A qualidade da MOS foi avaliada por meio da análise isotópica, fracionamento físico, índice de manejo do C (IMC), grau de humificação (HFIL) e teores de C e N na biomassa microbiana. A conversão da vegetação nativa em agroecossistemas alterou a quantidade e composição da MOS nos biomas Cerrado, Mata Atlântica e Caatinga, especialmente nas camadas superficiais. O cultivo de pinhão manso manteve os teores e estoques de C e N do solo, independentemente do uso da terra anterior (pastagem, milho ou vegetação nativa), com tendência de aumento em função do tempo de cultivo da cultura. Adicionalmente, a análise isotópica do C e N demostrou que a partir de dois anos de cultivo do pinhão manso há mudanças na composição da MOS. As contribuições do C derivado dos resíduos vegetais do pinhão manso para o C total do solo atingiram 11,5% após 7 anos de cultivo, na camada 0-30 cm. O cultivo de pinhão manso aumentou os teores de C nas frações da MOS, o IMC e os teores de C e N da biomassa microbiana em função do tempo de implantação da cultura, o que evidencia o potencial de melhoria da qualidade da MOS desse sistema a longo prazo. O HFIL foi menor nas áreas de pinhão manso em relação à vegetação nativa, indicando que os incrementos nos teores de C nessas áreas estão associados ao aumento da matéria orgânica menos estável e que a preservação seletiva não é o principal mecanismo de acumulação de C em solos sob pinhão manso. Os fatores de emissão de N2O variaram de 0,21 a 0,46% para doses inferiores à 150 kg ha-1, sendo emitidos 0,0362 Mg ha-1 ano-1 de C-eq quando aplicada a dose média usual no cultivo de pinhão manso (75 kg ha-1 ano-1). O balanço anual entre o acúmulo de C no solo e a emissão dos GEE mostrou que o cultivo de pinhão manso por 7 anos produz saldo positivo, que significou um sequestro de 0,6 Mg ha-1 ano-1 em C-eq. O presente estudo é pioneiro no Brasil e os resultados gerados nesta pesquisa são base para a análise de ciclo de vida do pinhão manso como matéria prima para a produção de biodiesel. / Jatropha cultivation is pointed as a multipurpose option whether is used for biodiesel production reducing greenhouse gases (GHG) emissions when replaces the need for fossil fuels, and also for storing C in the soil. The overall objective of this work was to evaluate the C sequestration potential of soil cultivated with Jatropha, as well as the variations in soil organic matter (SOM) quality. Therefore, C and N stocks were determined and GHG fluxes were measured in Jatropha cultivation. The difference between results from soil C storage and GHG emissions were used to calculate the C sequestration rates, defined as the C-equivalent (C-eq). SOM quality was assessed by isotopic analysis, physical fractioning, C management index (CMI), humufication degree (HFIL) and microbial C and N content. Land use change from native vegetation to agroecosystems altered the amount and composition of soil organic matter located in biomes of Cerrado, Atlantic Forest and Caatinga, especially within the surface layers. Jatropha cultivation preserved soil N and C stocks and contents, regardless of previous land use management (pasture, maize or native vegetation), proning to increase with cultivation time. Additionally, the isotopic analysis of C and N showed changes in SOM after two years with Jatropha cultivation. After 7 years of cultivation, the contribution of carbon derived from Jatropha residues to the total amount of the element stored within the 0-30 cm layer of soil reached 11.5%. The Jatropha cultivation increased the C contents in SOM, the CMI and microbial C and N contents along with cultivation time, which highlights the potential of Jatropha cultivation to improve SOM quality in the long term. HFIL of the areas with Jatropha cultivation showed lower values compared to the native vegetation. This indicates the increments of C contents for the areas planted with Jatropha are associated to the increase of the less stable portion of SOM and that the selective preservation is not the main mechanism responsible for C accumulation in soils under Jatropha cultivation. The N2O emission factors ranged from 0.21 to 0.46% for the doses up to 150 kg ha-1. Considering the average N fertilization rates applied annually in comercial Jatropha cultivation (75 kg ha-1 yr-1), the crop is responsible for the emission of 0.0362 Mg ha-1 yr-1 of C-eq. Moreover, the annual balance between soil C storage and GHG emission indicated that Jatropha cultivation for 7 years is able to contribute to the carbon sequestration accounting for 0.6 Mg ha- 1 yr-1 of C-eq stored in the soil. This study is pioneer in Brazil and the results generated in this research are basis for life cycle analysis of the Jatropha as a feedstock for biodiesel production in Brazil.