Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-08-16T16:00:11Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2193125 bytes, checksum: addb63c9a423b7e9fb28376cdaf560ef (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-16T16:00:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2193125 bytes, checksum: addb63c9a423b7e9fb28376cdaf560ef (MD5) Previous issue date: 2017-01-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O Brasil é um dos maiores produtores mundiais de madeira e plantações de eucalipto são responsáveis por boa parte do suprimento dos produtos madeireiros no país. Além disso, essas plantações desempenham papel importante na mitigação do aumento dos gases de efeito estufa na atmosfera. No período compreendido entre a colheita de um ciclo e o estabelecimento de uma nova rotação, ou seja, os seus primeiros dois ou três anos, se concentra a maior parte das operações florestais, que podem definir o sucesso do povoamento e ao mesmo tempo causar impactos negativos em propriedades físicas e orgânicas do solo. Esta tese, dividida em três capítulos, teve como objetivo avaliar o impacto dessas operações sobre a dinâmica das florestas de eucalipto e propriedades do solo. No primeiro capítulo foi abordado como o manejo dos resíduos da colheita do eucalipto pode alterar a sua decomposição e a dinâmica de duas frações (Matéria Orgânica Particulada – MOP e Associada aos Minerais – MAM) da matéria orgânica do solo (MOS). O experimento foi conduzido em área onde pastagens naturais do Pampa Gaúcho foram recentemente convertidas em plantios de eucalipto. Foram simuladas a remoção total dos resíduos (-R), a remoção apenas da casca (-B) e a manutenção total dos resíduos (+B), combinados (+N) ou não (-N) com a adição de 200 kg ha -1 de N mineral, em um fatorial 3x2 completo com 4 repetições. Uma solução enriquecida em 10 % com 15 N foi utilizada como fonte de N para traçar o N mineral em todo o processo. Aos 0, 3, 6, 12 e 36 meses após a instalação amostras dos resíduos e do solo foram coletadas e levadas ao laboratório. Dados de todos os tempos foram utilizados para construir a curva de decomposição dos resíduos, enquanto que os teores de C, δ 13 C, N e δ 15 N associados às duas frações da MOS foram determinados no último tempo nas camadas de 0 -1 e 1 -5 cm do solo. Nessas mesmas camadas, as frações da MOS dos solos de 12 e 36 meses foram submetidas à pirolise associada com cromatografia gasosa e espectrometria de massa (Pi-CG/EM) para caracterização química e tentativa de melhor entendimento sobre os processos de formação da MOS sob os diferentes manejos de resíduos. Ao final dos três anos, cerca de 80 % de todo o resíduo tinha sido decomposto. A presença da casca (p<0,05) e do N-mineral (p=0,06) diminuíram a taxa de decomposição do resíduo. O efeito dos resíduos sobre o C e N das frações da MOS foram mais expressivos na fração particulada e camada de 0 -1 cm. Em geral, a presença dos resíduos aumentou os teores de C e N, e diminuiu os valores de δ 13 C, indicando contribuição dos resíduos para as frações da MOS. A contribuição dos resíduos é maior na presença da casca, especialmente nos tratamentos -N. A contribuição do N mineral para as frações da MOS foi inferior a 4 %, mas foi sempre maior quando os resíduos estavam presentes. Os resultados da Pi- CG/EM indicaram contribuição direta dos resíduos para a fração MOP, enquanto que a influencia na fração MAM parece ser indireta pela alteração da comunidade microbiana e seus produtos. Concluindo, foi mostrado como o manejo dos resíduos altera a composição da MOS e que a manutenção dos resíduos na área acarreta em aumento nos teores de C da MOS. No segundo capítulo, foi avaliado como dois sistemas diferentes de colheita de eucalipto alterariam propriedades físicas do solo, os teores de C e a emissão de CO 2 pelo solo, bem como o crescimento inicial das árvores após a adoção de dois sistemas silviculturais distintos. Para isso, dois talhões adjacentes localizados em Estrela do Sul/MG foram selecionados. Cada talhão foi colhido com um sistema diferente (Feller e Forwarder - F+F, ou Feller e Skidder - F+S) e propriedades físicas [Densidade do Solo (Ds), Micro (Mi), Macro (Ma), Porosidade Total (PT) e Resistência à Penetração (RP)], orgânicas (C lábil, e C associado às frações MOP e MAM), emissão de CO 2 , e mortalidade das cepas foram avaliadas antes e depois da colheita. Posteriormente, cada área foi dividida em dois sistemas silviculturais: talhadia e alto-fuste (reforma), e a emissão de CO 2 pelo solo, frações de C do solo e a altura das árvores foram analisados após um ano para avaliar como cada área se recuperaria dos impactos da colheita. Todas as avaliações foram feitas nas linhas e entrelinhas de plantio. Ambos os sistemas de colheita afetaram negativamente as propriedades físicas do solo, mas de maneira diferente. Enquanto F+F concentra o impacto nas entrelinhas, o sistema F+S não segue linhas de trafego pré-estabelecidas, causando maior compactação nas linhas de plantio e consequentemente maior mortalidade de cepas. A colheita aumentou Ds, Mi, RP e reduziu Ma e PT em todas as posições, sistemas e profundidade. A emissão de CO 2 do solo não foi alterada pela colheita. Diferenças na emissão de CO 2 só foram encontradas após o plantio, quando foi mais elevada no F+S em ambos sistemas silviculturais, e C lábil e C- MOP também estavam mais elevados. Após um ano, a mortalidade ainda era maior no sistema F+S e altura menor no sistema de talhadia. Por outro lado, as árvores no F+S sob reforma eram mais altas. A respiração do solo apresentou padrão semelhante, ou seja, mais alta em área de talhadia no F+F e mais baixa nas áreas reformadas. C lábil, C-MOP e C-MAM foram significativamente mais altos nos sistemas de talhadia. Conclui-se que cada sistema de colheita afeta linha e entrelinha de plantio diferentemente, criando diferentes zonas no talhão, que podem ser exacerbadas com a adoção de diferentes sistemas silviculturais. Essas diferenças devem ser observadas quando são avaliados impactos sobre o solo. No terceiro capítulo foram avaliados o efeito da substituição de pastagens naturais do Pampa Gaúcho por plantios de eucalipto e o efeito da adubação nitrogenada sobre o crescimento inicial, a biomassa e distribuição espacial de raízes finas de eucalipto, e teores de C, δ 13 C e N associados às frações MOP e MAM da MOS. Foram testadas 4 doses de N (24, 36, 48 e 108 kg ha^-1 de N) e o crescimento inicial das árvores foi avaliado até a idade de dois anos. Posteriormente, foram selecionadas árvores representativas que tiveram a biomassa de raízes finas (BRF) avaliadas até a profundidade de 40 cm, ao mesmo tempo em que se realizaram as avaliações da MOS também até 40 cm. Efeitos positivos da adubação nitrogenada foram observados inicialmente sobre diâmetro e altura, mas aos dois anos apenas a altura foi positivamente influenciada. A regressão ajustada para a BRF indicou aumento da BRF até 56 kg ha -1 de N, sendo que após esse nível a BRF diminui e a maior dose de N testada resultou na menor BRF observada. Foi observada anisotropia na distribuição radicular horizontal e verticalmente e, apesar de diferenças entre as doses, não foi possível traçar uma relação clara entre as doses de N e a distribuição espacial de raízes finas. Em geral, a introdução de eucalipto elevou os teores de C do solo. Os efeitos foram maiores nas camadas superficiais. 36 kg ha^-1 resultou nos maiores teores de C-MOP na camada 0 -10, enquanto que 48 kg ha^-1 resultou nos maiores C-MAM nessa camada. As dinâmicas de C e N apresentaram-se fortemente correlacionadas, especialmente na fração MAM. Os teores de C-MOP correlacionaram-se positivamente com BRF. O sistema de preparo do solo influencia os teores de C e N no solo, aumentando-os na linha de plantio, provavelmente por favorecer o desenvolvimento de raízes nessa região. Assim, verificou-se que a adição de N pode afetar positivamente o crescimento inicial do eucalipto, mas os efeitos não parecem ser duradouros. Por outro lado, o efeito do N parece ser observado por mais tempo sobre a biomassa de raízes finas e C e N das frações da MOS. Espera-se que os resultados encontrados na presente tese possam ser utilizados para nortear as práticas de manejo adotadas em plantios de eucalipto no Brasil, trazendo maior produtividade e sustentabilidade à essas florestas. / Brazil is among the world’s largest timber producers and Eucalyptus planted forests are responsible for a significant portion of wood products supply. Furthermore, these forests play an important role on mitigation of increasing atmospheric greenhouse gases. The period between harvesting and new rotation establishment, i.e. its first two or three years, concentrates the major part of forest mechanical operations that may define achievable productivity while causing harmful impacts on soil physical and organic properties. This thesis is divided in three chapters that evaluated and tried to provide a better understanding of these operations impact on eucalypt forest dynamics and soil properties. The first chapter approached how the management of eucalypt harvest residues (HR) could alter its decomposition pattern and the dynamics of two soil organic matter (SOM) fractions (Particulate Organic Matter – POM, and Associated to Minerals – MAOM). The experiment was set up in an area where natural grasslands of Pampa Biome in the Rio Grande do Sul State, Brazil, have been recently converted to eucalypt forests. Removal of all residues (-R), only bark removal (-B) and maintenance of all residues (+B), all of them combined with external 200 kg ha -1 of N addition (+N) or not (-N), were simulated in PVC micro-plots in a 3x2 full factorial with 4 replications. A 10 % 15 N-enriched solution was used as N source to track the role of mineral-N in the process. Whole micro- plots were sampled at 0, 3, 6, 12 and 36 mo. after experiment establishment and taken to the lab for further analysis. All sampling times were used to build decomposition curve, while C, δ 13 C, N and 15 N content associated with both SOM fractions were determined on 36 mo. samples in 0 -1 and 1 -5 cm soil layers. In these same layers, SOM fractions from 12 and 36 mo. samples were characterized with Pyrolysis associated with Gas Chromatography/Mass Spectrometry (Py-GC/MS) to obtain a better understanding of SOM formation pathway under different HR management. Almost 80 % of HR have been decomposed until 3 yr. Bark (p<0.05) and mineral-N (p=0.06) presence slowed down decomposition. Overall, changes in C and N content and δ 13 C due to residues presence were more expressive in 0-1 cm layer and POM fraction. +B tended to increase HR contribution, but its effect was more distinguished in -N treatments. Mineral-N fraction was always higher when HR were present, particularly in +B treatments, but its contribution to SOM fractions was always smaller than 4 %. Py-GC/MS products revealed a direct role of HR on POM formation, but their effect on MAOM seems to be indirect by altering microbial composition and its products. In summary, we showed how HR management drives SOM fractions chemistry and we conclude that a sustainable management of HR can enhance soil C accrual. In the second chapter was evaluated how two different harvest systems would change soil physical properties, soil C content and soil CO 2 efflux, and initial tree growth under two different silvicultural system. To this end, two adjacent stands located in Estrela do Sul/MG were selected. Each stand was harvested and logged with a different system (Feller + Forwarder – F+F; and Feller + Skidder – F+S) and soil physical properties [Soil Bulk Density (Ds), Micro (Mi), Macro (Ma) and Total Porosity (TP), and Penetration Resistance (PR)], SOM properties [Labile- C, C associated with Particulate (C-POM) and Mineral (C-MAOM) fractions] soil CO 2 efflux and stump mortality rate, were assessed after harvesting operations and compared with reference (before harvesting). Afterwards, each stand was divided in coppice and replanting, and we followed soil CO 2 efflux after planting and one year after planting, when trees height (H) and SOM properties were also measured in both areas and system to evaluate how areas would recover from harvesting impacts. All soil variables were assessed at planting and inter-planting row positions. Both systems affected soil density and soil pore configuration, but in different ways. F+F concentrates traffic at inter- planting row position, and therefore causes a slightly higher compaction in this region, while F+S does not follow traffic routes and impacts planting-row similarly, resulting in higher stump mortality. Harvesting operations increased Ds, Mi and PR and reduced Ma and TP at all layers. Soil CO 2 efflux was not affected by harvesting operations. Differences in soil CO 2 were found after planting, when it was higher in F+S system, that also presented higher labile-C and C-POM. One year after planting, mortality rate was still higher under coppice in F+S system, that also presented lower trees. In turn, trees were higher in replanting in this area. Soil respiration behaved similarly, i.e., higher in F+F under coppice and lower under replanting. Overall, after one year coppice system presented higher Labile-C, C-POM and C-MAOM. We concluded that each harvest system affects row and inter-row differently, creating different soil functional zones inside same area, that might be enhanced by the next silvicultural system chosen, and should be observed when assessing ecosystem services and site condition. Lastly, the third chapter evaluated the effect of land use change from natural grasslands of Pampa Biome to eucalypt plantations, as well as N fertilization effects on initial eucalypt growth, fine-root biomass (FRB) and its spatial distribution, and C, δ 13 C and N content associated with SOM fractions (POM and MAOM). 4 N-levels were tested (24, 36, 48 e 108 kg ha^-1 of N) on initial tree growth (until 2 yr.). Afterwards, representative trees were chosen to evaluate FRB until 40 cm depth, and soil samples also until 40 cm depth were collected for SOM evaluation. Positive effect of N on tree growth (diameter and height) was seen initially after fertilization, i.e., 1.5 yr., whereas at 2 yr. N effects were seen only at trees height. The FRB fitted regression showed increase of FRB until 56 kg ha^-1 of N, and after that level a decrease in FRB was observed, and the highest N level used resulted in the lowest FRB. Both horizontal and vertical anisotropy in fine-root distribution were observed, and besides differences among N levels, we could not see a clear relation between N fertilization and fine-root spatial distribution. Overall, land use change to eucalypt plantations increased soil C content, particularly in top-soil layers. 36 kg ha^-1 resulted in higher C-POM in 0 -10, while 48 kg ha^-1 resulted in higher C-MAOM in this layer. C and N dynamics were tightly correlated, especially in MAOM fraction. C-POM was positively correlated with FRB. Tillage had a strong control on soil C and N stocks, enhancing C deposition and turnover at row (ridge) region, most likely for favoring roots development in this region. Therefore, it is shown that N fertilization may alter initial tree growth, but its effects don’t seem to last longer. Nevertheless, N effects can be reflected on fine-root biomass and distribution and C and N of SOM fractions. We hope that our findings could guide the adoption of proper management practices in eucalypt plantations in Brazil, enhancing the productivity and sustainability of these forests.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-12-15T12:07:46Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1033621 bytes, checksum: ad1f282725ab889c5390923c6a01381f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-15T12:07:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1033621 bytes, checksum: ad1f282725ab889c5390923c6a01381f (MD5) Previous issue date: 2017-07-07 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O aumento dos eventos climáticos extremos, como a seca, podem trazer consequências negativas para a dinâmica florestal. Entender esse processo na Mata Atlântica e como essas mudanças globais no clima afetam seu ecossistema, pode ser importante na compreensão do mesmo e auxiliar em estratégias de conservação e preservação. Portanto, objetivou-se avaliar a dinâmica de crescimento em carbono, bem como sua relação com o clima e prognosticar a mortalidade e sobrevivência de árvores em uma Floresta Estacional Semidecidual, localizada em Viçosa – MG, Brasil. O estudo foi realizado em um fragmento regenerado de Mata Atlântica, com 17 ha. O trabalho foi dividido em três artigos. No primeiro, foi avaliado dinâmica de carbono na área de estudo. Para isso, utlizou-se os dados de10 parcelas permanentes, com 0,1 ha (20x50m) cada, instaladas aleatoriamente sobre a área. Nos anos de monitoramento (1994, 1997, 2000, 2004, 2008, 2010, 2013 e 2016) todos os indivíduos com DAP (Diâmetro à Altura do Peito; à 1,3 m do solo) maior ou igual 5,0 cm foram inventariados eidentificados.Para verificar diferenças estatísticas entre as estimativas dos anos aplicou-se o teste “t” pareado. O estoque de carbono pelas espécies também foi avaliado. Em relação ao estoque de carbono, observou-se uma tendência de acréscimo com o passar dos anos, de 50,36 Mg ha -1 , em 1994, para 75,87 Mg ha -1 , em 2016, um aumento acréscimo de 25,51 Mg ha -1 . Não foram observadas diferenças significativas pelo teste t “pareado” para os períodos de 2000-2004 (p-valor = 0,2155), 2008-2010 (p-valor = 0,8491) e 2013-2016 (p-valor = 0,4945). As espécies com maiores estimativas de estoques de carbono ao final do monitoramento foram Anadenanthera peregrina (L.) Speg., Newtonia contorta (DC.) Burkart e Casearia ulmifolia Vahl ex Vent.. O maior estoque de carbono foi verificado para o grupo das espécies secundárias iniciais e nas classes de tamanho medianas (diâmetro entre 20-30 cm). As maiores taxas de mortalidade se concentraram nas espécies classificadas como pioneiras e em árvores de menor porte. O crescimento propriamente dito do fragmento, incremento bruto, foi de 43,21 MgC ha -1 , incluindo o carbono presente no ingresso. Já o crescimento líquido foi 25,52 MgC ha -1 , superior a mortalidade, que foi de 17,97 MgC ha -1 . O incremento periódico líquido anual em carbono para a comunidade foi de 1,160 Mg ha -1 ano -1 . Portanto, a Floresta Estacional Semidecidual avaliada apresenta um alto potencial de estocagem de carbono e contribui efetivamente para remoção do carbono atmosférico e consequente mitigação dos impactos no clima. No segundo artigo, foi avaliada a correlação entre um índice de seca e a dinâmica de árvores na área de estudo. Neste caso, foi o Agricultural Reference Index for Drought (ARID) e os dados climatológicos foram obtidos na estação meteorológica do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). Observou-se que os valores mensais do índice de seca que indicavam seca extrema, ou seja, valores próximos a 1, que mais correlacionaram com as taxas de mortalidade durante os períodos de monitoramento foram as médias do mês de setembro, de um período de 4 anos anteriores ao monitoramento. Assim, o índice de seca proposto, ARID, forneceu uma avaliação da resposta das florestas aos eventos de seca, que afetam sua estrutura e dinâmica. No terceiro artigo, foi realizada a prognose da sobrevivência e da mortalidade individual de árvores utilizando redes neurais artificiais, com emprego de variável climática, índice de competição e variáveis categóricas. Para isso foram utilizadas informações da qualidade do fuste, da copa e dos níveis de infestação de cipós e iluminação de copa das árvores mensuradas. O índice de competição utilizado foi o dependente da distância. A eficiência global da classificação foi acima de 92% no treinamento e acima de 93% no teste, para todas as RNAs. A taxa de acerto da classificação do número de árvores sobreviventes foi acima de 99% no teste e no treinamento para todas as RNAs. Porém, a classificação do número de árvores mortas apresentou baixa precisão. A RNA 4, com variável climática e índice de competição, foi a que apresentou a maior taxa de acerto na mortalidade (10,96 % para treino e 13,76 para o teste). Os resultados indicaram que o índice de competição e a variável climática podem ser as variáveis consideravelmente explicativas para prever a mortalidade de árvores em florestas estacionais semidecíduas / The increase on the number of extreme climate events, such as drought, can have negative consequences on the forest dynamics. Understanding the impact of these events and how global warming affects forests ecosystems, such as the Atlantic Forest, can be useful on improving conservation and preservation strategies. The objective of this study was to evaluate the dynamics of carbon growth, as well its relation with the climate, in order to predict the mortality and survival of trees in a semi deciduous seasonal forest, located in Viçosa, MG, Brazil. The study was carried out in an Atlantic Forest regenerated fragment, with 17 ha. The work was divided into three articles. In the first one, carbon dynamics was evaluated in the study area. For this, the data of 10 permanent plots, with 0.1 ha (20x50m) each, were randomly installed over the area. On the monitoring years (1994, 1997, 2000, 2004, 2008, 2010, 2013 and 2016), all individuals with a DBH (diameter at breast height,1.3 m) greater than or equal to 5.0 cm were inventoried and identified. To verify statistical differences between the estimates of the years the matched "t" test was applied. The carbon stock by species was also evaluated. In relation to carbon stock, there was a trend of increase over the years, from 50.36 Mg ha -1 in 1994 to 75.87 Mg ha -1 in 2016, which is an increase of 25, 51 Mg ha -1 . No significant differences were observed on the paired t-test for the periods 2000-2004 (p-value = 0.2155), 2008-2010 (p- value = 0.8491) and 2013-2016 (p-value = 0.4945). The species with the highest estimates of carbon stocks at the end of the monitoring were Anadenanthera peregrina (L.) Speg., Newtonia contorta (DC.) Burkart and Casearia ulmifolia Vahl ex Vent .. The highest carbon stock was verified on the group of initial secondary species with medium size (diameter between 20-30 cm). The highest mortality rates were concentrated in the species classified as pioneers and in smaller trees. The actual growth of the fragment, gross increase, was 43.21 MgC ha -1 , including the carbon presented at the ingress. The net growth was 25.52 MgC ha -1 , higher than mortality, which was 17.97 MgC ha -1 . The annual net on carbon increment for the community was 1,160 Mg ha -1 year -1 . Therefore, the evaluated semi deciduous seasonal forest presents a high potential for carbon storage and contributes effectively to the removal of atmospheric carbon. Consequently, it is able to contribute on the mitigation of the impacts of climate change. In the second article, the correlation between the Agricultural Reference Index for Drought (ARID), a drought index, and the tree dynamics on the study area was evaluated. For this study, climatological data were obtained from the meteorological station of the National Institute of Meteorology (INMET). It was observed that monthly values of the ARID index that indicates extreme drought, values close to 1, were mostly correlated with mortality rates 4 years later on the monitoring periods. Thus, the proposed dry index, ARID, provided an assessment of the response of forests to drought events. In the third article, it was performed the prognosis of individual tree survival and mortality using artificial neural networks, taking into account climatic variable, competition index and categorical variables. In order to do that, information of stem quality, canopy quality, levels of leaves infestation and canopy lighting of the trees were used. The competition index used was distance dependent. The overall efficiency of the classification was above 92% in training and above 93% in the test, for all ANNs. The accuracy rate of the classification regarding the number of surviving trees was above 99% on both, test and training, for all ANNs. However, the classification of the number of dead trees presented low precision. RNA 4, with climatic variable and competition index, presented the highest rate of correctness in mortality (10.96% for training and 13.76% for the test). The results indicated that the competition index and the climatic variable might be the considerably explanatory variables to predict the mortality of trees in semi deciduous seasonal forests.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-02-22T18:44:22Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1076344 bytes, checksum: 686feaa217335021c8ac2a50bf9ea9d3 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-22T18:44:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1076344 bytes, checksum: 686feaa217335021c8ac2a50bf9ea9d3 (MD5) Previous issue date: 2017-02-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O Brasil é um dos países que assinaram o Acordo de Paris e assumiu o compromisso, por meio das Contribuições Nacionalmente Determinadas (iNDC), de reduzir as emissões de gases de efeito estufa (GEE) em 37%, em relação aos níveis de 2005, até 2025. Para auxiliar no cumprimento dessas metas foi criada a Política Nacional de Mudanças Climáticas (PNMC). Entre outras ações, a PNMC incentiva a implantação de 5 milhões de hectares de sistema agroflorestais no país, com mitigação estimada de 18-22 GgCO 2eq . O incremento estimado ao longo dos 10 anos, no melhor cenário, é de 0,44 MgCO 2eq ha - ano -1 , porém acredita-se que o potencial de mitigação destes sistemas seja superior. Nesse contexto, o objetivo do presente estudo foi avaliar o balanço de carbono e a viabilidade econômica de um sistema silvipastoril (SSP) em uma propriedade rural em Visconde do Rio Branco, MG. O manejo animal praticado no sistema é semi-intensivo, com alimentação realizada no pasto e suplementação no cocho. O componente arbóreo do sistema silvipastoril é composto por um híbrido de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, plantado em janeiro de 2011, no espaçamento de 10 x 3 m, e a pastagem é formada por Brachiaria decumbes. Para quantificar o volume de madeira do povoamento foi realizado inventário florestal do tipo censo para dap (diâmetro a 1,3 m de altura) e selecionadas árvores amostras para relação hipsométrica de altura. Nessas mesmas árvores foi feita tradagem para coleta de amostras para determinação da densidade básica da madeira, para assim estimar o acúmulo de biomassa. A biomassa do fuste foi obtida pela multiplicação do volume com casca pela densidade básica da madeira, para as respectivas classes diamétricas. Para estimar a biomassa nos demais compartimentos da árvore foram utilizados os percentuais, em relação ao tronco, de 18,11 % para raízes, 9,40 % para galhos e 2,91 % para folhas. Também foi calculado o estoque de carbono na pastagem, porém o mesmo não entrou no balanço pois já estava estabelecida anteriormente à implantação do SSP. Para realização do inventário de emissões de gases de efeito estufa no sistema foram considerados fontes potenciais de todas atividades relacionadas ao SSP, conforme metodologias desenvolvidas pelo IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories - 2006. O estoque de carbono no componente arbóreo do SSP, aos 4,2 anos, foi de 6,7757 Mg ha -1 ; sendo estimados valores de 1,2271, 0,6369, e 0,1972 Mg ha -1 para raízes, galhos e folhas, respectivamente. Assim, o Incremento Médio Anual foi 7,6309 ha -1 ano -1 de MgCO 2eq , valor superior ao considerado na iNDC do Brasil. Na avaliação das emissões totais, por ano, observou-se que em 2011 as emissões foram menores (0,7882 MgCO 2eq ha -1 ), devido à ausência do componente animal. Nos demais anos os valores foram próximos, com maior valor em 2014 (4,2107 MgCO 2eq ha -1 ), o que resultou no balanço de carbono positivo do sistema silvipastoril. O excedente em carbono do componente arbóreo também foi suficiente para neutralizar as emissões de GEE do cultivo de milho utilizado na alimentação suplementar dos anima is. As emissões foram de 1,8153 MgCO 2eq animais ha -1 e por unidade produtiva foram de 0,00010 MgCO 2eq L -1 . Para análise da viabilidade econômica foram considerados diferentes cenários (1 - produção de leite com pastagem em sistema tradicional, até o quarto ano; 2 - produção de leite em SSP e de madeira para lenha, até o quarto ano; 3 - produção de leite em SSP e produção de madeira para lenha (50%) e serraria (50%), até o décimo segundo ano; e 4 - aluguel da pastagem e produção de madeira para lenha (50%) e serraria (50%), no décimo segundo ano). Os parâmetros avaliados foram Valor Presente Líquido (VPL), Razão Benefício Custo (B/C), Taxa Interna de Retorno (TIR) e Valor Periódico Equivalente (VPE). Para essas análises foi considerada uma taxa de desconto de 10% ao ano. Foram realizadas análises de sensibilidade nos cenários inviáve is economicamente, visando identificar custos e receitas que mais afetam a viabilidade econômica dos cenários. As receitas da venda da madeira no ano 12, complementada pelo aluguel da pastagem, indicou maior viabilidade do cenário 4. Os cenários 1 e 2 foram inviáveis economicamente, influenciados pelos custos da produção de leite superiores às receitas na maioria dos anos. O cenário 3, planejado pelo produtor na implantação do SSP, foi economicamente viável, para o horizonte de planejamento de 12 anos. Apesar dos expressivos custos relacionados à produção de leite, a receita de madeira tornou o SSP viável economicamente. Conclui-se que o sistema silvipastoril com pecuária leiteira e madeira destinada para serraria, aos 12 anos, apresenta balanço positivo de gases de efeito estufa e é viável economicamente nas condições de estudo. / Brazil is one of the countries that signed the Paris Accord and made a commitme nt, through Nationally Determined Contributions (iNDC), to reduce greenhouse gas (GHG) emissions by 37% from 2005 levels by the year 2025. To help achieve these goals, the National Policy on Climate Change (PNMC) was created. Among other actions, PNMC encourages the implementation of 5 million hectares of agroforestry system in the country, with estimated mitigation of 18-22 GgCO 2 eq . The estimated increment over the 10 years, in the best scenario, is 0.44 MgCO 2eq ha -1 year -1 , but we believe that the mitigation potential is superior. In this context, the objective of our study was to evaluate the carbon balance and economic viability of a silvopastoral system (SSP). We conducted the study in a rural property in Visconde do Rio Branco, MG, whose main activity is cattle raising. The animal management practiced in the system in question is semi-intens ive, with pasture feeding and supplementation in the trough. The arboreal component of the silvipastoril system is composed of a hybrid of Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, planted in January 2011, at a spacing of 10 x 3 m, and the pasture is formed by Brachiaria decumbes. In order to quantify the population size, we carried out forest inventory of the census type for dap (diameter at breast height) and selected trees for height hypsometric relation. In these same trees we made the tradition to determine the basic density of the wood, in order to estimate the accumulation of biomass. The biomass of the stem was obtained by multiplying the volume with bark by the basic density of the wood, of the respective diameter class. To estimate the biomass in the other compartments of the tree we used the percentages, in relation to the trunk, of 18.11% for roots, 9.40% for branches and 2.91% for leaves. We also calculated the carbon stock in the pasture, but it did not enter the balance, because its presence was not due to the implantation of the silvopastoral system. For the inventory of greenhouse gas emissions in the system we consider nitrogen fertilization, enteric fermentation, animal waste management, fossil fuels and electric energy, according to the methodologies developed by IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories (2006). The carbon stock in the tree component of the SSP, at 4.25 years, was 6.7757 Mg ha -1 ; being estimated values of 1.2271, 0.6369, and 0.1972 Mg ha -1 for roots, branches and leaves respectively. Thus, the Annual Average Increase was MgCO 2eq 7.6309 ha -1 year -1 , higher than that considered in Brazil's iNDC. In the evaluation of total emissions, per year, we observed that in 2011 emissions were lower (0.7882 MgCO 2eq ha -1 ), due to the absence of the animal component. In other years values were close, with the peak in 2014 (4.2107 MgCO 2eq ha -1 ), which resulted in the positive carbon balance of the silvipastoral system. The carbon surplus of the tree component was sufficient to neutralize GHG emissions from corn planting used in supplementary feeding of animals. The emissions were 1.8153 MgCO 2eq animals -1 ha -1 and per unit of production were 0.00010 MgCO 2eq L -1 . In order to analyze the economic viability, we consider different scenarios (1-milk production with pasture in traditio na l system, up to the fourth year, 2-Milk production in SSP and wood for wood until the fourth year; and wood production for firewood (50%) and sawmill (50%) by the twelfth year; 4-Rent of pasture and wood production for firewood (50%) and sawmill (50%) by the twelfth year). The parameters that we evaluated were Net Present Value (NPV), Benefit Cost Ratio (B / C), Internal Rate of Return (IRR) and Equivalent Period Value. For these analyzes we used the discount rate of 10% p.y. Sensitivity analysis was done in those scenarios that were economically unviable. The economic viability of scenario 4, due to revenues from the sale of wood in year 12 and also from the pasture rental, shows that wood production is viable in the region. Scenarios 1 and 2 were economica lly unviable, influenced by the costs of milk production higher than the revenues in most years. Scenario 3, planned by the producer in the implementation of the SSP, was economically viable for the 12-year planning horizon. Despite the significant costs related to milk production, wood revenue made the SSP economically viable. We conclude that the silvopastoral system with dairy cattle and timber for sawing, at 12 years, presents a positive balance of greenhouse gases and is economically feasible under the study conditions.

Submitted by Amauri Alves (amauri.alves@ufv.br) on 2015-11-30T15:07:10Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 728003 bytes, checksum: 9c5081919c7327d70fde3c3085cfca84 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-30T15:07:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 728003 bytes, checksum: 9c5081919c7327d70fde3c3085cfca84 (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A contenção do aumento da temperatura, gerado pelos altos níveis de concentração dos GEE na atmosfera, tem sido um desafio para os cientistas e formuladores de políticas. Um dos maiores entraves à implementação de políticas climáticas de mitigação têm sido os custos incorridos para as economias. Nesse sentido, buscou-se analisar, neste estudo, o desempenho das economias desenvolvidas e em desenvolvimento com a implementação da política climática de redução das emissões, na presença dos spillovers tecnológicos. Para tanto, foi elaborado uma variante do modelo MIND, que permitiu estender as análises para diversas regiões, considerando o comércio bilateral e os spillovers tecnológicos, em um contexto de mudanças climáticas. Com base nas análises feitas, constatou-se influência positiva dos spillovers tecnológicos, uma vez que a elevação no desempenho econômico das regiões bem como nas negociações internacionais e no bem-estar não acarretaram elevação no nível de emissões, visto que estes níveis se mantiveram inalterados. A política climática aplicada somente para os países desenvolvidos, conforme proposto inicialmente pelo protocolo de Kyoto, não foi suficiente para causar impactos positivos ou negativos sobre as variáveis. Quando aplicada para ambos, países desenvolvidos e em desenvolvimento, verificou-se pequena redução no desempenho das economias e no bem-estar, todavia a intensidade da redução nos níveis de emissões de CO 2 foi expressiva, demonstrando com isso que a cooperação entre os países em prol da estabilização da temperatura atmosférica implica maior eficiência da política climática. Por conseguinte, ao considerar a política climática global em conjunto com os spillovers tecnológicos, que aumentam a eficiência energética, houve redução significativa das emissões de CO 2 e elevação tanto no crescimento como no nível de bem-estar, associadas a uma distribuição aceitável dos custos entre as economias. Depreende-se que a alternativa mais eficaz no sentido de mitigar as emissões de GEE e alcançar a estabilidade da xiitemperatura seja a instituição de uma política climática global, associada aos spillovers tecnológicos, ao passo que as economias foram positivamente influenciadas, houve também considerável redução nos níveis de emissões. Ademais, a adição dos spillovers tecnológicos significa maior potencial de redução das perdas, ou potencialização dos ganhos de bem-estar. Adicionado a isso, a estabilidade climática implica melhor funcionamento dos ecossistemas, reduzindo as incertezas relacionadas às questões ambientais, que se refletem diretamente na sobrevivência da espécie humana. / The containment of the increasing temperature generated by high concentration levels of greenhouse gas (GHG) in the atmosphere has been a challenge for scientists and public policymakers. One of the biggest obstacles to the implementation of climate mitigation policies have been costs incurred for the economies. In this sense, this study sought to analyze the performance of developed and developing economies with the implementation of climate policy for gases emissions in the presence of technological spillovers. Therefore, a variant of the Mind model was created, which allowed extending the analysis for different regions considering the bilateral trade and technological spillovers in a context of climate changes. On the basis of analysis, it was found positive influence of technological spillovers, since the increasing economic performance in the regions, as well as in international negotiations and wellbeing, did not cause increasing emission levels, which maintained unchanged. The climate policy applied only to developed countries, as initially proposed by the Kyoto Protocol, was not enough to cause positive or negative impacts on the variables. When applied to both developed and developing countries, there was slight reduction in performance of economies and well-being, but the levels’ reduction intensity of Cτ 2 emissions was significant, showing that the cooperation among the countries in favor of the atmospheric temperature stabilization involves more efficiency of climate policy. Therefore, when considering the global climate policy together with technological spillovers that increase energy efficiency, there was significant reduction of CO 2 emissions and increasing of both growth and the well-being level associated with an acceptable distribution of costs among economies. It is concluded that the most effective alternative to mitigate GHG emissions and achieve temperature stability could be the establishment of a global climate policy associated with technological spillovers, since there was also considerable reduction in gas emission, while the economies were positively influenced. Furthermore, the addition of technological spillovers means greater potential for xivreducing losses or potentiation of well-being gains. Added to this situation, the climate stability entails better functioning of ecosystems, reducing the uncertainties related to environmental issues, which directly affects the human species survival.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-03-07T08:40:44Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2003812 bytes, checksum: 4f494b3817fdb20335ef960331babcc6 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-07T08:40:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2003812 bytes, checksum: 4f494b3817fdb20335ef960331babcc6 (MD5) Previous issue date: 2015-10-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Diante do cenário de alterações climáticas e da demanda crescente por ações de redução e mitigação das emissões de Gases de Efeito Estufa (GEE) é necessário propor medidas que colaborem com políticas de atenuação das emissões de GEE, em especial na área rural – principal fonte emissora de gases de efeito estufa no Brasil. Deste modo, o objetivo geral deste estudo foi levantar dados primários e secundários de carbono florestal e desenvolver e implementar um sistema de cálculo de balanço de carbono em propriedades rurais. A tese foi dividida em quatro capítulos: Capítulo 1 - Estoque e incremento de carbono em Floresta Estacional Semidecidual na Bacia do Rio Doce, MG; Capítulo 2 – Balanço de gases de efeito estufa em monocultivo de eucalipto em Lamim, MG, Capítulo 3 – Balanço de gases de efeito estufa em sistemas silvipastoris em Porto Firme, MG, e Capítulo 4 – Sistema Carbono Zero: Cálculo de balanço de GEE em propriedades rurais. No Capítulo 1 estimou- se o estoque e incremento de carbono presente na biomassa viva acima e abaixo do solo em uma propriedade rural localizada na Bacia do Rio Doce em Minas Gerais. O carbono presente acima do solo foi o compartimento que apresentou maior estimativa, representando 81,93% do valor total. A estimativa de estoque e do IMA de carbono encontrado neste estudo foi igual a 39,90 Mg.ha -1 e 3,17 Mg.ha -1 .ano -1 , respectivamente. Plathymenia foliolosa (vinhático) e Paratecoma peroba (peroba) apresentaram maior média de carbono estocado (712,39 KgC.indivíduo -1 e 709,45 KgC.indivíduo -1 , respectivamente). Senna multijuga (canafístula) é a espécie que possui maior IMA de carbono, 7,79 KgC.ind. -1 .ano -1 . No Capítulo 2 estimou-se o balanço de remoções e emissões de GEE em monocultivo de eucalipto localizado na zona rural de Lamim, MG. Analisou-se quatro áreas com espaçamentos diferentes (2 x 1 m, 2 x 2 m, 3 x 2 m e 3 x 3 m) de E.urophylla x E.grandis aos 18 e 32 meses. O estoque de carbono foi maior nos plantios mais adensados, variando de 2,53 a 10,51 Mg.ha -1 , aos 18 meses e 12,72 e 24,78 Mg.ha -1 , aos 32 meses. Os valores de Incremento Médio Anual (IMA) de carbono diminuíram de acordo com o aumento da área útil por planta, variando entre 1,68 e 4,71 MgC.ha -1 .ano -1 para espaçamento 3 x 3 m, aos 18 e 32 meses, respectivamente, e 7,0 e 9,18 MgC.ha -1 .ano -1 para o espaçamento 2 x 1 m, aos 18 e 32 meses de idade, nesta ordem. O monocultivo de eucalipto apresentou balanço de GEE positivo para as quatro áreas, em média, 19,43 MgCO 2e aos 18 meses e 67,80 MgCO 2e aos 32 meses. No Capítulo 3 estimou-se o balanço de remoções e emissões de GEE em sistemas silvipastoris localizados em Porto Firme, MG. Analisou-se quatro sistemas silvipastoris com E.urophylla x E.grandis sob diferentes espaçamentos, clones e idades localizados na propriedade rural A (S-1A, S-2A, S-3A e S- 4A) e dois sistemas silvipastoris implantados na propriedade B (S-1B e S-2B). Todos os sistemas silvipastoris avaliados possuem balanço de carbono positivo. O sistema S-3A, por apresentar maior estoque de carbono, obteve também balanço de carbono superior aos demais. Além disso, em todos os sistemas avaliados, o gado é a principal fonte emissora de GEE. No Capítulo 4, final, objetivou-se desenvolver, implementar e validar um sistema de cálculo de balanço de GEE denominado Sistema Carbono Zero. O sistema mostrou-se eficiente e útil como ferramenta de apoio à implantação de projetos e ações de mitigação das alterações climáticas junto aos produtores rurais. Além disso, o componente arbóreo contribuiu de forma favorável para o balanço de GEE em propriedades rurais e, consequentemente, para a mitigação das alterações climáticas. Palavras-chave: Mudanças Climáticas, Agricultura de Baixo Carbono, Remoção de CO 2 , Emissão de CO 2. / Based on climate changes scenario and demand rise by Greenhouse Gases (GHG) reduction and mitigation activities is important to propose methods to collaborate with GHG reduction policies, especially in rural areas – main Brazilian GHG source. Thus, this study aimed to evaluate the GHG balance of farms, develop and implement a GHG balance system. The thesis contains four chapters: Chapter 1 - Stock and carbon increase in seasonal semideciduous tropical forest in Bacia do Rio Doce, MG ; Chapter 2 - Greenhouse gas balance by eucalyptus monoculture in Lamim, MG; Chapter 3 - Greenhouse gas balance by silvopastoral systems in Porto Firme, MG; and Chapter 4 - Carbono Zero System: GHG balance of farms. In Chapter 1 we estimate stock and carbon increment in aboveground and belowground biomass in farm located in Bacia do Rio Doce, Minas Gerais. The aboveground biomass pool showed highest estimative, 81.93% of total. The estimative of carbon stock and annual average increment were equal to 39.90 Mg . ha -1 and 3.17 Mg . ha -1 yr -1 , in this order. Plathymenia foliolosa (vinhático) and Paratecoma peroba (peroba) showed higher average of carbon stock (712.39 KgC.tree -1 and 709.45 KgC.tree -1 , respectively). Senna multijuga (canafístula) has superior Annual Average Increment (AAI) of carbon, 7.79 KgC.tree -1 .yr -1 . In Chapter 2 we estimate the removals and GHG emission balance in Eucalyptus monoculture located in Lamim, MG. We evaluated four areas of E.urophylla x E.grandis at 18 and 32 months under different tree densities (2 x 1 m, 2 x 2 m, 3 x 2 m e 3 x 3 m) and GHG emissions from planting management. The carbon stock was higher for elevated tree density areas ranged from 2.53 to 10.51 Mg.ha -1 at 18 months and between 12.72 and 24.78 Mg.ha -1 at 32 months. The AAI values decreased according to elevation of area by tree, 1.68 – 4.71 MgC.ha -1 .yr -1 for 3 x 3 m at 18 and 32 months, respectively, and 7.0 and 9.18 MgC.ha -1 .yr -1 for 2 x 1 m, at 18 and 32 months, in this order. The Eucalyptus monoculture presented positive GHG balance for all rural areas, on average, 19.43 MgCO 2 at 18 months and 67.80 MgCO 2e at 32. In Chapter 3 we estimated the removals and GHG emissions in silvopastoral systems located in Porto Firme, MG. We analyzed four silvopastoral systems of E.urophylla x E.grandis under different tree density, clones and age for farm A (S-1A, S-2A, S-3A and S-4A) and two silvopastoral systems in rural property B (S-1B and S-2B). All silvopastoral systems showed positive carbon balance. The S-3A system has higher carbon stock and carbon balance superior them. Moreover, cattle is the main GHG source. The final Chapter, Chapter 4, aimed to develop, implement and validate a GHG balance system, named Carbono Zero System. The system proved efficient and useful as support appliance to develop projects and activities of climate changes mitigation with farmers. Furthermore, the trees contributed positively to the GHG balance on farms and, consequently, to climate change mitigation. Key-words: Climate change, Low-carbon agriculture, CO 2 removal, CO 2 emission.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-04-11T16:52:16Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1664999 bytes, checksum: 066ca06c4ee9158d3ba935e6f356c0db (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-11T16:52:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1664999 bytes, checksum: 066ca06c4ee9158d3ba935e6f356c0db (MD5) Previous issue date: 2015-12-21 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Há uma grande expectativa global de que produção agrícola total do Brasil irá aumentar como em nenhum outro país do mundo para atender ao aumento da demanda por alimentos até 2050. Ao tentar atender a essa expectativa, o Brasil terá de enfrentar os efeitos de uma grave mudança climática induzida pela mudança na composição atmosférica. Além disso, se o futuro aumento da produção total se assemelhar a dinâmica do passado e a fronteira agrícola avançar sobre biomas naturais como a Amazônia e o Cerrado, corremos um grande risco. Estudos recentes indicam que o desmatamento em grande escala causa mudanças significativas na disponibilidade de água no ambiente e poderia ter implicações para os sistemas agrícolas. Esta tese investiga como a mudança climática e o desmatamento adicional podem afetar a produtividade das principais commodities exportadas pelo país até 2050: soja e pastagens para criação de gado. Foi utilizado um modelo de culturas agrícolas para avaliar os efeitos do clima simulado por quatro modelos do CMIP5 sob o cenário RCP8.5 do IPCC AR5 na produtividade de soja e pastagens. Estes resultados foram contrastados com um segundo grupo de simulações que representam os efeitos de cenários de desmatamento mais severos da Amazônia e do Cerrado no clima regional. As simulações de soja indicam que, dentre as regiões mais produtivas no centro-norte do Brasil, os efeitos das alterações climáticas são dependentes das datas de plantio. A produtividade das cultivares de soja plantadas em setembro, semeadas mais cedo por agricultores que optam por adotar sistemas safra-safrinha (duas culturas no mesmo espaço no mesmo calendário agrícola) deve diminuir expressivamente. No entanto, cultivares de soja que são plantadas em datas posteriores (novembro- dezembro), semeadas principalmente por agricultores que optam por cultivar apenas uma cultura no mesmo calendário agrícola, mostram um aumento da produtividade. A diminuição da produtividade para datas precoces está relacionada a uma tendência de diminuição mais acentuada da precipitação durante estes meses do ano, enquanto o aumento da produtividade em datas mais tardias é devido a um déficit hídrico menor e os efeitos positivos de um aumento da concentração de CO 2 atmosférico. Regiões produtoras do Sul do Brasil também mostram aumento da produtividade de soja até o meio do século, independentemente da data de plantio. Para as regiões produtivas do centro e norte do Brasil, movendo-se as datas de plantio de setembro para datas posteriores pode levar a um aumento da produtividade de soja, mas diminui a probabilidade de adoção de sistemas safra-safrinha. Além disso, cenários de desmatamento mais severos levam a um aumento da perda de produtividade de soja. As simulações de produtividade de pastagens mostram que, assim como no caso da soja, a produtividade das pastagens deve diminuir em regiões centrais e do norte do Brasil e aumentar ligeiramente nas regiões sul. Além disso, níveis mais elevados de desmatamento provocam maior redução da produtividade, e conduzem a perdas de produtividade pelo menos duas vezes maiores. De acordo com todas as simulações deste trabalho, as regiões mais afetadas são onde estão localizados os maiores produtores agrícolas nacionais (Mato Grosso) ou em regiões que começaram a ser exploradas mais recentemente e ainda guardam elevado potencial agrícola como o MATOPIBA, indicando que investimentos do governo nessas regiões sem a consideração apropriada dos riscos climáticos é uma estratégia de elevado risco. Finalmente, em face às mudanças climáticas e com reduzida evidência de que o desmatamento na Amazônia e no Cerrado estejam chegando a um fim, o Brasil deverá rever suas políticas agrícolas e conservacionistas e alcançar imediatamente níveis de desmatamento zero nestes biomas, e criar mecanismos para identificar e traçar soluções para adaptar sua agricultura às mudanças climáticas. / There is a wide global expectation that Brazilian total agricultural output will increase like no other country in the world to meet the projected higher demand for food until 2050. While trying to meet this expectation, Brazil will face the effects of a severe climate change induced by the change in atmospheric composition. In addition, if the future increase in total production resembles the dynamics of the past and increasingly deforest natural biomes as the Amazon and the Cerrado, we run a great risk, as recent studies indicate that large-scale deforestation drives significant changes in water availability and could have implication for agricultural systems. This thesis investigates how climate change and additional deforestation may affect the productivity of the main commodities exported by the country until 2050: soybeans and cattle pasture. We used a gridded crop model to assess the effects of the climate simulated by four CMIP5 models under the IPCC AR5 RCP8.5 scenario on soybean and pasture productivity. We contrasted these results with a second group of simulations that account for the effects of more severe Amazon and Cerrado deforestation scenarios on regional climate. Soybean simulations show that, for central-northern Brazilian productive regions, the effects of climate change are dependent on the planting dates. The productivity of soybean cultivars planted in late September, sowed early by farmers who choose to adopt double-cropping systems (two crops on the same land in the same agricultural calendar) is predicted to expressively decrease. However, soybean cultivars that are planted in later dates (November- December), mainly sowed by farmers who choose to grow only one crop in the agricultural calendar, show increased productivity. The decrease in productivity for earlier dates is related to a sharper decreasing trend in precipitation during these months of the year, while the increased productivity in later dates is due to a smaller water deficit and the positive effects of an increased atmospheric CO 2 concentration. Southern Brazilian productive regions also show increased soybean productivity until the middle of the century, despite the planting date. For central-northern Brazilian productive regions, moving planting dates from September to later dates expressively increases soybean productivity, but decreases the probability of adopting double-cropping systems. In addition, increased levels of deforestation lead to increased soybean productivity loss. Pasture simulations show that, as well as in the case of soybeans, pasture productivity is predicted to decrease in central-northern Brazilian regions and slightly increase in southern regions. In addition, higher deforestation levels causes further productivity decrease, and lead to at least twice as large productivity losses. According to all simulations in this work, the regions most affected are either the major Brazilian production region (Mato Grosso) or where the exploration has begun more recently and still hold an expressive agriculture potential as MATOPIBA, indicating that government investments in these regions without the proper consideration of the climate risks are a high-risk strategy. Finally, in the face of climate change and with little evidence that deforestation in Amazonia and Cerrado is ending, Brazil needs to review its agriculture and conservation policies and immediately shift to a new standard of zero deforestation in Amazonia and Cerrado, and create mechanisms to identify and trace solutions to adapt its agriculture to climate change.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-06-06T09:05:26Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 780240 bytes, checksum: 4b396566023496d973cabb33e5923374 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-06T09:05:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 780240 bytes, checksum: 4b396566023496d973cabb33e5923374 (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / O impacto ambiental decorrente de empreendimentos minerários promove retirada da vegetação nativa, alterações topográficas com escavações de terras em grande extensão e em profundidade, formação de pilhas de estéreis e poluição do ar através de lançamento de material sólido particulado de ferro (MSPFe). Neste contexto, o objetivo do trabalho foi conhecer como o MSPFe afeta as respostas morfofisiológicas de gramínea resistente, frente as mudanças climáticas e quais aspectos interferem no estabelecimento de espécies em ambientes degradados pela mineração de ferro. No primeiro experimento, foram avaliados as respostas morfofisiológicas de Paspalum densum expostas ao MSPFe, frente ao incremento nas concentrações atmosféricas de CO 2 . As plantas foram cultivadas durante 180 dias, em câmaras de topo aberto sob duas concentrações de CO 2 (380 e 700 ppm), expostas à duas concentrações de MSPFe (0 e 2,14 mg cm -2 dia -1 ) ao longo de cinco avaliações, com quatro repetições. P. densum apresentou eficiente forma de dissipação do excesso de energia luminosa de maneira a evitar danos fotoinibitórios em condição de estresse por MSPFe.Entretanto,com o aumento na concentração de CO 2 atmosférico houve prejuízo no mecanismo de dissipação regulada de energia. A reduzida peroxidação lipídica indicou que P. densum apresentou eficiente mecanismo na eliminação de EROS de forma a não causar danos severos em função do excesso de ferro nos tecidos decorrentes da deposição de MSPFe. A resistência apresentada por P. densumao MSPFe sob elevada [CO 2 ]comprova o seu potencial para uso na revegetação de ambientes com concentrações elevadas de ferro e sujeitos à deposição particulada, mesmo em futuros cenários de mudanças climáticas. No segundo experimento, foram avaliadas as respostas fisiológicas das espécies presentes em ambiente degradado pela deposição de estéreis de mineração de ferro, a fim de se identificar os principais estressores abióticos que limitam a colonização desse ambiente e selecionar marcadores fisiológicos de resistência. O trabalho foi desenvolvido na mina Retiro das Almas, município de Ouro Preto, MG. Em julho de 2015 (estação seca), foram selecionados dois ambientes: pilha de estéril e campo ferruginoso. Foram delimitadAs 20 parcelas por ambiente e selecionado quatro espécies de plantas em cada local. Na pilha de estéril foram selecionadas: Andropogon bicornis L., Melines minutiflora P. Beauv, Achyrocline satureioides (Lam.) DC e Baccharis reticularia DC. No campo ferruginoso, além de A. satureioides e B. reticularia, foram selecionadas Paspalum guttatum Trin. e Echinolaena inflexa (Poir.) Chase.O excesso de ferro e metais pesados de Pb, Cr e Cd não são os principais fatores limitantes para o estabelecimento das espécies na pilha de estéril da mina estudada. As baixas concentrações de macronutrientes, principalmente potássio (K) e de matéria orgânica no solo constituíram as principais limitações no estabelecimento vegetal na área degradada. As espécies presentes na pilha de estéril apresentaram efetivo controle dos níveis de H 2 O 2 e MDA, que indica eficiente mecanismo na eliminação de EROS ou na neutralização dos metais pesados de forma a não causar danos severos às plantas. As espécies nativas comuns nas duas áreas, A. satureioides e B. reticularia, por apresentarem adequado desempenho fotoquímico (pigmentos fotossintetizantes, Fv/Fm, Φ NPQ , NPQ) mesmo sob elevados teores de metais em seus tecidos (Fe, Mn, Zn, Cu e Cd) podem favorecer a incorporação do ambiente impactado no ecossistema circundante. / Brazil has large reserves of high quality iron ore, and is among the largest producers and exporters of this raw material. However, the environmental impact of mining projects promotes deforestation and removal of native vegetation, topographical changes in land excavations at great length and in depth and formation of sterile cells, air pollution through release of particulate solid iron material reduction native species (fauna and flora), but it also reveals the condition of major producer of waste and effluents released on slopes and rivers. In this context the objective of this study was to know which aspects interfere in the establishment and distribution of species in degraded environments by mining and iron as MSPFe influence on morphological and physiological responses of resistant plants. Two experiments were performed. In the first experiment, it evaluated the morphological and physiological responses of P. densum exposed to MSPFe, compared to the increase in atmospheric CO 2 concentrations. The plants were grown P. densum open top chambers with two CO 2 concentrations (380 ppm and 700 ppm), two concentrations of MSPFe (0 mgcm -2 day -1 and 2,14 mg cm -2 day -1 ) to five days evaluation, with four replications. P. densum has efficient light excess energy dissipation in order to prevent damage to fotoinibitórios stress condition by MSPFe, however the increase in atmospheric CO 2 concentration may impact the dissipation mechanism of regulated power. The reduced lipid peroxidation suggests that P. densum shows efficient mechanism in the elimination of ROS in order not to cause severe damage due to MSPFe. The high resistance presented by P. densum proves its potential for use in revegetation environments with high concentrations of iron and subject to particulate deposition, even in future climate change scenarios. In the second experiment, it evaluated the physiological responses of species in degraded environment by deposition of iron in mining sterile and near ferruginous fields, in order to identify the main abiotic stressors that limit the colonization of this environment and select physiological resistance markers . The study was conducted in Retiro mine of Souls, Ouro Preto, MG. July 2015 (dry season) were selecionas two areas: waste dump and ferruginous field. 20 quarters were defined environment and by four species of plants selected at each location. The waste dump were selected: Andropogon bicornis L., Melines minutiflora P. Beauv, Achyrocline satureioides (Lam.) DC and Baccharis reticularia DC. In ferruginous fields, in addition to A. satureioides and B. reticularia were selected Paspalum guttatum Trin. andEchinolaena inflexa (Poir.) Chase. Considering the results of soil analysis, it was possible to infer that the excess iron and other heavy metals are not the main limiting factors for establishing the species in the waste dump of the studied mine. The primary limitations may be considered low concentrations of nutrients, especially potassium (K) and organic matter in the soil. The species showed effective control of H 2 O 2 and MDA levels, indicating efficient mechanism in the elimination or neutralization of EROS mechanisms of heavy metals so as not to cause severe damage to plants. The species in common between the two areas, A. satureioides andB. reticularia for present high performance photochemical (photosynthetic pigments, Fv / Fm Φ NPQ , NPQ) even under high amounts of metals in their tissues (Fe, Mn, Zn, Cu and Cd) may favor the incorporation of the impacted environment surrounding ecosystem.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-06-06T14:30:21Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 7032650 bytes, checksum: a6869e490453b254e2494ce476874fd8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-06T14:30:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 7032650 bytes, checksum: a6869e490453b254e2494ce476874fd8 (MD5) Previous issue date: 2016-02-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Climas passados são ferramentas indispensáveis para o entendimento das projeções de clima futuro devido suas condições forcantes serem diferentes das condições atuais e futuras, devido a emissão antropogênica de gases de efeito estuda. Por meio da comparação entre simulações e reconstruções climáticas em períodos passados a sensibilidade climática pode ser aferida para diferentes componentes. Portanto, o objetivo deste estudo é avaliar as respostas dos componentes oceânicos e atmosféricos a alteração na topografia da Antártica e variações nos parâmetros orbitais da Terra. Para tanto, foi utilizado o modelo climático global acoplado SPEEDY-NEMO. Foram realizadas uma simulação controle (CONTROL) e três simulações de sensibilidades (MIS31, ORBIT e TOPO). Para avaliar o desempenho do SPEEDY-NEMO em representar o clima atual, a simulação CONTROL foi comparada com reanálises, onde percebeu-se que, os principais aspectos do clima foram bem representados pelo modelo com desvios padrões muito semelhantes aos encontrados nas reanálises. Todavia, o gelo marinho ainda precisa de melhorias na sua representação. Nos experimentos com sensibilidades, elevados valores de anomalias positivas de temperatura do ar e oceanos foram identificados sobre o Hemisfério Norte (HN), por influência das condições orbitais impostas. Ainda nas simulações com alterações orbitais, é observado significativas variações nos campos de vento próximo à superfície e precipitação, como por exemplo a ausência das monções sul-americana e africana durante o período de verão austral. Mudanças astronômicas também influenciaram o ENSO. As condições encontradas demonstram uma condição muito semelhante ao de um El Niño permanente, ou seja, com valores de TSM mais elevados se comparados com o CONTROL. Na componente oceânica também foi identificado uma significativa alteração no transporte de calor oceânico no sentido das altas latitudes do HN. Também foi observado que a alteração da topografia da Antártica exerce uma influência muito significativa no sistema oceano – atmosfera das altas latitudes do Hemisfério Sul. / Past climates are indispensable tools for the understanding of future climate projections because their conditions are different from current and future conditions, related to the anthropogenic emission of greenhouse gases. Moreover, through the comparison between climate simulations and reconstructions in past periods the climatic sensitivity to specific agents can be checked. Therefore, this study goals to evaluate the responses of oceanic and atmospheric components to change in the Antarctic topography of changes in the Earth's orbital parameters. To this end, we used the global coupled climate model SPEEDY-NEMO. Four experiments are performed: a control simulation (CONTROL) and three sensitivity simulations (MIS31, ORBIT and TOP). To assess the performance of the SPEEDY-NEMO in represent the current climate the CONTROL was compared with reanalysis, where it was noticed that the main aspects of the climate were well represented by the model with standard deviations very similar to those found in the reanalysis. However, the sea ice still needs improvements in its representation. In the sensitivity experiments, positive anomalies of air and ocean temperatures over the northern hemisphere (NH) influenced by orbital conditions were identified. In the simulations with orbital changes, significant variations observed in surface winds and precipitation are noticed, such as the absence of South American and African monsoon during the austral summer. Astronomical changes also influenced the ENSO. Indeed, anomalous condition resemble a permanent El Niño, i.e. higher SST compared with the CONTROL. Oceanic transport changes have also been identified toward to the high latitudes of the NH. It was also observed that the change in the topography of Antarctica exerts a significant influence on the ocean-atmosphere system of the high latitudes of the southern hemisphere.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-06-09T09:27:58Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1796372 bytes, checksum: 8e348d8a7a3ff9d86f9e5d53151c10cb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-09T09:27:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1796372 bytes, checksum: 8e348d8a7a3ff9d86f9e5d53151c10cb (MD5) Previous issue date: 2016-02-24 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / A agricultura é altamente dependente do clima e, por esse motivo, será fortemente afetada pelas mudanças climáticas globais. No caso brasileiro, pode-se afirmar que os impactos das mudanças do clima sobre a agricultura tendem a ser bastante severos na região Nordeste, já que lá são esperados os maiores aumentos de temperatura e as variações mais severas nos índices de precipitação. Alguns estudos têm destacado que experiências advindas da percepção do clima local podem influenciar não só as crenças acerca do processo, mas também as respostas e atitudes dos indivíduos frente às alterações do clima e os impactos dela decorrentes. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a percepção climática e respectiva adoção de estratégias adaptativas ao clima pelos produtores rurais da bacia hidrográfica do Rio das Contas, no estado da Bahia. Para analisar essas questões foi realizada coleta de dados entre os agricultores da região por meio de questionários que englobavam informações socioeconômicas dos produtores e de suas propriedades, bem como informações relacionadas à percepção em relação às mudanças do clima e referentes a medidas adaptativas ou de mitigação praticadas nas propriedades. Os modelos de mediação (Mediation Models) foram a principal metodologia utilizada para responder às questões do estudo. Analiticamente, estimaram-se dois cenários distintos. No primeiro, a adoção de práticas adaptativas e a disposição em adotar medidas de mitigação foram estudadas considerando apenas o impacto da percepção climática, do conhecimento e crença na ocorrência das alterações no clima. No segundo, além dessas questões foram consideradas as condições socioeconômicas dos agricultores. Esses modelos permitiram avaliar como a percepção presente das mudanças climáticas, o conhecimento e a crença na ocorrência do fenômeno e as condições socioeconômicas influenciam o comportamento de adaptação e mitigação dos agricultores. Em termos socioeconômicos, a análise dos dados indicou que a maioria dos agricultores da região é do sexo masculino e têm, em média, 50 anos de idade e cerca de dez anos de experiência com atividades agropecuárias. A maior parcela tem a propriedade da terra. O nível educacional desses agricultores é baixo, sendo que a maioria deles possui no máximo Ensino Fundamental incompleto. Com relação às propriedades, observa-se que grande parte tem menos de cinco hectares e, em média, cinco pessoas são dependentes das atividades ali desenvolvidas. Adicionalmente, parcela expressiva dos agricultores tem quase a totalidade de sua renda oriunda das atividades agropecuárias. Outro aspecto importante a ser destacado é o baixo acesso à assistência técnica ou extensão rural para a maioria das propriedades consideradas neste estudo. De forma geral, os agricultores dos municípios selecionados perceberam alterações no clima local e as atribuem às mudanças climáticas. Além disso, as análises indicaram que quanto mais os agricultores percebem alterações climáticas, têm conhecimento a respeito do tema e acreditam que esses eventos terão impacto negativo sobre suas propriedades, mais dispostos eles são a adaptarem-se e a adotar técnicas agrícolas que possibilitem a redução das emissões dos gases de efeito estufa. Os resultados reforçam a necessidade de políticas públicas voltadas para maior divulgação de informações climáticas e sobre os mecanismos das mudanças climáticas na região, aliadas a políticas que ampliem o acesso à assistência técnica ou extensão rural, o que facilitaria a adoção de técnicas adaptativas e, ou, de mitigação. Destaca-se ainda a importância de se considerar, nas etapas iniciais do processo de formulação da política, a percepção, crença e condições socioeconômicas dos indivíduos envolvidos, além das características regionais. Essas são considerações fundamentais para o sucesso e eficiência dos esforços das políticas públicas de combate aos efeitos das mudanças climáticas na agricultura. / Agriculture is highly dependent of the weather and, therefore, will be strongly affected by global climate change. In Brazil, it can be said that the impacts of climate change on agriculture tend to be rather severe in the Northeast, since in this region are expected the greatest temperature increases and more severe variations in rainfall indices. Some studies have pointed out that experiences from the local climate perception can influence not only the beliefs about the process, but also the responses and attitudes of individuals to face climate change and the impacts arising from it. Thus, this work has as objective to evaluate the environmental perception and its adoption of adaptive strategies to the climate of farmers in the hydrographic of the Rio das Contas, in Bahia state. To analyze these issues was conducted data collection among farmers in the region through questionnaires that encompassed socioeconomic information from producers and their properties, as well as information related to the perception in relation to climate changes and related adaptive or mitigation measures implemented in the properties. Mediation models were the main methodology used to answer the study questions. Analytically, it was estimated two different scenarios. In the first, the adoption of adaptive practices and willingness to adopt mitigation measures were studied considering only the impact of climate perception, knowledge and belief in the occurrence of climate change. In the second, besides these issues were considered socio- economic conditions of farmers. These models allowed to evaluate how the present perception of climate change, knowledge and belief in the occurrence of the phenomenon and the socioeconomic conditions influence the farmers’ behavior of adaptation and mitigation. In socioeconomic terms, the analysis of the data indicated that most farmers in the region are male and have on average 50 years old and about ten years of experience with farming activities. The largest share is the ownership of land. The educational level of these farmers is low. Most of them has not completed elementary school. With respect to the properties, it is observed that majority have less than five hectares and in average five people are dependent on the activities developed. Additionally, significant share of the farmers have almost all their income generated by agricultural activities. Another important aspect to note is the low access to technical assistance and rural extension for most properties considered in this study. In general, farmers in the municipalities perceive changes in the local climate and attribute these to climate change. In addition, the analysis indicated that how much more farmers perceive climate change, have knowledge about the theme and believe that these events will have a negative impact on their properties, more willing they are to adapt and adopt agricultural techniques that enable to reduce emissions of greenhouse gases. The results reinforce the need for public policies concerned with wider dissemination of climate information and on the mechanisms of climate change in the region, combined with policies that expand access to technical assistance and rural extension, which would facilitate the adoption of adaptive techniques and or mitigation. It also emphasizes the importance of considering, still in the early stages of policy formulation process, perception, belief and socioeconomic status of the individuals involved, in addition to regional characteristics. These are essential considerations for the success and efficiency of public policy efforts to combat the effects of climate change on agriculture.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-07-01T10:29:22Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 798257 bytes, checksum: 0b53c96adfe7ed5e0b8b073feb9ef346 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-01T10:29:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 798257 bytes, checksum: 0b53c96adfe7ed5e0b8b073feb9ef346 (MD5) Previous issue date: 2004-10-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A avaliação da influência da exclusão da água de chuva sobre a variação na produção de liteira foi realizada na Reserva Florestal de Caxiuanã – Estação Científica Ferreira Penna (1o 42’ S, 51o 31’ W) durante o período de março de 2001 a fevereiro de 2003, visando identificar as principais variáveis meteorológicas e do balanço hídrico mensal que influenciaram a produção e decomposição de liteira. Este trabalho é parte do subprojeto EXPERIMENTO DE SECA NA FLORESTA (ESECAFLOR), que visa estudar o impacto de seca prolongada na floresta nos ciclos de massa e de energia. A sazonalidade na produção de liteira e de seus componentes (folhas, gravetos e partes reprodutivas) ficou bem caracterizada, com a ocorrência da maior produção nos meses da estação menos chuvosa. A produção total mensal de liteira variou durante o período experimental, de 294,78 kg.ha-1 a 1758,69 kg.ha-1, com um valor médio de 777,70 kg.ha-1, com uma distribuição nas frações folhas, gravetos e partes reprodutivas de 61,40%, 18,45% e 20,14%, respectivamente. Os resultados obtidos na parcela sob condições naturais foram aproximadamente, 25% superior aos valores de produção de liteira na parcela submetida a estresse hídrico devido a exclusão da água da chuva na parcela. As taxas de decomposição de liteira para as malhas grossa, média e fina foram satisfatoriamente descritas pelo modelo exponencial proposto por Olson (1963). As variáveis mais fortemente correlacionadas com a produção de liteira e, ou, suas componentes foram a velocidade do vento, a radiação solar global, a radiação fotossinteticamente ativa, a temperatura do solo (a 5 cm de profundidade) e a precipitação. Dentre as variáveis do balanço hídrico destacaram-se as correlações com o teor de umidade do solo, excesso hídrico e deficiência hídrica. As análises de regressão realizadas entre a produção total de liteira e suas componentes com as variáveis meteorológicas e, ou, do balanço hídrico mensal não foram satisfatórias para fins preditivos. / The evaluation of influence of exclusion of rainwater on the variation in litter production was made at the forest reserve of Caxiuanã-Ferreira Penna Scientific Station (1o 42’ S; 51o 31’ W) during the period of March, 2001 to February, 2003, to identify the main meteorological and monthly water balance variables that affected the production and the decomposition of litter. This work is part of a sub-project drought experiment in the forest (ESECAFLOR) which aims to study the long term impact of drought on the mass and energy fluxes in the forest. The seasonality of litter production and its components (leaves, twigs and reproductive parts was well characterized, with the occurrence of greater production during the months of less wet season. The total monthly production of litter ranged during the experimental period from 297.78 kg ha-1 to 1,758.69 kg ha-1, with an average value of 777.70 kg ha-1 distributed in the fractions of leaves, twigs and reproductive parts in 61.40%, 18.45% and 20.14%, respectively. The results obtained in the plot under natural conditions were approximately 25% higher than the litter production values obtained in the plot under drought stress due to the rainwater excluded in the plot. The litter decomposition rates for the wide, average and thin mesh were described satisfactorily by the exponential model submitted by Olson (1963). The variables more strongly correlated with the litter production and or its components were the wind speed, the global radiation, the photosynthetic active radiation, the soil temperature (at 5 cm depth) and the precipitation. Among the water balance variables the better correlations were obtained with the soil moisture content, water surplus and water deficit. The regression analysis between total litter production and its components with the meteorological and or monthly water balance variables were not satisfactory for prediction purposes. / Não foi encontrado o CPF do autor.