O principal instrumento de avaliação dos impactos ambientais do ciclo de vida de produtos é a Avaliação do Ciclo de Vida (ACV). Uma de suas fases, a Avaliação de Impacto do Ciclo de Vida (AICV) refere-se ao processo quantitativo e/ou qualitativo aplicado na caracterização e avaliação dos impactos associados ao inventário do ciclo de vida. Dentre os impactos ambientais avaliados, estão aqueles relacionados ao uso da terra. Um dos grandes desafios no campo da ACV refere-se diferenciação espacial e temporal nos métodos de AICV, sobretudo para impactos devido à transformação e ocupação da terra. Torna-se necessário o desenvolvimento de modelos de caracterização e/ou adaptação daqueles já existentes de maneira que possam considerar as características ambientais regionais de cada país, visando à obtenção de resultados mais consistentes e precisos. Assim, este trabalho tem o objetivo de analisar a aplicabilidade e a regionalização dos principais modelos de caracterização de impactos do uso da terra para a Avaliação do Impacto do Ciclo de Vida no Brasil. Para tanto foi conduzida uma revisão bibliográfica sistemática, a qual subsidiou a descrição e análise de dezesseis principais modelos de caracterização para avaliação de impactos do uso da terra. Durante a etapa de análise, as informações referentes a cada modelo foram classificadas de acordo com diferentes critérios, como: abordagem midpoint/endpoint, área de cobertura, área de coleta dos dados, diferenciação bio-geográfica, tempo de recuperação, situação de referência, robustez científica e relevância ambiental. Observou-se que seis modelos, de abrangência de aplicação global, apresentam robustez científica e relevância ambiental satisfatória para a avaliação dos impactos nos serviços ecossistêmicos e na biodiversidade: Brandão & Milà i Canals (2013); Müller-Wenk & Brandão (2010); Nunez et al. (2010); Saad, Koellner, Margni (2013); Souza (2010); Souza et al. (2013). Outra contribuição do trabalho refere-se às recomendações para a adaptação de modelos de caracterização, visando a regionalização, para a qual uma série de elementos-chave deve ser considerada, tais como o mecanismo ambiental modelado, a tipologia de uso do solo, o nível de diferenciação bio-geográfica usado para o cálculo dos fatores de caracterização e a situação de referência utilizada. / The main technique for assessing the environmental impacts of the product life cycle is the Life Cycle Assessment (LCA). One of its phases, the Life Cycle Impact Assessment (LCIA) refers to quantitative and / or qualitative process applied to the characterization and assessment of impacts associated with the life cycle inventory. Among the environmental impacts evaluated in LCA are those related to land use. A major challenge in the field of LCA refers to spatial and temporal differentiation in LCIA methods, especially for impacts due to land occupation and land transformation. It becomes necessary to develop models for the characterization and / or adapting existing ones so that they can consider regional environmental characteristics of each country, in order to obtain more consistent and accurate results. Therefore, this work aims to analyze the applicability and regionalization of the land use impacts characterization models in the Life Cycle Impact Assessment in Brazil. To achieve that, a systematic literature review was performed, which subsidized the description and analysis of sixteen major characterization models for land use impact assessment. During the analysis, the information regarding each model were classified according to different criteria, such as midpoint/ endpoint approach, coverage area, area of data collection, bio-geographical differentiation, recovery time, reference land use situation, scientific robustness and environmental relevance. It was observed that six models, with a global scope, present scientific robustness and environmental relevance sufficient for the assessment of impacts on biodiversity and ecosystem services: Brandão & Milà i Canals (2013); Müller-Wenk & Brandão (2010); Nunez et al. (2010); Saad, Koellner, Margni (2013); Souza (2010); Souza et al. (2013). Another contribution of this work were the recommendations for adapting characterization models, for which a number of key elements must be considered, such as the modelled land use impact pathways, the land use typology, the level of bio-geographical differentiation used for the characterization factors and the reference land use situation.

Esta dissertação analisa o Instrumento de Comando e Controle da Política Ambiental do Estado do Mato Grosso - o SLAPR, através dos pilares da Economia Ecológica (escala, alocação e distribuição). O SLAPR: Sistema de Licenciamento Ambiental em Propriedades Rurais tem como um dos seus objetivos reduzir o desmatamento ilegal em propriedades particulares. Por meio de imagens de satélite e do uso de ferramenta do Sistema de Informação Geográfica (SIG), pôde-se concluir que este Instrumento não é eficaz. Este trabalho discute um instrumento Econômico - o Pagamento pelo Serviço Ecossistêmico (PSE) carbono, pelo desmatamento evitado dos biomas amazônicos no âmbito do Protocolo de Kyoto para os proprietários detentores de 80% ou mais de cobertura florestal em suas reservas legais. Ressalta-se que esta é uma política second best, visto que se propõe a tratar da problemática ambiental aliando Instrumentos de Comando e Controle (estimando-se a escala) com um Instrumento Econômico. O mecanismo de PSE para as reservas legais nos biomas amazônicos no estado do Mato Grosso tem como princípios: 1 -definição clara do serviço comercializado, 2-verificação da oferta e da demanda, 3-o desenvolvimento da valoração e pagamento deste serviço e 4- desenvolvimento de uma rede institucional onde haja uma instituição gestora, um seguro, uma agência reguladora e uma instituição certificadora e acreditadora. / The focus of this dissertation is the system adopted by the State of Mato Grosso [Brazil] for managing and taking command and control of its environmental policies through the pillars of Ecological Economics, i.e. scale, allocation and distribution. One of the goals of SLAPR [\"System for Environmental Licensing of Rural Properties\", for short] is to reduce illegal deforesting in private properties. However, the use of satellite images and the application of SIG - \"Geographic Information System\" have led to the conclusion that SLAPR is not an efficient tool. This essay therefore discusses a new economic tool: PSE -\"Payment for Eco-Systemic Service - Carbon\", in exchange for prevented deforesting of Amazonian Biomes, within the scope of the Kyoto Protocol. It should be emphasized that this is a \"second best\" policy, since its proposal is to deal with environmental issues by combining an \'Economic Instrument\' with \'Command-and-Control Instrument, in order to estimate the scale in question. The following are the principles of PSE mechanisms for legal forest reserves within the Amazonian Biomes of the State of Mato Grosso: 1) a clear definition of the ecosystem services rendered; 2) offer-and-demand verification; 3) development of improved value-and-payment procedures for rendered services; and 4) development of an institutional net that includes a managing agency, a regulating agency, a certifying agency and an accrediting agency.

Programas de restauração florestal e pagamento por serviços ecossistêmicos vêm sendo incentivados em várias regiões que apresentam problemas de abastecimento hídrico, com objetivo de recuperação e manutenção dos recursos hídricos. Embora se considere que a cobertura florestal é benéfica para a conservação dos recursos hídricos, esta relação é complexa e dependente de vários fatores físicos, assim como da proporção e da configuração espacial da cobertura florestal na bacia hidrográfica. Diante deste contexto, o objetivo geral do presente estudo foi avaliar os efeitos da proporção e configuração espacial da cobertura florestal na bacia hidrográfica no aumento ou manutenção dos serviços hidrológicos. Para tal, um modelo hidrológico distribuído de base física foi calibrado e validado para permitir a simulação hidrológica dos diferentes usos da terra. A parametrização do modelo teve como base uma bacia hidrográfica monitorada (deflúvio e precipitação) de características agrícolas (pastagem e cana-de-açúcar). Após calibrado e validado o modelo (R2 de 0,65 e 0,62 respectivamente), os cenários a serem simulados foram gerados modificando-se a composição da paisagem (proporção de cobertura florestal) e a configuração espacial da cobertura florestal. É importante ressaltar que as modificações no modelo para cada uso foram referentes diretamente aos processos de evapotranspiração e escoamento superficial e seus desdobramentos. Não foram modificados os processos referentes ao solo (e.g. infiltração e percolação), uma vez que a influência do uso na estrutura do solo ainda é um ponto conflitante. Os serviços hidrológicos considerados foram os de disponibilidade hídrica e proteção. Os indicadores para análise da disponibilidade hídrica foram o deflúvio anual (Q), vazões mínimas (Q95) e índice de fluxo base (BFI); e os indicadores de proteção foram as vazões máximas (Q5) e índice de velocidade (IF). O efeito da proporção da cobertura florestal foi testado por meio de cenários com aumento aleatório de 10% na cobertura florestal (CF), iniciando com o cenário referência de 0% CF até o cenário referência de 100% (11 cenários simulados). As hipóteses testadas foram de que (i) o aumento da cobertura florestal diminui o serviço hidrológico de disponibilidade hídrica, e (ii) o aumento da cobertura florestal aumenta o serviço hidrológico de proteção. Ambas as hipóteses foram aceitas, uma vez que, apesar de os resultados terem apresentado diferenças relativas entre os cenários, não foi possível obter diferença estatística para todos os indicadores. Foi constatada diminuição dos indicadores de Q e Q95 e aumento nos valores de Q5 seguidos de aumento da cobertura florestal. A diferença estatística ocorreu para os indicadores Q e Q5, sendo que em ambos foi possível perceber um limiar de 50% CF, a partir do qual o deflúvio anual e o índice de máximas passaram a ser estatisticamente diferentes do cenário 0% CF. O efeito da configuração espacial foi testado por meio de simulações de cenários com a mesma proporção de cobertura florestal, mas com alterações quanto a sua configuração espacial. Foram simulados quatro cenários: CF no terço inferior (INF); CF no terço médio (MED); CF no terço superior (SUP) da bacia hidrográfica; e CF aleatoriamente distribuída na área (ALE). As hipóteses testadas foram que (i) a configuração espacial da cobertura florestal na bacia hidrográfica não tem influência no serviço hidrológico de disponibilidade de água; e (ii) a configuração espacial da cobertura florestal nas áreas próximas aos corpos hídricos (terço inferior) tem influência positiva no serviço de proteção, ou seja, no aumento deste serviço. Os resultados permitiram aceitar parcialmente as hipóteses, uma vez que apesar de relativamente ocorrer diferenças no serviço hidrológico de disponibilidade hídrica esta não foi estatisticamente significativa, o mesmo ocorrendo para o serviço de proteção. Assim como anteriormente, os resultados permitiram perceber um trade-off entre os serviços testados, pois o cenário com maior redução nos valores de Q e Q95 (INF) foi o que apresentou as maiores reduções no índice de vazão máxima. No entanto, mesmo com a diminuição nos indicadores de disponibilidade hídrica, o cenário com cobertura florestal na parte inferior da bacia hidrográfica foi considerado o mais próximo a um ótimo em relação aos serviços hidrológicos. Diante dos resultados encontrados, pode-se observar que ao se tratar de serviços hidrológicos a cobertura florestal pode apresentar trade-off entre os mesmos, sendo necessário aos programas de restauração e pagamento de serviços ambientais conhecerem esta dinâmica para maximizarem o serviço hidrológico de interesse. / Water resources recovery and maintenance are the main objectives of restoration cover forest programs and payment for ecosystem services. These programs are gaining force and incentives, especially in water crises regions. However, water resources recovery and maintenance are attributed in many cases to forest cover effects on hydrological processes and, consequently, on hydrological services. In this context, our aim in this study was to evaluate if forest cover restoration can result in increase or maintenance of hydrological services. Therefore, firstly it was necessary to calibrate and validate a distributed hydrological physical base model to simulate different land use at the catchment scale. The model parameterization was done on a monitored catchment (flow and precipitation) of agricultural characteristics (pasture and sugar cane). After calibrating and validating the model (R2 of 0.65 and 0.62, respectively), the land use scenarios were generated based on two landscape approaches: forest cover proportion and spatial configuration on catchment scale. The hydrological services used were water supply and protection; indicators for analysis were annual flow (Q), minimum flows (Q95), base flow index (BFI); maximum flows (Q5) and velocity index (IF). Q, Q95 e BFI correspond to water supply, the others are flood protection service. The first approach objective was tested forest cover proportion scenarios with a random increase in forest cover (CF) of 10%, starting with 0% CF reference scenario to 100% CF reference scenario (total of 11 simulated scenarios). The hypotheses tested were that (i) the random increase in forest cover decreases the hydrological service of water supply, and (ii) the random increase in forest cover increases the hydrological protection service. Both hypotheses were partially accepted. Since the results showed relative differences between the scenarios without statistical difference. There was a decrease in Q and Q95 indicators and an increase in Q5 values followed by an increase in forest cover. The statistical difference happened only for Q and Q5 indicators. For both hydrological services it is possible to perceive a threshold of 50% CF, from which the flow annual and the maximum index become statistically different from the 0% CF scenario. The second approach was the simulations of same forest cover proportion scenarios, however with changes in their spatial configuration. Four scenarios were simulated: CF in the lower land (LOW); CF in the middle land (MIDD); CF in the upper lands (UPP) of the river basin; and CF randomly distributed in the area (RAN). The hypotheses tested were (i) the forest cover spatial configuration has no influence on water supply hydrological service; and (ii) the forest cover spatial configuration in areas near the water bodies (lower land) has a positive impact on protection hydrological service. Our results allowed partially accepting the hypotheses, since there are relative differences in the water supply hydrological service after scenarios simulation, there was no statistically significant difference, the same occurring for the protection hydrological service. The results allow us to highlight a trade-off between hydrological services tested in this study, for example, the scenario with the greatest reduction in Q and Q95 values (LOW) also presented the greatest reductions in Q5. However, even with the decrease in water supply indicators, the LOW scenario was considered the closest to an optimum scenario to hydrological services. In view of this, we can be observed that forest cover can present hydrological services trade-off, being necessary to restoration and payment of environmental services programs to know dynamics to maximize the hydrological service of interest. It is important to emphasize that these results and analyses simulations were based on land use change scenarios (related to the evapotranspiration and surface runoff processes) and their unfolding, however, were not modified (e.g. infiltration and percolation). However, land use effects on the soil structure are still not proved a point, possibly these being key processes to forest cover restoration and hydrological services trade-off.

La thèse étudie théoriquement et empiriquement la gestion des services écosystémiques par les agriculteurs sous le prisme économique. La thèse se divise en deux parties. Dans la première partie, je m'intéresse à l'offre et à la demande de services écosystémiques productifs en analysant le comportement des agriculteurs. J'introduis des indicateurs de biodiversité dépendants des assolements dans des modèles existants issus de l'économie de production. Ma principale contribution à la littérature est de prouver, à partir de l'analyse des comportements observés des agriculteurs, que les agriculteurs gèrent consciemment les services écosystémiques productifs. J'apporte d'autres éléments à la littérature, comme e.g. des nouveaux éléments sur la technologie agricole ou en montrant que la gestion collective des services écosystémiques productifs ne peut que rarement émergée spontanément dans des paysages réels.Dans la deuxième partie, j’étudie la demande de services écosystémiques non-productifs fournis par les agriculteurs. J’applique plusieurs cadres d’analyse développés en économie de l’environnement aux spécificités de l’agriculture, i.e. le service environnemental influe le plus souvent sur la fourniture de multiple biens publics, biens publics présentant des distributions spatiales de la demande différentes. Je contribue à la littérature en montrant que, bien que la plupart de la demande pour les services environnementaux fournis par les agriculteurs soit capturée localement (à l’échelle de la municipalité) ; une partie de la demande s’exprime à des échelles plus importantes / The thesis studies both theoretically and empirically the management of ecosystem services by farmers in two parts. In the first part, I study the supply and demand for productive ecosystem services by analyzing farmers’ behavior. I introduce biodiversity indicators that depend on acreage into existing models from production economics. My main contribution to the literature is to prove, from the analysis of farmers' observed behavior that farmers consciously manage productive ecosystem services. I bring other elements to the literature, such as new elements on the agricultural technology or showing that the collective management of ecosystem services rarely arises spontaneously in real landscapes.In the second part, I study the demand for non- productive ecosystem services. I apply several analytical frameworks developed in environmental economics to the specificities of agriculture, i.e. the environmental service influences the supply of multiple public goods with different spatial distribution of the demand. I contribute to the literature by showing that while most of the demand for environmental services provided by farmers is captured locally (at the municipal level), a part of the demand is expressed at larger scales. This has implications for agri-environmental policies, which I explore through two examples: the pesticide savings and the maintenance of agricultural wetlands

Dans le contexte de la transition agroécologique en faveur de systèmes de culture plus économes en intrants azotés, la réintroduction des légumineuses a un rôle majeur à jouer pour atteindre la durabilité de ces systèmes. Peu de références sont actuellement disponibles sur les intérêts agronomiques et écologiques des différentes espèces, notamment à l’échelle de la rotation. Dans ce cadre, notre objectif principal consiste à mieux quantifier les flux d’azote impliqués au cours et après culture de légumineuses, et ce pour une gamme élargie d’espèces. Notre travail expérimental porte donc sur la caractérisation des flux d’azote induits dans le sol et dans les cultures de légumineuses aux caractéristiques morphologiques contrastées en parallèle de la mesure des déterminants de ces flux. Les objectifs spécifiques consistent à : i) quantifier la fixation symbiotique en fonction du niveau du stock d’azote minéral du sol, la minéralisation de l’azote des résidus de légumineuses après enfouissement et les pertes d’azote en dehors du système sol-plante (lixiviation, émission de protoxyde d’azote), ii) identifier les « traits de plantes » explicatifs des fonctions liées à ces flux d’azote. Pour atteindre ces objectifs, les différents flux d’azote ont été quantifiés au cours d’une expérimentation au champ avec implantation d’une culture de légumineuses en première année suivie par une culture de blé en année 2 qui a été menée en 2014-2015 et reconduite sur la campagne 2016-2017. En parallèle, les traits des plantes, notamment racinaires, ont été caractérisés plus finement au cours d’expérimentations conduites en conditions contrôlées / In the context of agroecological transition, the reintroduction of legume crops should play a key role in cropping system sustainability by allowing a reduction of nitrogen (N) inputs. But few references are available concerning the agronomical and ecological services provided by a wide range of legume crops, particularly within crops succession scale. Thus, the main objective of our study is to quantify the N fluxes during and after the legume crops taking into account 10 legume crops (peas, lupin, faba bean, soybean...). Our experiment consists in i) quantifying symbiotic N fixation depending on the amount of soil inorganic N, the mineralisation of N present in legume crop residues after soil incorporation and N losses outside of the soil-plant system (leaching, emission of nitrous oxide), ii) identifying plant biological traits associated to N fluxes. Thus, different N fluxes were quantified during a two-year field experiment, i.e. the first year (2014) legume crops were implanted and followed by wheat the second year (14-15) after incorportation of legume residues. This experiment was repeated in 2016-2017.In parallel, plant root traits were characterised during greenhouse hydroponic experiments

O funcionamento dos ecossistemas é o fluxo de matéria e de energia ao longo dos seus componentes bióticos e abióticos. A manutenção de tal funcionamento é crucial para promover os serviços ecossistêmicos dos quais a humanidade depende. Atividades antrópicas, como a agricultura e a urbanização podem alterá-los significativamente e, por isso, o entendimento dos impactos positivos e negativos de tais alterações bem como o desenvolvimento de ferramentas de avaliação da biodiversidade são importantes para a conservação. A diversidade funcional é um componente da diversidade biológica que leva em conta o papel que cada espécie desempenha no ecossistema e, portanto, deve refletir o funcionamento do ecossistema de forma mais acurada. Esta tese teve por objetivos relacionar o funcionamento do ecossistema e os seus serviços a ações antrópicas, bem como propor a abordagem funcional como indicadora da biodiversidade de áreas naturais. No primeiro capítulo, avalio padrões espaciais e temporais da exposição dos tipos de vegetação que ocorrem no Brasil à luz artificial, um dos principais símbolos da urbanização e da vida moderna. Os resultados mostram que a maioria deles apresenta alguma porcentagem de sua área expostos à luz artificial. Em alguns deles, porém, ainda é possível encontrar o brilho natural do céu noturno, o que nos permite sugerir a elaboração de políticas de desenvolvimento de distribuição de luz com foco no mínimo impacto, ao contrário das políticas de mitigação adotadas por países onde a iluminação é excessivamente difundida. No segundo capítulo mapeio padrões espaciais e temporais da provisão de dois serviços ecossistêmicos (polinização e estoque de carbono) e um serviço ambiental (espaço para viver) e avalio os impactos da agricultura sobre estes serviços, na área coberta pelo cerrado, na região central do Brasil. Os serviços ecossistêmicos avaliados descaíram significativamente ao longo do tempo e a região conhecida como MATOPIBA (entre os estados do Maranhão, Tocantins, Piauí e Bahia) foi identificada como um importante remanescente. Por isso, recomendo a criação de unidades de conservação de proteção integral na área. Identifiquei também sobreposição da disponibilidade destes serviços com áreas indígenas, o que ressalta a importância da manutenção destas áreas para a disponibilidade dos serviços. No terceiro capítulo exploro, por meio de revisão bibliográfica, o status da diversidade funcional na literatura científica no campo da Conservação Biológica. Os resultados permitiram visualizar o paradigma da transferência de conhecimento e identificar o potencial desta abordagem para elaboração de indicadores da biodiversidade. Por fim, no quarto capítulo, estabeleço uma lista de espécies de plantas que podem ser indicadoras da diversidade funcional em áreas cobertas por cerradão no estado de São Paulo. Tais indicadores devem ser usados em conjunto para monitoramento e diagnóstico da biodiversidade quando o objetivo é manter o funcionamento do ecossistema. As conclusões do estudo contribuem para elucidar a interferência das atividades antrópicas nos ecossistemas naturais, para levantar formas de minimizá-los e para aprimorar as formas de avaliação da biodiversidade. / Ecosystem functioning is the flow of energy and matter through the biotic and abiotic ecosystems components. The maintenance of this functioning is essential to the ecosystem services provisioning upon which humans depend. Anthropogenic activities such as agriculture and urbanisation may change it. Thus, conservation strategies rely on the understanding of the positives and negatives impacts from this changes and on the development of measurements of biodiversity. Functional diversity is a biodiversity component which considers the role of each species in the ecosystem, and, as a consequence, may reflect the ecosystem functioning more accurately. This thesis aims the establishment of the relationships between ecosystem functioning, ecosystem services and anthrogenic activities as well as purpose functional approach as biodiversity indicator of natural areas. In the first chapter, I assessed spatial and temporal patterns of exposition of the Brazilian vegetation types to the artificial light which is one of the urbanisation symbols. The results show that most of them are affected by artificial light. However, in some of them it is still possible to find a natural sky background, which allow suggesting the formulation of light distribution policies focused on minimal impact instead of mitigation, as adopted by countries where light is excessively widespread. In the second chapter, I mapped spatial and temporal patterns of two ecosystem services provisioning (pollination and carbon stocks) and one environmental service (living space) and assessed the impacts of agriculture in these services in Cerrado area, in the central region of Brazil. The ecosystem services I assessed declined significatively over time and the MATOPIBA region (around Maranhão, Tocantins, Piaui, and Bahia States) was identified as an important remint. Thus I recommended the creation of strictly protected areas in that region. I also identify overlap of these services with indigenous land, highlighting its importance for the ecosystem services provisioning. In the third chapter I explored through literature survey, the status of functional diversity in the scientific literature related to the Biological Conservation field. The results allow visualise the paradigm of knowledge transfer and identify the potential use of this approach for developing indicators of biodiversity. Finally, in the fourth chapter, we established a list of plant species that are functional diversity indicators in cerradão areas in São Paulo State. These indicators should be use as a set for the monitoring and diagnosis of biodiversity when the goal is to maintaining ecosystem functioning. The conclusions of the study contribute to clarify some lack of knowledge concerned to the impacts of human activities on ecosystem functioning, to raise means to minimise them, and to improve means of ecological integrity assessment.

Na atualidade, os serviços ambientais podem ser descritos como as atividades antrópicas que auxiliam no aumento dos benefícios ao meio ambiente, enquanto os serviços ecossistêmicos são processos ecossistêmicos capazes de fornecer sustentação à vida sendo dois temas mundialmente pesquisados. Neste sentido o pagamento por práticas que forneçam a melhoria da qualidade ambiental conhecidas como pagamento por serviços ambientais (PSA) têm surgido e avançado no Brasil nos últimos anos, embora ainda não possuam regulamentação legal específica. No primeiro capítulo procurou-se analisar os projetos de lei (PLs) em trâmite no Congresso Nacional PL 792/2007, PL 5.487/2009, Projeto de Lei do Senado (PLS) 276/2013 e PL 312/2015 com relação à adicionalidade, princípios do direito ambiental e teorias econômicas que regulamentam o PSA no Brasil. No segundo capítulo foi realizada a estimativa de serviços ecossistêmicos de biodiversidade de abelhas e carbono na região do Xingu na Amazônia brasileira, onde utilizou-se a equação alométrica para cálculo da biomassa e índices de diversidade para avaliar a diversidade de plantas e abelhas, e verificou-se a possível relação entre a diversidade de plantas e abelhas e o carbono estocado na vegetação para avaliar a relação dos serviços ecossistêmicos de carbono e biodiversidade na região. Esta dissertação apresenta um panorama sobre a legislação atual de PSA no Brasil e um estudo de caso de quantificação de adicionalidade ambiental provida pelos serviços ecossistêmicos de carbono e biodiversidade na área do Rio Xingu, no estado do Pará. Embora os estudos sobre serviços ecossistêmicos e as funções do ecossistema tenham surgido há muito tempo, pouco tem sido estudado sobre a adicionalidade ambiental destes serviços. Logo, como descrito no art. 5 do Paris Agreement da COP 21, as Partes são encorajadas a realizar pagamentos através de incentivos e políticas sobre redução de emissões de desmatamento e degradação florestal no papel da conservação na gestão sustentável das florestas, enquanto que na Contribuição Nacionalmente Determinada (INDC) o Brasil incluiu como uma das metas a implementação de atividades de REDD+ e pagamento por seus resultados representando possíveis avanços para o PSA em nível nacional e mundial. / Environmental services described as human activities that help to enhance the benefits to the environment and ecosystem services on ecosystem processes capable of providing support to life are two highly specific topics discussed on all the world. Payment for environmental services (PES) have emerged and advanced in Brazil in recent years, though it is still not regulated. In the first chapter we tried to analyze the Law\'s project (PL) in current analisys on National Brazilian Congress PL 792/2007, PL 5.487/2009, Federal Senate (PLS) PLS 276/2013 and 312/2015 regarding additionality principles of environmental law and economic theories involved in PLs. Although studies on ecosystem services and ecosystem functions, have arisen for over fifty years ago, few has been studied about the provision of these services together through environmental additionality. In the second chapter was held on ecosystem services and carbon estimate bee biodiversity in the Xingu endemic region of the Brazilian Amazon. For this we used the allometric equation for calculating the biomass and diversity index to evaluate the diversity of plants and bees, there had a relationship between the diversity of plants and bees and the carbon stocked in the vegetation to assess the relationship of ecosystem services of carbon and biodiversity in the region. Soon, as defined by the Art. 5 of the Paris Agreement of COP 21, Parties are encouraged to make payments through incentives and policies on reduction of deforestation and forest degradation emissions in the role of conservation in sustainable forest management while in INDC (Intended Nationally Determined Contribution), Brazil included as goals from other actions the implementation of REDD + activities and payment by results reprensenting major advances can be made to the PSA at the national and global levels. So this paper presents an overview of the current project legislation on PSE in Brazil and a case study to quantify environmental business as usual provided by the ecosystem service of carbon and biodiversity in the Xingu River area in the state of Pará as contemporary and integrated assessment on the topic involving environmental additionality.

Por suas dinâmicas sociais e territoriais complexas, as metrópoles estão sujeitas aos graves impactos causados por eventos climáticos extremos, reais ou esperados. Organismos internacionais multilaterais e extensa literatura acadêmica avalizam a importância do papel dos ecossistemas para a redução dos riscos e na mitigação das consequências dos desastres ambientais, tanto em áreas rurais como urbanas. Propõe-se a valoração das áreas verdes livres e dos parques urbanos como recurso que integre estratégias para o desenvolvimento da qualidade ambiental das cidades através dos serviços ecossistêmicos derivados da cobertura arbórea local, divisando-se a manutenção da saúde pública em um meio ambientalmente equilibrado. Foi aplicada ferramenta tecnológica representada pelo software i-Tree como método empregado para a identificação, quantificação e estimativas de valoração econômica dos serviços ecossistêmicos prestados pelas árvores contidas no Parque Ibirapuera, em São Paulo, que serviu como referência. É discutida a significância da inserção dos princípios e objetivos do instrumento do Pagamento por Serviços Ecossistêmicos no planejamento, ordenamento e gestão urbanos, integrando-o a políticas de melhoria da saúde ambiental nas cidades. / For their complex social and territorial dynamics, the cities are subject to the severe impacts of extreme weather events, actual or expected. Multilateral international organizations and extensive academic literature endorse the important role of ecosystems to reduce risks and mitigate the consequences of environmental disasters, both rural and urban areas. It is proposed to valuation the green areas and urban parks as a resource that integrates strategies for the development of environmental quality in cities through the ecosystem services derived from local tree cover, for the purpose of maintenance of public health. Was applied technological tool represented by i-Tree software as a method used to identify, quantify and estimate the economic value of ecosystem services provided by trees contained in Ibirapuera Park, in São Paulo, which served as a reference. Discussed the relevance of the integration of the principles and objectives of the instrument Payment for Ecosystem Services in urban planning and management, integrating it in policies to improve environmental health in cities.

1. Os serviços de controle de pragas têm papel fundamental para a sustentabilidade da agricultura, porém ainda pouco se sabe sobre como a estrutura da paisagem, tanto em termos de composição (tipos de uso e cobertura das terras) quanto de configuração (proximidade a fragmentos florestais, grau de fragmentação, entre outros), regula a provisão destes serviços em paisagens fragmentadas. 2. Nesse estudo, testamos a capacidade de formigas promoverem o controle da broca-do-café (CBB), a principal praga do café em termos econômicos, e testamos ainda se a provisão desse serviço varia em função da estrutura da paisagem. Medimos o controle de CBB em plantações de café a pleno sol em dez paisagens do Sudeste do Brasil, que representavam um gradiente de cobertura florestal e de café. Utilizamos experimentos de exclusão de formigas, dispostos a diferentes distâncias dos fragmentos florestais, e comparamos o nível de controle de pragas dentro e fora dos experimentos. Testamos como o controle de CBB é afetado pelas interações da exclusão de formigas com parâmetros da estrutura da paisagem, incluindo a proximidade a fragmentos florestais, a cobertura florestal (em raios de 2 km e 300 m) e a cobertura de café (em raios de 300 m). Consideramos três indicadores de controle de pragas: presença de CBB, grau de infestação por CBB e o dano aos grãos de café por CBB. 3. Os resultados mostram que as formigas diminuem fortemente a presença de CBB e o dano aos grãos de café por CBB. Além disso, o controle de CBB ocorre, independentemente da sua proximidade aos fragmentos florestais, mas aumenta após 25 m, sugerindo que as formigas que prestam esse serviço estão adaptadas às condições ambientais das plantações de café a pleno sol. 4. A existência de pelo menos 35% de cobertura florestal, num entorno de 2 km, reduz a infestação de CBB e o dano aos grãos de café. Os resultados sugerem ainda que a expansão da cobertura de café aumenta a presença de CBB, mas diminui o dano aos grãos de café. 5. Síntese e aplicações. Esse estudo apresenta novas evidências que as formigas provêm controle de CBB e esse serviço é modulado pela estrutura da paisagem. Este estudo fornece assim dados importantes para planejar paisagens de cultivo de café que ao mesmo tempo permitam maior controle de CBB e conservação de habitats naturais / 1. Pest control services play a fundamental role in agriculture sustainability. However, little is known on how they are regulated by landscape composition (i.e. land-use and land cover change) and configuration (i.e. proximity to forest fragments and fragmentation intensity). 2. We measured whether landscape structure influences the ability of ants to control coffee berry borer (CBB), coffee\'s most economically influential pest, in sun coffee agroecosystems in Southeastern Brazil. We measured pest control among 10 landscapes that represented a gradual difference in forest and coffee cover. We manipulated ants through exclusion experiments (set at varied distances from forest fragments) and compared pest control inside and outside exclusion experiments. We tested whether CBB control is influenced by interactions of ant exclusions with landscape structure metrics, including distance to forest fragments, forest cover (2 km and 300 m-levels), and coffee cover (300 m-level). We considered three indicators of pest control: CBB presence, CBB infestation, and CBB bean damage. 3. Results show ants provide CBB control, strongly reducing CBB presence and bean damage. Also, CBB control is maintained regardless from its proximity to forest fragments, but increases after 25 m (hinting ants who provide this pest control service are adapted to habitat conditions in sun coffee farms). 4. Existence of at least 35% of forest cover in radii of 2 km reduces CBB infestation and bean damage. Results suggest further that expanding coffee cover increases CBB presence, but decreases bean damage. 5. Synthesis and application. This study presents new evidence of ants as efficient providers of CBB control in sun coffee agroecosystems and how this service is influenced by landscape structure. This study provides important data useful to adequately plan coffee landscapes with both enhanced CBB control as well as potential for conservation of natural habitats

Le massif forestier guyanais présente à la fois une grande originalité en termes de biodiversité, un bon état de conservation, une forte contribution au stock de carbone amazonien et une dynamique socio-économique très rapide. Les connaissances sur la diversité des écosystèmes forestiers de Guyane française restent cependant insuffisantes pour asseoir une gestion optimale des différents services écosystémiques à l’échelle du territoire. Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse, visent prioritairement à étudier la diversité des écosystèmes forestiers de Guyane, les facteurs déterminant leur variabilité et les conséquences de cette variabilité en termes de services écosystémiques et de gestion.La première partie de la thèse met en évidence les différentes échelles de structuration spatiale de la diversité forestière et les patrons de composition qui en résultent à l’échelle régionale. Elle s’appuie sur une récente campagne d’inventaires forestiers (2006-2013) couvrant l’ensemble du département et rassemblant 3 132 placettes de 0.2ha implantées selon un plan d’échantillonnage emboîté et pluristratifié. Les résultats obtenus vérifient l’hypothèse d’une forte influence de la géomorphologie, à l’échelle des paysages, sur la bêta et l’alpha-diversité des forêts guyanaises en termes d’espèces dominantes (métrique de Simpson). Cette première étape a nécessité plusieurs développements méthodologiques préalables notamment l’évaluation de l’incertitude taxonomique des inventaires forestiers et sa propagation dans les analyses de diversité, ainsi que l’élaboration de modèles cartographiques permettant de caractériser précisément l’environnement géomorphologique à diverses échelles d’études.La deuxième partie de la thèse vise à expliquer l’influence exercée par les paysages géomorphologiques sur la végétation forestière à travers l’étude des relations entre géomorphologie et sols. Elle s’appuie sur l’analyse de près de 450 sondages pédologiques couplés à la campagne d’inventaire forestier. Les résultats obtenus démontrent une forte dépendance de la nature et des propriétés des sols vis-à-vis des paysages géomorphologiques et du dénivelé régional. Ils suggèrent l’existence d’un effet de filtre édaphique sous-jacent au déterminisme géomorphologique sur la diversité forestière. Une part importante de l’influence géomorphologique reste cependant indépendante du filtre édaphique et est interprétée comme un effet conjugué de deux autres mécanismes sur deux échelles de temps distinctes : le contrôle du turn-over forestier par la dynamique géomorphologique au cours du quaternaire récent et l’intégration des effets biogéographiques sous l’influence des changements globaux plus anciens.La troisième partie de la thèse s’intéresse aux conséquences de la diversité biotique et abiotique décrite sur la gestion forestière et sur la variabilité des services écosystémiques rendus par la forêt, notamment en termes de stockage du carbone dans la biomasse et dans les sols. La quantité de carbone stockée, très variable à l’échelle locale, se révèle significativement influencée par la diversité écosystémique à l’échelle régionale. Ce service de régulation est mis en relation avec la richesse spécifique locale (service de support) et la quantité de bois exploitable (service d’approvisionnement). Des relations complexes de corrélation et de compromis sont mises en évidence entre ces différents services. Elles illustrent la variabilité des réponses des services écosystémiques à la diversité des écosystèmes forestières.La mise en perspective de ces différents volets permet de proposer une typologie précise des habitats forestiers de Guyane et de fournir des pistes de prise en compte de cette diversité écosystémique pour l’aménagement du territoire et la gestion forestière. / French Guiana forest presents a high originality in terms of biodiversity, a good state of preservation, a strong contribution to the overall Amazonian carbon stocks and a very fast socio-economic dynamic. However, our knowledge about forest ecosystems diversity remains insufficient to ensure an optimal management of the various ecosystems and of the services they may provide across the territory. This thesis aims to answer this central issue by studying the diversity of forest ecosystems at the scale of the entire forested area of French Guiana. Specifically we targeted highlighting the factors that determine ecosystems variability and evaluating the consequences of this variability in terms of ecosystem services and management.Firstly, we bring out complex patterns of diversity at different scales including strong floristic variation at the regional scale, using a recent forest inventories campaign (2006-2013) that has been conducted according to a stratified sampling design which includes 3,132 0.2ha-plots covering the whole territory. Our results verify the hypothesis of a strong control of forest beta and alpha diversity by geomorphology, especially at the landscape scale and for dominant species (Simpson metric). This first step required several preliminary methodological developments including an assessment of the taxonomic uncertainty in forest inventories, and spatial models to accurately characterize the geomorphological context at various scales.Secondly, we aimed at interpreting the influence of geomorphological landscapes on the composition of forest vegetation by exploring the relationship between geomorphology and soils. Using about 450 soil sampling locations coupled with the forest inventory plots, we demonstrated that nature and properties of soils are dependent on geomorphological landscapes and locally distributed along regional elevation gradients. A significant soil filtering effect was found underlying the geomorphological influence on forest composition and diversity. However, a major part of this influence proved to be independent of soil filtering and is interpreted as a combination of two mechanisms at two different time-scales: (i) the control of forest turn-over by the geomorphological dynamics during the Late Quaternary and (ii) the integration of biogeographic effects under the influence of tectonic evolution and ancient climate changes.Last of all, we addressed the consequences of the analysed biotic and abiotic variations, which combine into habitats diversity on forest management and on the variability of ecosystem services provided by forests, particularly for carbon storage in biomass and soils. The amount of carbon stored is highly variable at local scale but proves to be significantly influenced by habitats diversity at the landscape level. This regulation service is related with the local species richness (pertaining to the category of support services) and the amount of usable wood (pertaining to the category of supply services). Complex relationships, including correlations and compromises, are evidenced between these different services. This illustrates the variability of the responses of ecosystem services to the habitats diversity.Finally our work allowed us to provide a new typology of natural habitats present in French Guiana forest and to propose suggestions in order to improve land uses and multifunctional forest management in French Guiana.