Dissertação de mestrado integrado. Mestrado Integrado em Engenharia do Ambiente. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

O projeto estudou a potencialidade de seqüestrar carbono em solos arenosos de Cerrado sob pastagens. O enfoque principal consistiu em deduzir quantas toneladas por hectare podem ser seqüestradas em função de um melhor manejo. Para tanto escolheram-se quatro pastagens com as mesmas características pedológicas, climáticas e topográficas, possibilitando explicar as diferenças nos estoques de carbono no solo por seus diferentes manejos e níveis de produtividade. As pastagens encontram-se na parte ocidental da bacia do rio Piracicaba (SP). Nessa região, as pastagens constituem o uso dominante da terra e são cultivadas principalmente em solos arenosos do tipo Neossolos Quartzarênicos (RQ). Após a fase de seleção, as quatro pastagens foram caracterizadas de acordo com os estoques de carbono no solo (0-50cm) e suas respectivas produtividades. A produtividade das pastagens foi determinada pelos seguintes parâmetros: (i) índice de área foliar (IAF), (ii) taxa de crescimento da biomassa vegetal, (iii) peso da biomassa vegetal e (iv) peso radicular. Investigou-se a correlação entre os estoques de carbono no solo e cada parâmetro de produtividade de cada pastagem estudada. Avaliou-se também o nível de produtividade em relação ao histórico de manejo do pasto. Os resultados indicam uma boa correlação entre a produtividade de pasto e seu estoque de carbono no solo. Especialmente o parâmetro de produtividade IAF revelou uma boa correlação com os estoques de carbono no solo (r = 0,97). O segundo objetivo do projeto era investigar a aplicabilidade de técnicas de sensoriamento remoto para mapear a potencialidade de seqüestrar carbono no solo. Para os fins da pesquisa, considerou-se que o pasto estudado que apresentou o maior estoque de carbono (e também maior produtividade) no solo possui o estoque máximo possível sob as condições climáticas, pedológicas e topográficas encontradas nas áreas de estudo. Calculou-se a diferença do estoque entre a pastagem com o maior estoque de carbono no solo e as três outras pastagens. A diferença no estoque representa a potencialidade de as pastagens estocarem mais carbono. O potencial de seqüestro de carbono total no pasto mais degradado (Descalvado) representa um aumento de 70,0% (22,41 Mg ha -1 ), de 30,8% (12,81 Mg ha -1 ) no pasto significativamente degradado (Bondade) e de 4,9% (7,7 Mg ha -1 ) no pasto moderadamente degradado (Barreiro Rico). Como as quatro pastagens só diferem no tipo de manejo no que se refere aos parâmetros determinantes da estocagem, as diferenças no estoque são diretamente ligadas ao manejo. O estoque de carbono no solo é uma informação subterrestre e portanto não pode ser investigado diretamente por bandas espectrais do espectro óptico, as quais não penetram a superfície terrestre. Portanto, como este projeto comprovou uma boa correlação entre a produtividade e os estoques de carbono no solo sob pastagens na região estudada, tentou-se mapear os estoques de carbono por meio das produtividades das pastagens. Para esse fim, estabeleceu-se uma classificação radiométrica de produtividade de pasto. Seis bandas do sensor ETM+, além do NDVI, (Normalized Difference Vegetation Index) foram processadas em todas as combinações de entrada possíveis (120) para duas classificações supervisionadas (Máxima Verossimilhança e Rede Neural Propagação Posterior). Para determinar quais são as melhores combinações de entradas de bandas para fins de discriminação da produtividade de pasto em diferentes níveis, usou-se uma matriz de erro. O melhor resultado, com a entrada das bandas B2 B5 B7 NDVI, revelou uma exatidão de 64,79% ao classificar corretamente duas classes de produtividade de pasto (alta/baixa). Essa exatidão foi considerada insuficiente. Entretanto, efetuou-se uma análise radiométrica das pastagens por espectro, que revelou uma melhor separabilidade espectral da produtividade no espectro do infravermelho médio do que no espectro visível ou infravermelho próximo. Foram realizadas também análises de regressão entre a reflectância das quatro pastagens para cada espectro e seus respectivos estoques de carbono, para investigar correlações diretas entre o comportamento espectral das pastagens e os estoques de carbono no solo. O espectro vermelho (r = 0,96 ) e infravermelho médio I (r = 0,944) possuem uma correlação significativa com o estoque de carbono no solo. Resumindo, conclui-se que existe uma boa correlação entre o manejo (produtividade) de pasto e o estoque de carbono no solo. Constatou-se que a imagem de satélite utilizada (Landsat 7) não tem uma resolução espacial/espectral suficiente para separar com uma exatidão adequada os diferentes níveis de produtividade de pasto. Entretanto, existe boa separabilidade dos diferentes níveis de produtividade no espectro infravermelho médio. A investigação da correlação direta entre o comportamento espectral das pastagens e o estoque de carbono obteve resultados significativos nos espectros de vermelho (630 – 690nm) e infravermelho médio I (1550 – 1750nm). Portanto, no âmbito do sensoriamento remoto, recomenda-se investigar se é possível mapear estoques de carbono no solo diretamente por meio da reflectância espectral das pastagens ou por meio do Índice de Área Foliar, que pode ser deduzido por meio do NDVI em imagens de satélite. / The project studied the potential for soil carbon sequestration in pastures growing on sandy soils in the Cerrado region and for the application of remote sensing techniques for estimating carbon sequestration levels. The main focus was deducing how many tons per hectare could be sequestered if better pasture management techniques were adopted. Four pastures with identical pedological, climate and topographical characteristics were chosen, so that the discrepancies in carbon stock levels in the soil could be interpreted in light of their different types of management and productivity levels. The pastures are located in the western part of the Piracicaba basin, in São Paulo State, Brazil. The dominant land use in this region is pasture on sandy soils, classified as Neossolos Quartzarênicos (RQ), according to Brazilian soil classification. After the selection phase, the four pastures were classified according to their soil carbon stocks (0-50cm layer) and their respective productivity levels. Pasture productivity was determined by the following parameters: (i) leaf area index (LAI), (ii) biomass growth rate, (iii) dry matter weight and (iv) root stocks. The correlation between soil carbon stocks and each of the productivity parameters was investigated. The productivity levels were also studied in relation to the pasture management history of each of the selected pastures. The results indicate a good correlation between the productivity level of the pastures and their carbon stocks in the soil. The LAI parameter showed a particularly good correlation with soil carbon stocks (r= 0,97). The second objective of the project was investigating the applicability of remote sensing techniques to map the potential for soil carbon sequestration. For the purposes of this study, the pasture with the highest soil carbon stocks (and higher productivity) was considered to represent the maximum stock possible under the climate, pedological and topography conditions found in the region of the study. The difference between the stock in the highest stock pasture and the three other pastures was calculated. This difference represents the potential for increasing carbon sequestration. The total soil carbon sequestration potential in the most degraded pasture (Descalvado) is equivalent to a 70,0% increase (22.41 Mg ha -1 ) from current levels. In the significantly degraded pasture (Bondade), the potential amounted to 30.08% (12.81 Mg ha -1 ) and to 4.9% (22.41Mg ha -1 ) in the moderately degraded pasture (Barreiro Rico). Since the only determinant parameter for soil carbon sequestration these pasture do not have in common is the type of management, the differences in stock levels are directly related to their type of management. Soil carbon stock levels are a subterraneous type of information, and thus cannot be examined through direct use of optical spectrum bands, which cannot go through the soil. Therefore, and taking into consideration that this study demonstrated a good correlation between productivity and soil carbon stocks in the pastures of the sample, the author attempted to map carbon stocks through pasture productivity. To this end, a radiometric classification of pasture productivity was established. Six spectral bands from the ETM+ satellite sensor and the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) were processed in all possible entry band combinations for two supervised classifications (Maximum Likelihood and Back Propagation). An error matrix was subsequently used to determine the best band combinations for distinguishing pasture productivity levels (two classes). The best result (B2 B5 B7 NDVI) revealed an overall accuracy of 64,79% in the classification of two classes of productivity, which is considered insufficient. Nevertheless, a spectrum radiometric analysis of the pastures was conducted, which showed better separability in the medium infrared spectrum than in the visible or near infrared spectrum. Regression analyses were performed between the reflectance of the four pastures under each spectrum and their respective soil carbon stocks levels, with the purpose of investigating whether there are any direct correlations between the spectral behavior of the pastures and the soil carbon stocks levels. The red (r=0.95) and middle infrared (r=0,944) spectra were demonstrated to have a significant correlation with soil carbon stocks. The author concludes that there is a good correlation between pasture management (productivity) and soil carbon stocks. It has also been determined that the satellite image used in this study (Landsat 7) does not have an adequate spacial and spectral resolution for accurately separating different productivity levels. However, good separability of productivity levels was shown in the middle infrared spectrum. The evaluation of a direct correlation between the spectral behavior of the pastures and their respective soil carbon stock levels obtained significant results in the red (690nm) and near infrared (1550- 1750nm) spectra. Therefore, it is recommended to investigate carbon soil stock mapping by remote sensing techniques directly through the spectral reflectance of pastures in the red and middle infrared spectra or indirectly through the LAI, which can be deduced through the NDVI in satellite images.

O projeto estudou a potencialidade de seqüestrar carbono em solos arenosos de Cerrado sob pastagens. O enfoque principal consistiu em deduzir quantas toneladas por hectare podem ser seqüestradas em função de um melhor manejo. Para tanto escolheram-se quatro pastagens com as mesmas características pedológicas, climáticas e topográficas, possibilitando explicar as diferenças nos estoques de carbono no solo por seus diferentes manejos e níveis de produtividade. As pastagens encontram-se na parte ocidental da bacia do rio Piracicaba (SP). Nessa região, as pastagens constituem o uso dominante da terra e são cultivadas principalmente em solos arenosos do tipo Neossolos Quartzarênicos (RQ). Após a fase de seleção, as quatro pastagens foram caracterizadas de acordo com os estoques de carbono no solo (0-50cm) e suas respectivas produtividades. A produtividade das pastagens foi determinada pelos seguintes parâmetros: (i) índice de área foliar (IAF), (ii) taxa de crescimento da biomassa vegetal, (iii) peso da biomassa vegetal e (iv) peso radicular. Investigou-se a correlação entre os estoques de carbono no solo e cada parâmetro de produtividade de cada pastagem estudada. Avaliou-se também o nível de produtividade em relação ao histórico de manejo do pasto. Os resultados indicam uma boa correlação entre a produtividade de pasto e seu estoque de carbono no solo. Especialmente o parâmetro de produtividade IAF revelou uma boa correlação com os estoques de carbono no solo (r = 0,97). O segundo objetivo do projeto era investigar a aplicabilidade de técnicas de sensoriamento remoto para mapear a potencialidade de seqüestrar carbono no solo. Para os fins da pesquisa, considerou-se que o pasto estudado que apresentou o maior estoque de carbono (e também maior produtividade) no solo possui o estoque máximo possível sob as condições climáticas, pedológicas e topográficas encontradas nas áreas de estudo. Calculou-se a diferença do estoque entre a pastagem com o maior estoque de carbono no solo e as três outras pastagens. A diferença no estoque representa a potencialidade de as pastagens estocarem mais carbono. O potencial de seqüestro de carbono total no pasto mais degradado (Descalvado) representa um aumento de 70,0% (22,41 Mg ha -1 ), de 30,8% (12,81 Mg ha -1 ) no pasto significativamente degradado (Bondade) e de 4,9% (7,7 Mg ha -1 ) no pasto moderadamente degradado (Barreiro Rico). Como as quatro pastagens só diferem no tipo de manejo no que se refere aos parâmetros determinantes da estocagem, as diferenças no estoque são diretamente ligadas ao manejo. O estoque de carbono no solo é uma informação subterrestre e portanto não pode ser investigado diretamente por bandas espectrais do espectro óptico, as quais não penetram a superfície terrestre. Portanto, como este projeto comprovou uma boa correlação entre a produtividade e os estoques de carbono no solo sob pastagens na região estudada, tentou-se mapear os estoques de carbono por meio das produtividades das pastagens. Para esse fim, estabeleceu-se uma classificação radiométrica de produtividade de pasto. Seis bandas do sensor ETM+, além do NDVI, (Normalized Difference Vegetation Index) foram processadas em todas as combinações de entrada possíveis (120) para duas classificações supervisionadas (Máxima Verossimilhança e Rede Neural Propagação Posterior). Para determinar quais são as melhores combinações de entradas de bandas para fins de discriminação da produtividade de pasto em diferentes níveis, usou-se uma matriz de erro. O melhor resultado, com a entrada das bandas B2 B5 B7 NDVI, revelou uma exatidão de 64,79% ao classificar corretamente duas classes de produtividade de pasto (alta/baixa). Essa exatidão foi considerada insuficiente. Entretanto, efetuou-se uma análise radiométrica das pastagens por espectro, que revelou uma melhor separabilidade espectral da produtividade no espectro do infravermelho médio do que no espectro visível ou infravermelho próximo. Foram realizadas também análises de regressão entre a reflectância das quatro pastagens para cada espectro e seus respectivos estoques de carbono, para investigar correlações diretas entre o comportamento espectral das pastagens e os estoques de carbono no solo. O espectro vermelho (r = 0,96 ) e infravermelho médio I (r = 0,944) possuem uma correlação significativa com o estoque de carbono no solo. Resumindo, conclui-se que existe uma boa correlação entre o manejo (produtividade) de pasto e o estoque de carbono no solo. Constatou-se que a imagem de satélite utilizada (Landsat 7) não tem uma resolução espacial/espectral suficiente para separar com uma exatidão adequada os diferentes níveis de produtividade de pasto. Entretanto, existe boa separabilidade dos diferentes níveis de produtividade no espectro infravermelho médio. A investigação da correlação direta entre o comportamento espectral das pastagens e o estoque de carbono obteve resultados significativos nos espectros de vermelho (630 – 690nm) e infravermelho médio I (1550 – 1750nm). Portanto, no âmbito do sensoriamento remoto, recomenda-se investigar se é possível mapear estoques de carbono no solo diretamente por meio da reflectância espectral das pastagens ou por meio do Índice de Área Foliar, que pode ser deduzido por meio do NDVI em imagens de satélite. / The project studied the potential for soil carbon sequestration in pastures growing on sandy soils in the Cerrado region and for the application of remote sensing techniques for estimating carbon sequestration levels. The main focus was deducing how many tons per hectare could be sequestered if better pasture management techniques were adopted. Four pastures with identical pedological, climate and topographical characteristics were chosen, so that the discrepancies in carbon stock levels in the soil could be interpreted in light of their different types of management and productivity levels. The pastures are located in the western part of the Piracicaba basin, in São Paulo State, Brazil. The dominant land use in this region is pasture on sandy soils, classified as Neossolos Quartzarênicos (RQ), according to Brazilian soil classification. After the selection phase, the four pastures were classified according to their soil carbon stocks (0-50cm layer) and their respective productivity levels. Pasture productivity was determined by the following parameters: (i) leaf area index (LAI), (ii) biomass growth rate, (iii) dry matter weight and (iv) root stocks. The correlation between soil carbon stocks and each of the productivity parameters was investigated. The productivity levels were also studied in relation to the pasture management history of each of the selected pastures. The results indicate a good correlation between the productivity level of the pastures and their carbon stocks in the soil. The LAI parameter showed a particularly good correlation with soil carbon stocks (r= 0,97). The second objective of the project was investigating the applicability of remote sensing techniques to map the potential for soil carbon sequestration. For the purposes of this study, the pasture with the highest soil carbon stocks (and higher productivity) was considered to represent the maximum stock possible under the climate, pedological and topography conditions found in the region of the study. The difference between the stock in the highest stock pasture and the three other pastures was calculated. This difference represents the potential for increasing carbon sequestration. The total soil carbon sequestration potential in the most degraded pasture (Descalvado) is equivalent to a 70,0% increase (22.41 Mg ha -1 ) from current levels. In the significantly degraded pasture (Bondade), the potential amounted to 30.08% (12.81 Mg ha -1 ) and to 4.9% (22.41Mg ha -1 ) in the moderately degraded pasture (Barreiro Rico). Since the only determinant parameter for soil carbon sequestration these pasture do not have in common is the type of management, the differences in stock levels are directly related to their type of management. Soil carbon stock levels are a subterraneous type of information, and thus cannot be examined through direct use of optical spectrum bands, which cannot go through the soil. Therefore, and taking into consideration that this study demonstrated a good correlation between productivity and soil carbon stocks in the pastures of the sample, the author attempted to map carbon stocks through pasture productivity. To this end, a radiometric classification of pasture productivity was established. Six spectral bands from the ETM+ satellite sensor and the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) were processed in all possible entry band combinations for two supervised classifications (Maximum Likelihood and Back Propagation). An error matrix was subsequently used to determine the best band combinations for distinguishing pasture productivity levels (two classes). The best result (B2 B5 B7 NDVI) revealed an overall accuracy of 64,79% in the classification of two classes of productivity, which is considered insufficient. Nevertheless, a spectrum radiometric analysis of the pastures was conducted, which showed better separability in the medium infrared spectrum than in the visible or near infrared spectrum. Regression analyses were performed between the reflectance of the four pastures under each spectrum and their respective soil carbon stocks levels, with the purpose of investigating whether there are any direct correlations between the spectral behavior of the pastures and the soil carbon stocks levels. The red (r=0.95) and middle infrared (r=0,944) spectra were demonstrated to have a significant correlation with soil carbon stocks. The author concludes that there is a good correlation between pasture management (productivity) and soil carbon stocks. It has also been determined that the satellite image used in this study (Landsat 7) does not have an adequate spacial and spectral resolution for accurately separating different productivity levels. However, good separability of productivity levels was shown in the middle infrared spectrum. The evaluation of a direct correlation between the spectral behavior of the pastures and their respective soil carbon stock levels obtained significant results in the red (690nm) and near infrared (1550- 1750nm) spectra. Therefore, it is recommended to investigate carbon soil stock mapping by remote sensing techniques directly through the spectral reflectance of pastures in the red and middle infrared spectra or indirectly through the LAI, which can be deduced through the NDVI in satellite images.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-08-23T14:05:54Z No. of bitstreams: 1 Bruno Coelho de Barros.pdf: 1245254 bytes, checksum: dd4d7c97263bcc4204f65f7756581160 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-23T14:05:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bruno Coelho de Barros.pdf: 1245254 bytes, checksum: dd4d7c97263bcc4204f65f7756581160 (MD5) Previous issue date: 2009-02-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In the industrial and commercial sectors of the Araripe Region in Pernambuco, the use of fire wood is mainly directed to the processes of calcination and production of gypsum in different technologies. Thus, this study aimed to find alternatives to supply the demand of firewood in the Gypsun Pole of Araripe in Pernambuco through the implementation of the forest with native and exotic species. The experiment was installed at the Experimental Station of the Agronomic Institute of Pernambuco - IPA, using nine species, among native and exotic: (Imburana - Amburana cearense (Allemão) A.C. Sm.; Angico - Anadenanthera colubrina (Vell.) Brenan var. cebil (Griseb.) Altschul; Jurema - Mimosa tenuiflora (Willd.) Poir.; Sabiá - Mimosa caesalpiniaefolia Benth.; Acácia - Senna siamea (Lam.) H.S. Irwin & Barneby; Leucena - Leucaena leucocephala (Lam.) R. de Wit.; Algaroba - Prosopis juliflora (Sw.) D.C.; Ipês - Tabebuia sp.1 e Tabebuia sp.2) in a completely randomized design with different number of replications. The following parameters were evaluated: survival, volume in cubic meter - m³ and stereo meters - st, weight - kg, density of the stem, the carbon shaft of stem, carbon fixation of stem andcalorimetry. For the volume in st Sabiá and Jurema presented the best results. With regard to the volume in m³ Sabia was the most productive. Jurema and Sabiá were heavier species. The Jurema had the highest density of stem, followed by Sabiá and Algaroba. Regarding the carbon content in percentage Jurema, Imburana and Sabiá had the highest values. Jurema and Sabiá had the largest amounts of carbon fixed in stem in tonners per hectare due to have the highest average volume per tree and Sabiá and Jurema were the species with better efficiency in production of heat in the process of dehydration of gypsum. Thus,Sabiá and Jurema are the species indicated for the production of wood in homogeneous commercial plantations in the Chapada Araripe in Pernambuco. / Nos setores industriais e comerciais da Região do Araripe, em Pernambuco, a utilização de combustíveis lenhosos está dirigida principalmente aos processos de calcinação da gipsita e produção de gesso em suas diferentes tecnologias. Desta forma, o presente estudo teve como objetivo buscar alternativas para suprir a demanda por lenha no Polo Gesseiro do Araripe pernambucano, por meio da implantação de povoamentos florestais com espécies nativas e exóticas. O experimento foi instalado na Estação Experimental do Instituto Agrônomico de Pernambuco - IPA, utilizando nove espécies, entre nativas e exóticas: (Imburana - Amburana cearense (Allemão) A.C. Sm.; Angico - Anadenanthera colubrina (Vell.) Brenan var. cebil (Griseb.) Altschul; Jurema - Mimosa tenuiflora (Willd.) Poir.; Sabiá - Mimosa caesalpiniaefolia Benth.; Acácia - Senna siamea (Lam.) H.S. Irwin & Barneby; Leucena - Leucaena leucocephala (Lam.) R. de Wit.; Algaroba - Prosopis juliflora (Sw.) D.C.; Ipês - Tabebuia sp.1 e Tabebuia sp.2), em um delineamento inteiramente casualizado com diferentes números de repetições. Foram avaliados os seguintes parâmetros: sobrevivência, volume em metro cúbico- m³ e em metro estéreo - st, peso - kg, densidade do fuste, teor de carbono do fuste, fixação de carbono do fuste e calorimetria. Para o volume em st, o Sabiá e a Jurema apresentaram os melhores resultados. Com relação ao volume em m³, o Sabiá foi o mais produtivo. O Sabiá e a Jurema foram às espécies mais pesadas. A Jurema obteve a maior densidade do fuste, seguida do Sabiá e da Algaroba. No que se refere ao teor de carbono do fuste em porcentagem, a Jurema, a Imburana e o Sabiá apresentaram os maiores valores. A Jurema e o Sabiá fixaram as maiores quantidades de carbono no fuste em toneladas por hectare, devido a possuírem os maiores volumes médios por árvore e o Sabiá e a Jurema são as espécies com melhor eficiência em produção de calor para os fornos de calcinação da gipsita. Dessa forma, o Sabiá e a Jurema são as espécies maisindicadas para a produção de lenha em plantios comerciais homogêneos na Chapada do Araripe em Pernambuco.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:37:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Valdemir Aleixo.pdf: 13557960 bytes, checksum: cdf0545cf265f7d10d1a23d077c3da31 (MD5) Previous issue date: 2006-07-27 / Concern with increase carbon dioxide emissions has fostered several studies throughout scientific knowledge. The greenhouse effect is recognized as necessary for Earth surface colonization. However, modern day carbon dioxide and other greenhouse effect gases are blamed for atmosphere warming and its catastrophic effects. Both the Kyoto treat and the policy of Mechanism of Clean Development have instigated new approaches to reward actions that result in carbon sequestration. The objective of this study was to calculate simple allometric equations in order to estimate above and below ground dry biomass from Leucaena leucocephala individuals of various sizes from the Marechal Candido Rondon county. The results indicated that the decreasing order of leucaena biomass are stem > branches > roots > leaves. Independently of individual size, 24 % of total dry biomass sampled in this study was located below ground and 76 % above ground. Log transformed linear equations using CBH (circumference at breast height) as independent variable was statistically significant (P<0.05) to estimate leucaena total dry biomass / Atualmente, a preocupação com as emissões do dióxido de carbono (CO2) e o seu elevado nível de concentração na atmosfera tem impulsionado muitos estudos nas mais diversas áreas do conhecimento, com o intuito de barrar ou diminuir esse, que se torna, cada vez mais, um grande problema para a sociedade moderna. É de conhecimento que o CO2 contribui com o efeito estufa e, sem ele, não seria possível o desenvolvimento da vida na terra como a conhecemos hoje. Mas, a concentração dos gases efeito estufa chegou a níveis elevados e sua conseqüência certamente será desastrosa. O efeito estufa causa o aquecimento global do planeta terra e, em conseqüência disso, o descongelamento de geleiras, a desregulação climática, entre outros fatores que influenciam diretamente na evolução natural dos ecossistemas. Essa problemática é tema de discussão de toda comunidade científica e se intensificou a partir de 1997 com o estabelecimento do Protocolo de Kyoto (atualmente Tratado de Kyoto), que contempla em suas premissas o MDL (Mecanismo de Desenvolvimento Limpo) que visa favorecer a quem estiver cultivando espécies florestais. Este propósito trouxe grande expectativa para muitos pesquisadores, que direcionaram seus trabalhos a fim de construir modelos e sistemas para quantificação de biomassa e determinação do carbono fixado em espécies florestais. Este ensaio foi desenvolvido no Município de Marechal Cândido Rondon PR, com o objetivo de ajustar equações que permitam estimar a biomassa aérea e subterrânea (biomassa total) para Leucaena Leucocephala (Lam.) De Wit em diferentes tamanhos. A L. leucocephala é uma leguminosa perene, originária da América Central e foi dispersada para outras partes do mundo devido ao seu rápido crescimento, boa adaptação e grande diversidade na utilização. Por ser uma espécie exótica e invasora, atualmente a L. leucocephala vem dominando os ecossistemas, o que pode ser considerado um grande problema do ponto de vista biológico. Não foi encontrado na literatura informações sobre a quantificação de biomassa L. Ieucocephala, além de suas utilidades, principalmente como suplementação protéica na alimentação de animais. A fim de contribuir com informações sobre a biometria para L. leucocephala, o trabalho foi realizado por método direto (destrutivo), com posterior análise dos dados e ajuste de equações simples que tornaram possível estimar a biomassa em diferentes componentes e tamanhos. Para estimar a potencialidade da L. leucocephala na fixação do carbono, foi utilizado o fator de conversão 0,5, ou seja, 50% da biomassa é composta por carbono. Do total da biomassa e do carbono para L. leucocephala em diferentes tamanhos, 24% corresponde à porção da raiz, e 76% corresponde à porção aérea. De forma geral a biomassa total apresentou a seguinte distribuição: fuste > galhos > raízes > folhas

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-08-28T16:36:07Z No. of bitstreams: 1 CELINA CÂNDIDA FERREIRA RODRIGUES – DISSERTAÇÃO (PPGMET) 2018.pdf: 5069139 bytes, checksum: b64db0a7038e8010a2b92ce822daf969 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-28T16:36:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CELINA CÂNDIDA FERREIRA RODRIGUES – DISSERTAÇÃO (PPGMET) 2018.pdf: 5069139 bytes, checksum: b64db0a7038e8010a2b92ce822daf969 (MD5) Previous issue date: 2018-02-28 / CNPq / As florestas desempenham um papel importante na mitigação das mudanças climáticas, atuando como grandes armazenadoras de carbono por meio de sua produtividade primária. A produtividade primária bruta corresponde ao total de carbono fixado pela vegetação por meio do processo de fotossíntese. Neste sentido, o objetivo do trabalho foi avaliar a capacidade de fixação de carbono na bacia do rio Mogi-Guaçu, em especial nas áreas de cerrado e cana-de-açúcar no município de Santa Rita do Passa Quatro - SP, com base em estimativas efetivadas por meio de técnicas de sensoriamento remoto e proceder uma validação dos resultados segundo medidas realizadas pelo método da Eddy Coariance. Para a determinação da produtividade primária bruta foram determinados os balanços de radiação e energia por meio de imagens TM - Landsat 5 e OLI/TIRS - Landsat 8 utilizando a metodologia do SEBAL, para posterior comparação com a produtividade primária bruta do produto MOD17A2H e a estimada pelo método de eddy covariance. Foram selecionadas imagens sem presença de nuvens nos anos de 2005 e 2015, e empregadas as medições do fluxo de CO2 obtidas em duas torres micrometeorológicas instaladas em área de cana-de-açúcar e de Cerradão. As imagens Landsat proporcionaram maior concordância entre os dados de produtividade primária bruta em relação aos obtidos nas torres micrometeorológicas, diferentemente dos valores gerados com o MOD17A2H. A sazonalidade da produtividade primária bruta apresenta boa correspondência com os dados de precipitação pluviométrica registrados na área de estudo. O cerrado se comportou como sumidouro de carbono durante todo o ano, mesmo com precipitação abaixo da média, o que evidencia a necessidade de preservação deste bioma. / The forests play an important role in the mitigation of climate change by acting as large carbon sinks through their primary productivity. The gross primary productivity corresponds to the total carbon fixed by the vegetation through the photosynthesis process. In this way, the objective of this work was to evaluate the carbon fixation capacity in the Mogi-Guaçu river basin, especially in the cerrado and sugar cane areas in the municipality of Santa Rita do Passa Quatro - SP, based on estimates made by means of remote sensing techniques and validate the results according to measurements performed by the Eddy Coariance method. For the gross primary productivity determination, the radiation and energy balances were determined using TM - Landsat 5 and OLI / TIRS - Landsat 8 images using the SEBAL methodology, for further comparison with the gross primary productivity of the product MOD17A2H and the estimated by the eddy covariance method. Images were selected without clouds in the years 2005 and 2015, and measurements of the CO2 flux obtained in two micrometeorological towers installed in the area of sugarcane and Cerradão were used. The Landsat images provided greater agreement between the gross primary productivity data in relation to those obtained in the micrometeorological towers, unlike the values generated with the MOD17A2H. The seasonality of the gross primary productivity shows good correspondence with the rainfall data recorded in the study area. The cerrado has behaved as a carbon sink throughout the year, even with below-average precipitation, which it evidences the need for preservation of this biome.

As árvores de Tectona grandis (Verbenaceae) e de Pinus caribaea var. hondurensis (Pinaceae) são utilizadas em estudos dendroecológicos e dendroclimatológicos pela formação de anéis de crescimento anuais duas espécies plantadas na Mata da Pedreira do Campus da ESALQ/USP para estudos ecológicos e climáticos. Foram selecionadas 8 árvores de Tectona grandis (4 com e 4 sem lianas ocupando a copa das árvores) e 10 árvores de Pinus caribaea var. hondurensis (8 vivas - 4 com e 4 sem lianas ocupando a copa das árvores - e 2 mortas). Com a utilização de sondas de Pressler foram extraídas 2-6 amostras do lenho/árvore das 2 espécies para analisar seus anéis de crecimiento. Foi realizada (i) a caracterização anatômica macro e microscópica dos anéis de crescimento; (ii) estudos de dendrocronologia, pela datação e avaliação do crescimento radial do tronco das árvores; (iii) avaliação da densidade do lenho por densitometria de raios X para a determinação da densidade dos anéis de crescimento, incremento de biomassa e de carbono; (iv) avaliação da influência do clima local e em grande escala no crescimento do tronco das árvores; (v) análise dos vasos das árvores de T. grandis e dos anéis de crescimento falsos nas árvores de P. caribaea. Os resultados principais mostraram que as características anatômicas dos anéis de crescimento das árvores as 2 espécies coincidem com os descritos na literatura; a série de anéis de crescimento mostrou correlação significativa em relação à sincronização dos anéis de crescimento das árvores das 2 espécies. O efeito prejudicial das lianas na copa das árvores de T. grandis e de P. caribaea foi comprovado pela redução da largura dos anéis de crescimento no período de 2000-11 e de 1971-2011, respectivamente. A densidade aparente média dos anéis de crescimento (T. grandis: 0,64 g/cm3 e de P. caribaea: 0,60 g/cm3) permitiu calcular o incremento de massa de carbono, resultando que as árvores sem lianas apresentam maior estoque de carbono do que as com lianas. A análise dendroclimatológica mostrou que as árvores de P. caribaea apresentaram correlações positivas com a disponibilidade de água no solo no período de seca; as árvores de T. grandis mostram correlação positiva com o período de maior chuva, temperatura de primavera e a oscilação antártica (AAO) de outono no ano corrente de crescimento, e correlação negativa com o evento de El Niño (TNI) em outono anterior. A ocupação das lianas na copa das árvores de T. grandis provocou o aumento da área dos vasos; os vasos do lenho inicial (e sua frequência) mostraram correlação significativa com a largura dos anéis de crescimento, possibilitando a construção de cronologias desses parâmetros e a avaliação da influência climática nas árvores. A ocupação das lianas na copa das árvores de P. caribaea induziu diminuição da frequência dos anéis de crescimento falsos, formados, principalmente, pelo aumento das pricipatações de Julio anterior y verão (DJF) e corrente. Os resultados deste estudo permitiram concluir que a análise dos anéis de crescimento das árvores das 2 espécies tem grande potencial para estudos ecológicos e ambientais no Brasil. / The trees of Tectona grandis (Verbenaceae) and Pinus caribaea var. hondurensis (Pinaceae) are used in dendroecological and dendroclimatologal studies by formation the annual growth rings. For these reasons, the study aimed to examine the tree-rings of the two species planted in Mata da Pedreira in Campus ESALQ/USP to climatic and ecological studies. We selected eight T. grandis trees (4 with and 4 without lianas occupying the trees canopy) and 10 P. caribaea trees (8 live - 4 with and 4 without lianas- and 2 dead). With the use Pressler increment borer was extracted 2-6 wood samples/tree of two species to analyze their trees-rings growth. Were applied: i) anatomical characterization macro and microscopic of trees-rings; ii) dendrochronology studies, by dating and evaluation of the trees radial growth; iii) evaluating the density of the wood by X-ray densitometry for determination of tree-rings density, biomass and carbon increment; iv) evaluating of influence of local climate and large-scale on tree-rings; v) Analysis of the vessel in T. grandis trees and false rings in P.caribaea trees. The main results showed that the anatomical characteristics of trees-rings of the both species coincide with those described in the literature; the series of trees-rings showed significant correlation with respect to the synchronization of trees-rings in the two species. The unfavorable effect of lianas in the canopy of trees T. grandis and P. caribaea was confirmed by the reduction of the tree-rings width in period 2000-2011 and 1976-2011, respectively. . The apparent density average of tree-rings (T. grandis: 0,64 g/cm3 e de P. caribaea: 0,60 g/cm3) allowed us to calculate the increase of carbon mass, resulting that trees without lianas had higher carbon stocks than those with lianas. The climatological analysis showed that P. caribaea showed positive correlations with water availability in the soil in the dry season; T. grandis trees showed positive correlations with period of highest rainfall, temperature of spring and AAO of fall in the current growing season, and negative correlation with El Niño event (TNI) in the fall. The ocupation of lianas on T. grandis trees caused the increase of the vessels area; the earlywood vessels (and frequency) had a significant correlation with the tree-rings, allowing build of chronologies of these parameters and evaluate the influences climate in the trees. The ocupation of lianas on P. caribaea trees induced a decrease in false rings, which are formed primarily by the increase of the previous July and current summer (DJF). The results of this study showed that the tree-rings analysis of the two species has great potential to ecological and climatical studies in Brazil.

As árvores de Tectona grandis (Verbenaceae) e de Pinus caribaea var. hondurensis (Pinaceae) são utilizadas em estudos dendroecológicos e dendroclimatológicos pela formação de anéis de crescimento anuais duas espécies plantadas na Mata da Pedreira do Campus da ESALQ/USP para estudos ecológicos e climáticos. Foram selecionadas 8 árvores de Tectona grandis (4 com e 4 sem lianas ocupando a copa das árvores) e 10 árvores de Pinus caribaea var. hondurensis (8 vivas - 4 com e 4 sem lianas ocupando a copa das árvores - e 2 mortas). Com a utilização de sondas de Pressler foram extraídas 2-6 amostras do lenho/árvore das 2 espécies para analisar seus anéis de crecimiento. Foi realizada (i) a caracterização anatômica macro e microscópica dos anéis de crescimento; (ii) estudos de dendrocronologia, pela datação e avaliação do crescimento radial do tronco das árvores; (iii) avaliação da densidade do lenho por densitometria de raios X para a determinação da densidade dos anéis de crescimento, incremento de biomassa e de carbono; (iv) avaliação da influência do clima local e em grande escala no crescimento do tronco das árvores; (v) análise dos vasos das árvores de T. grandis e dos anéis de crescimento falsos nas árvores de P. caribaea. Os resultados principais mostraram que as características anatômicas dos anéis de crescimento das árvores as 2 espécies coincidem com os descritos na literatura; a série de anéis de crescimento mostrou correlação significativa em relação à sincronização dos anéis de crescimento das árvores das 2 espécies. O efeito prejudicial das lianas na copa das árvores de T. grandis e de P. caribaea foi comprovado pela redução da largura dos anéis de crescimento no período de 2000-11 e de 1971-2011, respectivamente. A densidade aparente média dos anéis de crescimento (T. grandis: 0,64 g/cm3 e de P. caribaea: 0,60 g/cm3) permitiu calcular o incremento de massa de carbono, resultando que as árvores sem lianas apresentam maior estoque de carbono do que as com lianas. A análise dendroclimatológica mostrou que as árvores de P. caribaea apresentaram correlações positivas com a disponibilidade de água no solo no período de seca; as árvores de T. grandis mostram correlação positiva com o período de maior chuva, temperatura de primavera e a oscilação antártica (AAO) de outono no ano corrente de crescimento, e correlação negativa com o evento de El Niño (TNI) em outono anterior. A ocupação das lianas na copa das árvores de T. grandis provocou o aumento da área dos vasos; os vasos do lenho inicial (e sua frequência) mostraram correlação significativa com a largura dos anéis de crescimento, possibilitando a construção de cronologias desses parâmetros e a avaliação da influência climática nas árvores. A ocupação das lianas na copa das árvores de P. caribaea induziu diminuição da frequência dos anéis de crescimento falsos, formados, principalmente, pelo aumento das pricipatações de Julio anterior y verão (DJF) e corrente. Os resultados deste estudo permitiram concluir que a análise dos anéis de crescimento das árvores das 2 espécies tem grande potencial para estudos ecológicos e ambientais no Brasil. / The trees of Tectona grandis (Verbenaceae) and Pinus caribaea var. hondurensis (Pinaceae) are used in dendroecological and dendroclimatologal studies by formation the annual growth rings. For these reasons, the study aimed to examine the tree-rings of the two species planted in Mata da Pedreira in Campus ESALQ/USP to climatic and ecological studies. We selected eight T. grandis trees (4 with and 4 without lianas occupying the trees canopy) and 10 P. caribaea trees (8 live - 4 with and 4 without lianas- and 2 dead). With the use Pressler increment borer was extracted 2-6 wood samples/tree of two species to analyze their trees-rings growth. Were applied: i) anatomical characterization macro and microscopic of trees-rings; ii) dendrochronology studies, by dating and evaluation of the trees radial growth; iii) evaluating the density of the wood by X-ray densitometry for determination of tree-rings density, biomass and carbon increment; iv) evaluating of influence of local climate and large-scale on tree-rings; v) Analysis of the vessel in T. grandis trees and false rings in P.caribaea trees. The main results showed that the anatomical characteristics of trees-rings of the both species coincide with those described in the literature; the series of trees-rings showed significant correlation with respect to the synchronization of trees-rings in the two species. The unfavorable effect of lianas in the canopy of trees T. grandis and P. caribaea was confirmed by the reduction of the tree-rings width in period 2000-2011 and 1976-2011, respectively. . The apparent density average of tree-rings (T. grandis: 0,64 g/cm3 e de P. caribaea: 0,60 g/cm3) allowed us to calculate the increase of carbon mass, resulting that trees without lianas had higher carbon stocks than those with lianas. The climatological analysis showed that P. caribaea showed positive correlations with water availability in the soil in the dry season; T. grandis trees showed positive correlations with period of highest rainfall, temperature of spring and AAO of fall in the current growing season, and negative correlation with El Niño event (TNI) in the fall. The ocupation of lianas on T. grandis trees caused the increase of the vessels area; the earlywood vessels (and frequency) had a significant correlation with the tree-rings, allowing build of chronologies of these parameters and evaluate the influences climate in the trees. The ocupation of lianas on P. caribaea trees induced a decrease in false rings, which are formed primarily by the increase of the previous July and current summer (DJF). The results of this study showed that the tree-rings analysis of the two species has great potential to ecological and climatical studies in Brazil.