Forest fires can have a great impact on the relationship between soil organic matter (SOM) and soilbulk density (SBD). SOM will reduce with increased fire intensity, which ultimately leads to more compaction of the soil. The compaction rate might increase to the limit of where root growth will be absent thus leading to actions to restore the soil. This study investigates changes in the relationship between SOM and SBD in spodosol and histosol in Seglingsberg, located in South-central Sweden, where a forest fire occurred summer 2014.  In addition, changes of pH values in the two types of soilwere examined in order to receive information about the chemical states of the different soil types.A total of 29 samples at depths of 0-17 cm were received from one day of fieldwork and these were later analysed concerning the pH, the SBD and the SOM content. The results showed an increase of pH-values in the fire-exposed area compared to pH values measured at the reference site (pH ~5). More importantly, the results from the SBD and SOM analyses indicated that there was in fact an inversely proportional relationship between the two soil parameters. In addition, high pH values were measured at the same subareas of which the highest SBD- and the lowest SOM values were obtained.Statistical analyses were applied on the results in order to conclude if the soil property changes caused by the fire were significantly different from normal conditions or not. The results from the statistical analyses revealed that 25% of the fire-exposed sites had changed significantly. However, more samples should have been taken while in field, since lack of data is thought to have had a great impact on the final results.Although there were no strong statistical evidence for the hypothesis, it is clear that the forest firein Västmanland year 2014 affected both the SOM, SBD and pH values in the soils. / Under sommaren år 2014 utbröt en omfattande skogsbrand i Västmanlands län, vilket medföljdedramatiska konsekvenser för framförallt ett flertal skogsbolag, men även för boende i området. Med skogsbränder följer negativa såväl som positiva konsekvenser, där de positiva framförallt gäller med avseende på arter som har evolverat i samband med bränder. Förutom ovannämnda konsekvenser så finns det risk för att markförhållandena ändras till följd av en skogsbrand. I denna studie undersöktes hur  markegenskaper  i  torv-  samt  podsoljordar  hade  förändrats  med  avseende  på  pH,  halten  avorganiskt material samt packningsgrad. Fältstudien genomfördes i ett drabbat brandområde strax norrom Seglingsberg, Surahammars kommun. Totalt togs 29 stycken jordprover inom fem stycken transekter i området. Av dessa kunde 25 stycken användas till alla tre analyserna. Resultaten från jordprovsanalyserna användes därefter till att genomföra statistiska undersökningar. Detta för att se hur stor spridningen var mellan och inom de fem transekterna samt för att kunna avgöra om jordproverna visade sig vara signifikant förändrade från ursprungsförhållanden.Resultaten från jordprovsanalyserna visade att det fanns mest organiskt material kvar i de östra delarna av området, medan det var kraftigt reducerat ju längre nordväst jordproverna hade hämtats. I samband med att markens organiska material hade reducerats kunde man även bevittna att jordtäcket hade blivit mer kompakterat. Resultaten från pH-analysen pekar också på att förändringarna varit som störst i de nordvästliga delarna. pH-analysen bevisade att markkemin ser annorlunda ut än innanbranden, då värdena ibland låg 2 enheter för högt än vad man vanligen brukar observera i podsol- ochtorvjordar. Då pH-skalan är logaritmisk innebär detta en minskad försurning med 100 gånger. Resultaten från alla jordprovsanalyser tyder att branden varit som mest intensiv i den nordvästra delen av undersökningsområdet, i området bestående av ungskog.Även om resultaten från jordprovsanalyserna pekade på att branden orsakat tydliga mark- förändringar, visade majoriteten av de statistiska undersökningarna inte på signifikanta förändringar. Det är därför inte möjligt att generalisera resultaten och således applicera dessa på hela brandområdet i Västmanland.Eftersom att naturligt förekommande skogsbränder är relativt få till antalet i Sverige, finns därmed få studier tillgängliga inom ämnesområdet. Det finns en upplaga av studier inom kontrollerade och anlagda brandfält, men i och med att dessa förhållanden är fixerade, så påverkas markegenskaperna sällan avsevärt. Forskningsrapporter indikerar på ett mer extremt klimat i framtiden, som förmodas leda till en ökad omfattning samt ett ökat antal naturligt förekommande skogsbränder. Om denna prognos stämmer är det viktigt att undersöka markförhållandena, då en skogsbrand kan ha direktavgörande effekt på återväxten.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:33:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-12-21Bitstream added on 2014-06-13T19:04:48Z : No. of bitstreams: 1 almeida_cx_dr_jabo.pdf: 641425 bytes, checksum: 8ee6de028f930932e687bf840fa7cec8 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O estudo de indicadores de qualidade dos solos é fundamental para avaliar o nível de degradação imposta pelo uso agrícola e para estabelecer estratégias de manejo sustentáveis. O objetivo geral deste trabalho foi avaliar a qualidade de um Latossolo Vermelho distrófico típico sob cultivo convencional (CC) e sistema de semeadura direta (PD), por meio de indicadores físicos e da avaliação da produção das culturas da soja e do milho. Os objetivos específicos foram: i) comparar a eficiência de funções de pedotransferência para a curva de resistência do solo à penetração presentes na literatura, por meio do ajuste de dados obtidos com o penetrômetro de impacto e também com o penetrômetro eletrônico; ii) determinar a resistência do solo à penetração (RP) durante o ciclo das culturas relacionando-a ao conteúdo de água no solo (Ug); e, iii) determinar alguns indicadores de qualidade física do solo, relacionando-os com as características agronômicas das culturas. Os sistemas de uso e manejo do solo foram: CC e PD por sete e oito anos consecutivos (solo de textura média) e CC e PD por nove e dez anos consecutivos (solo de textura argilosa). Foram determinadas a RP, a porosidade total, a macroporosidade, a microporosidade, a retenção de água no solo, o índice S, a densidade, a densidade do solo máxima e também a densidade do solo relativa. Nas culturas da soja e do milho foram avaliadas: massa seca das raízes, altura das plantas, altura de inserção da primeira vagem/espiga, número de vagens por planta de soja, massa seca da parte aérea do milho e produtividade. As Equações ; ; e não diferiram e foram as mais precisas e acuradas na predição da RP. Dentre os sistemas de manejo, embora o CC tenha apresentado melhores resultados em relação aos indicadores de qualidade física do solo, o PD foi o que proporcionou maior produção de milho / The study of indicators of soil quality is essential to assess the level of degradation imposed by agricultural use and to establish sustainable management strategies. The aim of this study was to evaluate the quality of an Oxisol under conventional (CC) and no-tillage (NT), through soil physical indicators and assessing the soybeans and corn crops yield. The specific objectives were: i) compare the efficiency of pedotransfer functions due to soil resistance to penetration curve in the literature, by adjusting the data obtained with the impact penetrometer and also with the electronic penetrometer), ii) monitoring the soil resistance to penetration (PR) during the crop cycle relating it to the soil water content (Wc), and iii) determine some soil physical indicators, relating them to the agronomic characteristics of crops. The management systems were: CC and NT to seven and eight years consecutives (sandy loam soil) and CC and NT to nine and ten years consecutives (clayey soil). The PR, total porosity, macroporosity and microporosity, soil water retention, index S, soil bulk density, maximum dry bulk density, and also the relative bulk density were determined. The agronomic characteristics of soybean and corn crops have been evaluated: roots dry mass, height plant, insertion of the first spike height/pod, pods per soybean plant number, corn shoot dry mass and yield. The equations ; ; e did not differ and were the most precise and accurate in prediction of soil resistance to penetration. Among the management systems, although the CC has shown better results in relation to soil physical indicators, the NT was that the highest corn yield

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-04-28Bitstream added on 2014-06-13T18:50:29Z : No. of bitstreams: 1 almeida_cx_me_jabo.pdf: 1204259 bytes, checksum: 236a0af5f42cb1b639ed5de10c3cc693 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A estimativa da curva de resistência do solo à penetração (CRP), a partir de variáveis de fácil obtenção, como o conteúdo de água (Ug), representa uma medida muito útil não só para a quantificação do estado de compactação, mas também para facilitar a interpretação da resistência do solo à penetração (RP), obtida em diferentes condições de campo. O objetivo foi estimar a CRP em solos de diferentes granulometrias e densidades, a partir de dados obtidos com o penetrômetro de impacto. O experimento foi realizado em laboratório, na Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias (UNESP), Jaboticabal, SP. Foram utilizadas quatro classes de solos: Neossolo Quartzarênico, Argissolo Vermelho-Amarelo, Latossolo Vermelho Distrófico e Latossolo Vermelho Acriférrico, os quais foram amostrados na camada de 0-0,20 m. Colunas de PVC foram preenchidas de forma a se obter diferentes condições de densidade: solo não compactado e compactado. O Ug, inicialmente elevado até o ponto de saturação, foi monitorado diariamente através de um medidor eletrônico composto pelo Profile Probe PR2 acoplado ao Moisture Meter HH2. A RP foi mensurada através de um penetrômetro de impacto adaptado para vaso. Os pares de dados entre a RP e o Ug foram ajustados e as CRP submetidas ao teste de significância. A relação entre a RP e o Ug foi descrita pelo modelo exponencial decrescente, representado pela seguinte equação: RP = a+be Ug/c em que: RP representa a resistência do solo à penetração (MPa); Ug o conteúdo gravimétrico de água (kg kg-1) e a, b e c são os parâmetros da equação. Foram obtidos coeficientes de determinação que variaram de 0,57 a 0,96. / The estimate of soil resistance to penetration curve (RPC) from easy attainment variables, like the water content (Wc), represents a very useful measure not only in the evaluation of soil compaction, but also to simplify the interpretation of the soil resistance to penetration (SR) obtained in different field conditions. The objective was to estimate the RPC in soils of different textures and bulk densities, from data obtained with the impact penetrometer. The experiment was carried out in Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias (UNESP), Jaboticabal, SP, and four classes of soil were used: Entissol, Alfissol, Oxisol medium texture and clayey Oxisol, which were collected at 0-0.20 m soil depth. The PVC columns filled in manner to obtain a condition of non compacted and compacted soil. The Wc, initially elevated to the saturation point, was daily monitored through an electronic measurer composed by Profile Probe (PR2) connected to a Moisture Meter HH2. The SR was measured by an impact penetrometer adapted to the vase. The pairs of data between SR and Wc were adjusted and the RPC submitted to the significance test. The equation that best described the relationship between the SR and Wc was the exponentially decreasing, as follows: SR = a+be Wc/c where SR is the soil resistance to penetration (MPa), Wc soil water content (kg kg-1) and a, b and c are the parameters of the equation. There was a significant relation between soil resistance to penetration and water content and the equations fit the data with coefficients of determination ranging from 0.57 to 0.96.

Orientador: José Frederico Centurion / Banca: Elias Nascentes Borges / Banca: Ednaldo Carvalho Guimarães / Banca: Teresa Cristina Tarle Pissarra / Banca: Renato de Mello Prado / Resumo: O estudo de indicadores de qualidade dos solos é fundamental para avaliar o nível de degradação imposta pelo uso agrícola e para estabelecer estratégias de manejo sustentáveis. O objetivo geral deste trabalho foi avaliar a qualidade de um Latossolo Vermelho distrófico típico sob cultivo convencional (CC) e sistema de semeadura direta (PD), por meio de indicadores físicos e da avaliação da produção das culturas da soja e do milho. Os objetivos específicos foram: i) comparar a eficiência de funções de pedotransferência para a curva de resistência do solo à penetração presentes na literatura, por meio do ajuste de dados obtidos com o penetrômetro de impacto e também com o penetrômetro eletrônico; ii) determinar a resistência do solo à penetração (RP) durante o ciclo das culturas relacionando-a ao conteúdo de água no solo (Ug); e, iii) determinar alguns indicadores de qualidade física do solo, relacionando-os com as características agronômicas das culturas. Os sistemas de uso e manejo do solo foram: CC e PD por sete e oito anos consecutivos (solo de textura média) e CC e PD por nove e dez anos consecutivos (solo de textura argilosa). Foram determinadas a RP, a porosidade total, a macroporosidade, a microporosidade, a retenção de água no solo, o índice S, a densidade, a densidade do solo máxima e também a densidade do solo relativa. Nas culturas da soja e do milho foram avaliadas: massa seca das raízes, altura das plantas, altura de inserção da primeira vagem/espiga, número de vagens por planta de soja, massa seca da parte aérea do milho e produtividade. As Equações ; ; e não diferiram e foram as mais precisas e acuradas na predição da RP. Dentre os sistemas de manejo, embora o CC tenha apresentado melhores resultados em relação aos indicadores de qualidade física do solo, o PD foi o que proporcionou maior produção de milho / Abstract: The study of indicators of soil quality is essential to assess the level of degradation imposed by agricultural use and to establish sustainable management strategies. The aim of this study was to evaluate the quality of an Oxisol under conventional (CC) and no-tillage (NT), through soil physical indicators and assessing the soybeans and corn crops yield. The specific objectives were: i) compare the efficiency of pedotransfer functions due to soil resistance to penetration curve in the literature, by adjusting the data obtained with the impact penetrometer and also with the electronic penetrometer), ii) monitoring the soil resistance to penetration (PR) during the crop cycle relating it to the soil water content (Wc), and iii) determine some soil physical indicators, relating them to the agronomic characteristics of crops. The management systems were: CC and NT to seven and eight years consecutives (sandy loam soil) and CC and NT to nine and ten years consecutives (clayey soil). The PR, total porosity, macroporosity and microporosity, soil water retention, index S, soil bulk density, maximum dry bulk density, and also the relative bulk density were determined. The agronomic characteristics of soybean and corn crops have been evaluated: roots dry mass, height plant, insertion of the first spike height/pod, pods per soybean plant number, corn shoot dry mass and yield. The equations ; ; e did not differ and were the most precise and accurate in prediction of soil resistance to penetration. Among the management systems, although the CC has shown better results in relation to soil physical indicators, the NT was that the highest corn yield / Doutor

Orientador: José Frederico Centurion / Banca: Elias Nascentes Borges / Banca: Itamar Andrioli / Resumo: A estimativa da curva de resistência do solo à penetração (CRP), a partir de variáveis de fácil obtenção, como o conteúdo de água (Ug), representa uma medida muito útil não só para a quantificação do estado de compactação, mas também para facilitar a interpretação da resistência do solo à penetração (RP), obtida em diferentes condições de campo. O objetivo foi estimar a CRP em solos de diferentes granulometrias e densidades, a partir de dados obtidos com o penetrômetro de impacto. O experimento foi realizado em laboratório, na Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias (UNESP), Jaboticabal, SP. Foram utilizadas quatro classes de solos: Neossolo Quartzarênico, Argissolo Vermelho-Amarelo, Latossolo Vermelho Distrófico e Latossolo Vermelho Acriférrico, os quais foram amostrados na camada de 0-0,20 m. Colunas de PVC foram preenchidas de forma a se obter diferentes condições de densidade: solo não compactado e compactado. O Ug, inicialmente elevado até o ponto de saturação, foi monitorado diariamente através de um medidor eletrônico composto pelo Profile Probe PR2 acoplado ao Moisture Meter HH2. A RP foi mensurada através de um penetrômetro de impacto adaptado para vaso. Os pares de dados entre a RP e o Ug foram ajustados e as CRP submetidas ao teste de significância. A relação entre a RP e o Ug foi descrita pelo modelo exponencial decrescente, representado pela seguinte equação: RP = a+be Ug/c em que: RP representa a resistência do solo à penetração (MPa); Ug o conteúdo gravimétrico de água (kg kg-1) e a, b e c são os parâmetros da equação. Foram obtidos coeficientes de determinação que variaram de 0,57 a 0,96. / Abstract: The estimate of soil resistance to penetration curve (RPC) from easy attainment variables, like the water content (Wc), represents a very useful measure not only in the evaluation of soil compaction, but also to simplify the interpretation of the soil resistance to penetration (SR) obtained in different field conditions. The objective was to estimate the RPC in soils of different textures and bulk densities, from data obtained with the impact penetrometer. The experiment was carried out in Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias (UNESP), Jaboticabal, SP, and four classes of soil were used: Entissol, Alfissol, Oxisol medium texture and clayey Oxisol, which were collected at 0-0.20 m soil depth. The PVC columns filled in manner to obtain a condition of non compacted and compacted soil. The Wc, initially elevated to the saturation point, was daily monitored through an electronic measurer composed by Profile Probe (PR2) connected to a Moisture Meter HH2. The SR was measured by an impact penetrometer adapted to the vase. The pairs of data between SR and Wc were adjusted and the RPC submitted to the significance test. The equation that best described the relationship between the SR and Wc was the exponentially decreasing, as follows: SR = a+be Wc/c where SR is the soil resistance to penetration (MPa), Wc soil water content (kg kg-1) and a, b and c are the parameters of the equation. There was a significant relation between soil resistance to penetration and water content and the equations fit the data with coefficients of determination ranging from 0.57 to 0.96. / Mestre

Estudos mostram que ocorre uma compactação superficial após alguns anos de utilização do sistema plantio direto (SPD), podendo interferir no desenvolvimento das plantas. A escarificação tem sido utilizada para amenizar os efeitos da compactação sob SPD, porém há evidências de que seus efeitos são de curta duração. O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento de alguns parâmetros físicos após a escarificação em curto prazo (um ano) nas seguintes profundidades: 0,0-0,10 m; 0,10-0,20 m; 0,20-0,30 m; 0,30-0,40 m. A densidade do solo (Ds) e o grau de compactação (Gc) foram analisados em área de plantio direto por 16 anos (PD), imediatamente após a escarificação (ESC), seis meses (ESC6M) e um ano após a escarificação (ESC12M). Nas camadas superiores a densidade do solo apresentou variação semelhante, com redução significativa em ESC e um aumento expressivo em ESC6M, sendo que a Ds retornou aos valores registrados antes da mobilização em ESC12M. Nos períodos ESC, ESC6M e ESC12M foi observado um aumento da Ds na camada 0,30-0,40 m em comparação com o PD. A escarificação provocou redução do grau de compactação nas camadas 0,0-0,10 m e 0,10-0,20 m, com o Gc retornando aos valores originais um ano após a escarificação. Os maiores valores de Gc foram observados seis meses após a escarificação, porém o solo apresentou grande recuperação visto que em ESC12M o grau de compactação apresentou tendência de retorno aos valores originais em todas as profundidades, possivelmente devido à alta resiliência do solo. Os efeitos da escarificação avaliados pela Ds e Gc apresentaram duração inferior a um ano, sugerindo que neste solo não é necessária esta operação. / Studies show that a surface compaction occurs after some years adoption of no-tillage (NT), which may interfere in plant development. Chiseling has been used to alleviate the effects of soil compaction under NT, but studies show that this operation has short-term effects. The aim of this study was to evaluate the behavior of some physical parameters after chiseling in shortterm (one year) in the following depths: 0.0 to 0.10 m, 0.10-0.20 m, 0.20-0, 30 m, 0.30 to 0.40 m. Soil bulk density (BD) and the degree of compactness (DC) were analyzed in long-term (16 years) no-tillage (NT), chiseling of the long-term no-tillage (CHI), six months (CHI6M) and one year after chiseling (CHI12M). In top layers bulk density showed similar variation, with significant reduction in CHI and a marked increase in CHI6M, returning to the values recorded before mobilization in CHI12M. In periods CHI, CHI6M and CHI12M was an increase in the BD 0.30-0.40 m layer in comparison with NT. Chiseling caused a reduction the degree of compaction in the layers 0.0-0.10 m and 0.10-0.20 m, with DC returning to the original values one year after chiseling. The greatest DC values were observed six months after chiseling, nevertheless the soil showed great recovery whereas in CHI12M the degree of compactness tended to return to the original values in all layers, possibly due the high soil resilience. The duration of chiseling effects measured by BD and DC was less than one year, suggesting in this soil is not necessary this operation.

Estudos mostram que ocorre uma compactação superficial após alguns anos de utilização do sistema plantio direto (SPD), podendo interferir no desenvolvimento das plantas. A escarificação tem sido utilizada para amenizar os efeitos da compactação sob SPD, porém há evidências de que seus efeitos são de curta duração. O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento de alguns parâmetros físicos após a escarificação em curto prazo (um ano) nas seguintes profundidades: 0,0-0,10 m; 0,10-0,20 m; 0,20-0,30 m; 0,30-0,40 m. A densidade do solo (Ds) e o grau de compactação (Gc) foram analisados em área de plantio direto por 16 anos (PD), imediatamente após a escarificação (ESC), seis meses (ESC6M) e um ano após a escarificação (ESC12M). Nas camadas superiores a densidade do solo apresentou variação semelhante, com redução significativa em ESC e um aumento expressivo em ESC6M, sendo que a Ds retornou aos valores registrados antes da mobilização em ESC12M. Nos períodos ESC, ESC6M e ESC12M foi observado um aumento da Ds na camada 0,30-0,40 m em comparação com o PD. A escarificação provocou redução do grau de compactação nas camadas 0,0-0,10 m e 0,10-0,20 m, com o Gc retornando aos valores originais um ano após a escarificação. Os maiores valores de Gc foram observados seis meses após a escarificação, porém o solo apresentou grande recuperação visto que em ESC12M o grau de compactação apresentou tendência de retorno aos valores originais em todas as profundidades, possivelmente devido à alta resiliência do solo. Os efeitos da escarificação avaliados pela Ds e Gc apresentaram duração inferior a um ano, sugerindo que neste solo não é necessária esta operação. / Studies show that a surface compaction occurs after some years adoption of no-tillage (NT), which may interfere in plant development. Chiseling has been used to alleviate the effects of soil compaction under NT, but studies show that this operation has short-term effects. The aim of this study was to evaluate the behavior of some physical parameters after chiseling in shortterm (one year) in the following depths: 0.0 to 0.10 m, 0.10-0.20 m, 0.20-0, 30 m, 0.30 to 0.40 m. Soil bulk density (BD) and the degree of compactness (DC) were analyzed in long-term (16 years) no-tillage (NT), chiseling of the long-term no-tillage (CHI), six months (CHI6M) and one year after chiseling (CHI12M). In top layers bulk density showed similar variation, with significant reduction in CHI and a marked increase in CHI6M, returning to the values recorded before mobilization in CHI12M. In periods CHI, CHI6M and CHI12M was an increase in the BD 0.30-0.40 m layer in comparison with NT. Chiseling caused a reduction the degree of compaction in the layers 0.0-0.10 m and 0.10-0.20 m, with DC returning to the original values one year after chiseling. The greatest DC values were observed six months after chiseling, nevertheless the soil showed great recovery whereas in CHI12M the degree of compactness tended to return to the original values in all layers, possibly due the high soil resilience. The duration of chiseling effects measured by BD and DC was less than one year, suggesting in this soil is not necessary this operation.

Soil is extremely important for providing food, biomass and raw materials, water and nutrient storage; supporting biodiversity and providing foundations for man-made structures. However, its health is threatened by human activities, which can greatly affect the potential of soils to fulfil their functions and, consequently, result in environmental, economic and social damage. These issues require the characterisation of the impact and spatial extent of the problems. This can be achieved through the creation of detailed and comprehensive soil maps that describe both the spatial and vertical variability of key soil properties. Detailed three-dimensional (3D) digital soil maps can be readily used and embedded into environmental models. Three-dimensional soil mapping is not a new concept. However, only with the recent development of more powerful computers has it become feasible to undertake such data processing. Common techniques to estimate soil properties in the three-dimensional space include geostatistical interpolation, or a combination of depth functions and geostatistics. However, these two methods are both partially flawed. Geostatistical interpolation and kriging in particular, estimate soil properties in unsampled locations using a weighted average of the nearby observations. In order to produce the best possible estimate, this form of interpolation minimises the variance of each weighted average, thus decreasing the standard deviation of the estimates, compared to the soil observations. This appears as a smoothing effect on the data and, as a consequence, kriging interpolation is not reliable when the dataset is not sampled with a sampling designs optimised for geostatistics. Depth function approaches, as they are generally applied in literature, implement a spline regression of the soil profile data that aims to better describe the changes of the soil properties with depth. Subsequently, the spline is resampled at determined depths and, for each of these depths, a bi-dimensional (2D) geostatistical interpolation is performed. Consequently, the 3D soil model is a combination of a series of bi-dimensional slices. This approach can effectively decrease or eliminate any smoothing issues, but the way in which the model is created, by combining several 2D horizontal slices, can potentially lead to erroneous estimations. The fact that the geostatistical interpolation is performed in 2D implies that an unsampled location is estimated only by considering values at the same depth, thus excluding the vertical variability from the mapping, and potentially undermining the accuracy of the method. For these reasons, the literature review identified a clear need for developing, a new method for accurately estimating soil properties in 3D – the target of this research, The method studied in this thesis explores the concept of soil specific depth functions, which are simple mathematical equations, chosen for their ability to describe the general profile pattern of a soil dataset. This way, fitting the depth function to a particular sample becomes a diagnostic tool. If the pattern shown in a particular soil profile is dissimilar to the average pattern described by the depth function, it means that in that region there are localised changes in the soil profiles, and these can be identified from the goodness of fit of the function. This way, areas where soil properties have a homogeneous profile pattern can be easily identified and the depth function can be changed accordingly. The application of this new mapping technique is based on the geostatistical interpolation of the depth function coefficients across the study area. Subsequently, the equation is solved for each interpolated location to create a 3D lattice of soil properties estimations. For this way of mapping, this new methodology was denoted as top-down mapping method. The methodology was assessed through three case studies, where the top-down mapping method was developed, tested, and validated. Three datasets of diverse soil properties and at different spatial extents were selected. The results were validated primarily using cross-validation and, when possible, by comparing the estimates with independently sampled datasets (independent validation). In addition, the results were compared with estimates obtained using established literature methods, such as 3D kriging interpolation and the spline approach, in order to define some basic rule of application. The results indicate that the top-down mapping method can be used in circumstances where the soil profiles present a pattern that can be described by a function with maximum three coefficients. If this condition is met, as it was with key soil properties during the research, the top-down mapping method can be used for obtaining reliable estimates at different spatial extents.

Living shorelines are designed to address coastal erosion and their use is encouraged over that of hard structures such as sea walls and bulkheads because they provide habitat, improve water quality and stabilize shorelines. Objectives of this study were to: (i) Compare soil Nitrogen [N], Phosphorus [P], Organic Carbon [OC], organic matter (SOM) and soil bulk density between living, hardened and natural shoreline to determine if soil present within living shorelines is comprised of higher SOM and lower bulk density, that encourage marsh growth, as compared to hardened shorelines. (ii) Use an experimental mesocosm to test the effect of shoreline substrate types (living vs hardened vs natural) and nitrogen loading (at four concentration 0, 12, 24, 36 ml) on the growth of Spartina alterniflora. No previous study has documented the growth of Spartina in response to inorganic N loading at various shoreline substrate types. My results show living shoreline has significantly lower soil bulk density [F 2, 138 = 10.79, p <0.01] and higher SOM content than hardened shoreline [F 2, 138 = 10.26, p <0.01]. Combinations of N addition decreased plant’s root-shoot ratio and resulted in increased dry shoot weight. These results indicate that living shoreline is capable of trapping sediments within the nearshore environment, contributing to vertical marsh accretion by accumulation of organic matter, in the face of sea level rise. Findings from this research provide insights to local government, planners, developers and consultants on the benefits of living shoreline structures for the purpose of best shoreline management practice.

O desmatamento e conseqüente uso da terra para pecuária e agricultura são as principais atividades causadoras das emissões de gases do efeito estufa no território brasileiro. Nos últimos 30 anos essa prática tem sido mais intensa no arco do desmatamento da Amazônia, e em particular, nos Estados de Rondônia e Mato Grosso. Atualmente, essa região se constitui na maior área de expansão agrícola do mundo e por isso, faz-se necessário avaliações mais aprimoradas das emissões de gases do efeito estufa. Para avaliar essas emissões é necessário inicialmente, estimar os estoques de carbono do solo e vegetação, antes da intervenção humana. O objetivo desta pesquisa foi estimar os estoques de carbono dos solos dos Estados de Rondônia e Mato Grosso e assim, auxiliar nos cálculos futuros da emissão de gases do efeito estufa devido à mudança do uso da terra. A presente estimativa foi efetuada através das seguintes etapas: constituição de uma base de dados georreferenciados com informações compiladas da literatura, estimativa das densidades dos solos para os perfis onde essa informação é inexistente, padronização das camadas de solos avaliadas através ajuste vertical da profundidade do perfil e finalmente, cálculo dos estoques de carbono do solo. A superfície dos estados de Rondônia e Mato Grosso foi dividida em 11 ecorregiões geradas através da sobreposição de mapas temáticos sobre solos, clima, vegetação nativa, topografia entre outros utilizando-se um Sistema de Informação Geográfica. Essa divisão em ecorregiões é uma recomendação do manual, produzido pelo Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas, que trata dos procedimentos oficiais para estimativa de emissão de gases do efeito estufa em nível nacional. As estimativas dos estoques de carbono foram efetuadas para cada um dos 15 grupos de solos existentes para cada uma das 11 ecorregiões. Os estoques médios de carbono dos solos (expressos em kg C m-2) para cada ecorregião apresentaram os seguintes valores: Alto Xingu (8,7); Bacia Sedimentar do Paraná (9,6); Chapada dos Parecis (12,3); Depressão Araguaia (6,7); Depressão Cuiabá-Paranatinga e região Serrana (10,4); Depressão Guaporé (15,2); Nordeste do Mato Grosso (11,2); Norte do Mato Grosso (9,8); Norte de Rondônia (8,7); Pantanal (7,5) e Rondônia Central (10,4). A integração dos cálculos dos estoques de carbono dos solos de cada uma das 11 ecorregiões que cobrem 1.128.000 km-2 aponta valores de 5,7&#177;0,7 Pg C e 10,4&#177;1,3 Pg C, respectivamente para as camadas 0-30 cm e 0-100 cm. Considerando apenas a camada 0-100 cm pode-se inferir que o total de 10,4 Pg C representa 0,7% do total de carbono estocado nos solos do globo (1576 Pg C). Esse valor é expressivo uma vez que estão concentrados em uma área de 1,12 milhões de km-2, ou seja, 0,008% da superfície total (cerca de 135,21 milhões de km2) dos solos do mundo. As informações aqui geradas são fundamentais para o projeto temático em desenvolvimento no Laboratório de Biogeoquímica Ambiental do CENA/USP, que trata das emissões de CO2 para atmosfera, geradas a partir da decomposição da matéria orgânica devido ao desmatamento e uso agrícola do solo nos Estados de Rondônia e Mato Grosso. / Deforestation and consequent land use for agriculture and husbandry are the main activities that cause greenhouse gas emissions in the Brazilian territory. In the last 30 years these practices have been more intense at the Amazon deforestation arch, particularly in the States of Rondônia and Mato Grosso. Presently, the region represents the largest area of agricultural expansion in the world; therefore, it is necessary to better assess its greenhouse gas emissions. In order to evaluate those emissions it is initially necessary to estimate carbon stocks in soils and vegetations, previously to human intervention. The main objective of the present research was to estimate soil carbon stocks for Rondônia and Mato Grosso states and then assist in the future calculations of greenhouse gas emissions due to land use change. The present estimates were performed by developing the following tasks: constitution of a georreferenced data base with information compiled from the literature, estimate soil bulk density for profiles in which this information does not exist, standardization of soil layers through vertical adjustment of soil profile depth and finally, calculation of soil carbon stocks. The surface of Rondônia and Mato Grosso states was divided in 11 ecoregions generated by overlying thematic maps of soils, climate, native vegetation, topography and others through a Geographic Information System. This division in ecoregions is a recommendation from the guideline produced by the Intergovernmental Panel on Climate Change, that brings the official procedures to estimate the greenhouse gas emission for national scales. The soil carbon stock estimates were done for each one of the 15 soil groups in each of the 11 ecoregions. The mean soil carbon stocks (expressed in kg C m-2) for each ecoregion presented the following values: Alto Xingu (8.7); Bacia Sedimentar do Paraná (9.6); Chapada dos Parecis (12.3); Depressão Araguaia (6.7); Depressão Cuiabá-Paranatinga e região Serrana (10.4); Depressão Guaporé (15.2); Nordeste do Mato Grosso (11.2); Norte do Mato Grosso (9.8); Norte de Rondônia (8.7); Pantanal (7.5) e Rondônia Central (10.4). The integrated soil carbon stock calculations of each one of the 11 ecoregions that cover 1.128.000 km-2 showed values of 5.7&#177;0.7 Pg C and 10.4&#177;1.3 Pg C, for the 0-30 cm and 0-100 cm soil layers, respectively. Considering only the 0-100 cm soil layer it is possible to infer that the total of 10.4 Pg C represents 0.7% of the total carbon stored in the world soils (1576 Pg C). This is a meaningful value since it is concentrated in an area of 1.12 million km-2, i.e., 0.008% of the global soil surface (about 135.21 million km2). The information generated in the present research is essential for the thematic project that has been carried on by the Laboratório de Biogeoquímica Ambiental - CENA/USP, related to the CO2 emissions to the atmosphere, generated from soil organic matter decomposition due to deforestation and agricultural use of soils from Rondônia and Mato Grosso states.