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Previous issue date: 2015-01-14 / CAPES / O semiárido brasileiro é caracterizado pela variabilidade espacial e temporal da precipitação pluviométrica, aliada às altas temperaturas, o que vem a elevar a evapotranspiração e a formar diferentes tipos de solos que origina distintas composições fitofisionômica florestal na região. De acordo com a modelagem climática atual, o bioma Caatinga está entre os mais vulneráveis ao possível cenário de mudanças climáticas. Tais mudanças podem alterar a ciclagem biogeoquímica e influenciar a dinâmica do carbono (C) e do nitrogênio (N) na vegetação e nos solos. Além da vulnerabilidade climática, a retirada de lenha para uso como fonte de energia e o uso da vegetação nativa como pastagem para ruminantes são práticas de pressão antrópica na região. Com essa complexidade dos ecossistemas na Caatinga torna difícil o delineamento e monitoramento de sistemas sustentáveis de uso da terra na região a partir de observações e trabalhos experimentais. Nesse sentido, os modelos matemáticos de simulação da ciclagem biogeoquímica podem contribuir para o melhor entendimento desses processos. Dentre os vários modelos de simulação da ciclagem biogeoquímica em ecossistemas terrestres, o Century tem sido usado com sucesso para simular a dinâmica de C e N, P e S em diferentes agroecossistemas no mundo. Sendo assim, o objetivo do presente trabalho foi adaptar o modelo Century para simular os fluxos e estoques de C e N no solo e na vegetação nativa da Caatinga submetidas a diferentes planos de corte florestal sob o cenário climático A1B até o ano de 2100. Os dados utilizados (vegetação, solo e clima) foram obtidos em parcelas de campo nos municípios de Santa Teresinha-PB (calibração) e Serra Negra do Norte-RN (validação). O solo predominante das áreas foi o Neossolo Litólico nas parcelas preservadas, sem corte raso ou perturbações antrópicas significativas por pelo menos nos últimos 50 anos e em processo de regeneração natural de 15 e 18 anos da vegetação. Com a biomassa florestal nativa estimada, foi considerado 45% de C. Os planos de cortes escolhidos para simulação foram a partir de dados observacionais de retirada da lenha (corte raso), seguido ou não da queima dos resíduos. Na etapa de validação para as parcelas em Serra Negra do Norte, RN, os valores simulados dos estoques de C da biomassa aérea das arbóreas em áreas preservadas (20,6 Mg ha-1), coincidiram com a média dos valores observados em campo (20,3 Mg ha-1), o que validou o modelo de forma satisfatória. O modelo também simulou de forma adequada a dinâmica de C e N entre a vegetação e o solo após os planos de cortes ao longo de 15 e 18 anos. Com o modelo validado, foi avaliado o impacto de cenários climáticos sobre os fluxos e estoques de C solo-planta sob diferentes períodos (10, 15 e 20 anos) de corte raso (CR) com (CQ) e sem queima (SQ). O cenário climático utilizado foi o SRES A1B, projetado pelo modelo Eta/CPTEC para os períodos de 2010-2040, 2041-2070 e 2071-2100, composto pelos membros LOW, MIDI e HIGH revelando a amplitude das simulações do cenário A1B. Todos os cenários foram confrontados com o clima histórico, projetado nos intervalos futuros avaliados para servir como referência dos efeitos climáticos sobre os períodos de plano de corte adotado. Em 2100, as reduções no acúmulo da biomassa arbórea em ambos os tratamentos (CR-CQ e SQ) chegaram próximo a 50% e de 15% do COS confrontado ao cenário do clima hitórico. Portanto, o melhor entendimento do funcionamento dos ecossistemas florestais poderá contribuir para o desenvolvimento mais sustentáveis, contribuindo na mitigação do aquecimento global. / Brazilian semiarid region is characterized by spatial and temporal variability of rainfall, combined with high temperatures, which is to increase evapotranspiration and to form different types of soils originating different forest vegetation types compositions in the region. According to the current climate modeling, the Caatinga is among the most vulnerable to possible climate change scenario. Such changes can alter the biogeochemical cycling and to influence the dynamics of carbon (C) and nitrogen (N) in vegetation and soils. In addition to climate vulnerability, the removal of wood for use as an energy source and the use of native vegetation as pasture for ruminants are anthropic disturbance practices in the region. With this complexity of ecosystems in the Caatinga makes it difficult to design and monitoring of sustainable systems of land use in the region from observations and experimental studies. In this sense, the mathematical models simulating the biogeochemical cycling can contribute to a better understanding of these processes. Among the various simulation models of biogeochemical cycling in terrestrial ecosystems, the Century has been successfully used to simulate the dynamics of C and N, P and S in different agro-ecosystems in the world. Thus, the objective of this study was to adapt the Century model to simulate the flow and C and N stocks in soil and native vegetation of the Caatinga submitted to differents forest cutting plans under the A1B climate scenario until year 2100. The data used (vegetation, soil and climate) were obtained in field plots in the cities of Santa Teresinha-PB (calibration) and Serra Negra do Norte-RN (validation). Predominant soil areas was the Litholic Neosol the preserved plots without clearcutting or significant human disturbance for at least the past 50 years and in the process of natural regeneration of 15 and 18 years of vegetation. With the estimated native forest biomass was considered 45% of C. Plans cuts chosen for simulation were from observational data of the wood removed (clear-cutting), whether or not the waste burning. In the validation phase for plots in Serra Negra do Norte, RN, the simulated values of C stocks of aboveground biomass of tree in conservation areas (20.6 Mg ha-1) coincided with the average values observed in the field (20.3 Mg ha-1), which validated the model satisfactorily. The model also simulated adequately the dynamics of C and N between the vegetation and the soil after the plans cuts over 15 to 18 years. With the validated model, we evaluated the impact of climate scenarios on flows and C soil-plant stocks in different periods (10, 15 and 20) clear cut (CR) with (CQ) and unburned (SQ). The climate scenario used was the SRES A1B, designed by Eta/CPTEC model for the periods 2010-2040, 2041-2070 and 2071-2100, comprising members LOW, MIDI, and HIGH revealing the extent of simulations A1B scenario. All scenarios were compared with the historical climate, designed in future intervals evaluated as reference of climate effects on the periods of adopted cutting plane. In 2100, the reductions in tree biomass accumulation in both treatments (CR-CQ and SQ) reached close to 50% and 15% of COS confronted to the historic climate scenario. Therefore, a better understanding of the functioning of forest ecosystems can contribute to more sustainable development, contributing to the mitigation of global warming.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/15329 |
| Date | 14 January 2015 |
| Creators | ALTHOFF, Tiago Diniz |
| Contributors | MENEZES, Romulo Simões Cezar |
| Publisher | UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO, Programa de Pos Graduacao em Tecnologias Energeticas e Nuclear, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Breton |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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