SIG aplicado na identificação e localização potencial de áreas de preservação permanente numa microbacia

O uso inadequado do solo é um fator agravante da degradação ambiental e desequilíbrio ecológico. Este trabalho visou avaliar os conflitos de uso da terra em áreas de preservação permanentes (APP) na microbacia do São Pedro - Botucatu (SP) através de Sistema de Informações Geográficas e imagem de satélite de 2006. A área de estudo localiza-se entre as coordenadas geográficas 48º 21’ a 48º 23’ de longitude WGr. e 22º 52’S e 22º 56’ de latitude S com uma área de 1458,4ha. Os resultados permitiram verificar que as técnicas de geoprocessamento foram de importância fundamental na identificação das áreas de uso de terra, de APPs e de conflitos entre uso e APPs onde uma pequena parte das áreas de APPs está conflitando. Em termos de sustentabilidade ambiental, pode ser deduzido que a microbacia é desfavorável, uma vez apresenta com quase 44% da área usada inadequadamente por pastagens.

Adequabilidade das áreas de vegetação ripária da microbacia do Córrego Comur - Botucatu (SP) em função da legislação ambiental

The inadequate soil use is an aggravating factor of the environmental degradation and ecological unbalance. The analysis of the use and covering of the soil, by information of Remote Sensing, constitutes a technique of great usefulness to the planning and administration of the ordered occupation and rational of the physical middle, besides making possible to evaluate and to monitor the preservation of areas of natural vegetation. This work sought to evaluate the conflicts of soil use in permanent preservation areas (PPA) in Stream Comur watershed - Botucatu (SP) through Geographical Information System and satellite image of 2009. The study area is located among the geographical coordinates 48o 23’ 04” to 48o 25’ 54” of longitude WGr. and 22o 44’ 42” to 22o 48” 12” of latitude S with an area of 1,719.6 ha. The results allowed to verify that the geoprocessing techniques were of fundamental importance in the identification of the areas of soil use, of APP and of conflicts among use and PPA where it leaves of the areas of APP is being used inadequately. In terms of environmental sustainability, it can be deduced that the watershed is very unfavorable, once it presents 70.67% of area used inadequately with sugarcane and pasture.

Avaliação de Ciclo de Vida em processo de fabricação de rolamentos

Pós-graduação em Engenharia Civil e Ambiental - FEB

Nitrogen mass balance in the Brazilian Amazon: an update

The main purpose of this study is to perform a nitrogen budget survey for the entire Brazilian Amazon region. The main inputs of nitrogen to the region are biological nitrogen fixation occurring in tropical forests (7.7 Tg. yr(-1)), and biological nitrogen fixation in agricultural lands mainly due to the cultivation of a large area with soybean, which is an important nitrogen-fixing crop (1.68 Tg. yr(-1)). The input due to the use of N fertilizers (0.48 Tg. yr(-1)) is still incipient compared to the other two inputs mentioned above. The major output flux is the riverine flux, equal to 2.80 Tg. yr(-1) and export related to foodstuff, mainly the transport of soybean and beef to other parts of the country. The continuous population growth and high rate of urbanization may pose new threats to the nitrogen cycle of the region through the burning of fossil fuel and dumping of raw domestic sewage in rivers and streams of the region.

Influence of land use changes on water chemistry in streams in the State of São Paulo, southeast Brazil

Streamwater is affected by several processes in the watershed including anthropogenic activities that result in changes in water quality as well as in the functioning of these stream ecosystems. Therefore, this work aims to evaluate the concentration of major ions (Ca2+, Mg2+, Na+, K+, NH4+, NO3-, NO2-, Cl-, SO4(2-), PO4(3-), HCO3-) in streams in the state of São Paulo (southeast Brazil). The sampling sites are located at undisturbed (ombrophilus dense forest, semideciduous forest and savanna - cerrado) and disturbed areas (pasture, urbanization and sugar cane crops). Streamwater chemistry varied according to land use change and, in general, was higher in disturbed sites. Streams located in undisturbed sites at Ribeira de Iguape/Alto Paranapanema watershed (streams 1, 2 and 3) seem to be regulated by soil characteristics, as the disturbed streams located at the same watershed covered by pasture (stream 7) showed high concentration for the most of the variables. Exception to streams located at Pontal do Paranapanema watershed where both disturbed (stream 8) and undisturbed streams (stream 4 and 5) presented similar patterns for almost all variables measured.

Estoques de carbono e nitrogênio no solo cultivado com mamona na Caatinga

Grande parte da produção brasileira de mamona encontra-se no Nordeste, como opção de cultura para a região semiárida no bioma Caatinga. O objetivo deste estudo foi avaliar as alterações nos estoques de C e N devido à mudança de uso do solo de vegetação natural para o cultivo de mamona no bioma Caatinga. Este trabalho foi realizado na Fazenda Floresta, no município de Irecê, no centro-norte baiano. O clima da região é do tipo BSwh (Köppen) - clima semiárido de altitude. O solo foi classificado em Latossolo Vermelho de textura argilosa. As situações avaliadas foram: três áreas cultivadas com mamona com diferentes tempos de implantação: (i) com 10 anos, (ii) com 20 anos e (iii) com 50 anos; e uma área de referência (vegetação nativa de Caatinga) contígua às situações avaliadas. Os estoques de C e N foram determinados em amostras de solo coletadas em cinco minitrincheiras, nas camadas de 0-5, 5-10, 10-20 e 20-30 cm. Os resultados mostraram que o constante aporte de resíduos vegetais na Caatinga promoveu a manutenção dos estoques de C (90 Mg ha-1) e N (10 Mg ha-1) para a camada de 0-30 cm. A mudança de uso da terra para o cultivo da mamona ocasiona redução em aproximadamente 50 % nos estoques de C e N do solo em relação à vegetação nativa nos primeiros 10 anos de implantação da cultura. A meia-vida da matéria orgânica do solo (MOS) calculada para essa situação na região do semiárido foi de 4,7 anos. O fator de emissão de C do solo, devido à mudança de uso da terra após 20 anos, conforme proposto pelo método do IPCC (2006), foi de 2,47 Mg C ano-1. Por meio do conjunto dos resultados, observa-se a fragilidade do solo do bioma Caatinga no que se refere à perda de MOS devido à mudança de uso da terra.

The aplication of land use and nighttime lights on the development of high-resolution emission inventories for South America

In this paper, nighttime light data are suggested as a proxy for spatial distribution of vehicles running in urban and nearby areas. Nighttime lights focus on human activities, in contrast to traditional Earth observing systems that focus on natural systems. It is the human activity being visible in the form of brightness of nocturnal lights. Two available nighttime lights dataset were used in this work. The first one was provided by the U.S. Air Force Defense Meteorological Satellite Program (DMSP) Operational Linescan System (OLS), henceforth, DMSO-OLS. The second one is the NASA-NOAA Suomi National Polar-orbiting Polar-orbiting Partnership (NPP) satellite, henceforth, Suomi-NPP. To validate the new proposed methodology, hundreds of urban areas of South America were analyzed in a high degree of resolution. The results of this study showed that night-time lights are very well correlated with vehicle fleet, population, and impervious surfaces but with strong spatial variability. The results of this study suggest a better understanding of the human activities in the context of a vehicular-based city conception.

Soil quality response to land-use change for sugarcane expansion in Brazil

Globally, increasing demands for biofuels have intensified the rate of land-use change (LUC) for expansion of bioenergy crops. In Brazil, the world\'s largest sugarcane-ethanol producer, sugarcane area has expanded by 35% (3.2 Mha) in the last decade. Sugarcane expansion has resulted in extensive pastures being subjected to intensive mechanization and large inputs of agrochemicals, which have direct implications on soil quality (SQ). We hypothesized that LUC to support sugarcane expansion leads to overall SQ degradation. To test this hypothesis we conducted a field-study at three sites in the central-southern region, to assess the SQ response to the primary LUC sequence (i.e., native vegetation to pasture to sugarcane) associated to sugarcane expansion in Brazil. At each land use site undisturbed and disturbed soil samples were collected from the 0-10, 10-20 and 20-30 cm depths. Soil chemical and physical attributes were measured through on-farm and laboratory analyses. A dataset of soil biological attributes was also included in this study. Initially, the LUC effects on each individual soil indicator were quantified. Afterward, the LUC effects on overall SQ were assessed using the Soil Management Assessment Framework (SMAF). Furthermore, six SQ indexes (SQI) were developed using approaches with increasing complexity. Our results showed that long-term conversion from native vegetation to extensive pasture led to soil acidification, significant depletion of soil organic carbon (SOC) and macronutrients [especially phosphorus (P)] and severe soil compaction, which creates an unbalanced ratio between water- and air-filled pore space within the soil and increases mechanical resistance to root growth. Conversion from pasture to sugarcane improved soil chemical quality by correcting for acidity and increasing macronutrient levels. Despite those improvements, most of the P added by fertilizer accumulated in less plant-available P forms, confirming the key role of organic P has in providing available P to plants in Brazilian soils. Long-term sugarcane production subsequently led to further SOC depletions. Sugarcane production had slight negative impacts on soil physical attributes compared to pasture land. Although tillage performed for sugarcane planting and replanting alleviates soil compaction, our data suggested that the effects are short-term with persistent, reoccurring soil consolidation that increases erosion risk over time. These soil physical changes, induced by LUC, were detected by quantitative soil physical properties as well as by visual evaluation of soil structure (VESS), an on-farm and user-friendly method for evaluating SQ. The SMAF efficiently detected overall SQ response to LUC and it could be reliably used under Brazilian soil conditions. Furthermore, since all of the SQI values developed in this study were able to rank SQ among land uses. We recommend that simpler and more cost-effective SQI strategies using a small number of carefully chosen soil indicators, such as: pH, P, K, VESS and SOC, and proportional weighting within of each soil sectors (chemical, physical and biological) be used as a protocol for SQ assessments in Brazilian sugarcane areas. The SMAF and SQI scores suggested that long-term conversion from native vegetation to extensive pasture depleted overall SQ, driven by decreases in chemical, physical and biological indicators. In contrast, conversion from pasture to sugarcane had no negative impacts on overall SQ, mainly because chemical improvements offset negative impacts on biological and physical indicators. Therefore, our findings can be used as scientific base by farmers, extension agents and public policy makers to adopt and develop management strategies that sustain and/or improving SQ and the sustainability of sugarcane production in Brazil.

Estrutura da vegetação e sua relação com a diversidade, abundância e similaridade de coleópteros bioindicadores em diferentes sistemas vegetacionais, Piracicaba, SP

A Mata Atlântica é considerada um dos biomas mais importantes do mundo devido à sua alta biodiversidade e funções ecossistêmicas. Entretanto, encontra-se fragmentada em porções de pequenas dimensões esparsas em uma matriz predominantemente agrícola, composta principalmente por extensas pastagens e monoculturas. Desse modo, os sistemas agroflorestais por apresentarem uma estrutura diferenciada dos monocultivos e similar às condições naturais, podem ser utilizados como uma alternativa para o manejo e a conservação da biodiversidade nos remanescentes florestais. A fragmentação provoca modificações no ambiente que irão refletir na perda e no deslocamento da biodiversidade, estando os insetos entre os grupos mais afetados. Uma das formas de se avaliar o estado de conservação dos fragmentos e o impacto antrópico nos sistemas vegetacionais, é estudar a presença e distribuição de organismos bioindicadores. Dentre esses, os insetos ocupam posição de destaque. Os insetos da família Scarabaeidae e da subfamília Scolytinae são bons indicadores de distúrbios, pois são muito sensíveis ás mudanças ambientais. Neste trabalho hipotetisou-se que a presença desses insetos está relacionada com a estrutura da vegetação e as condições de vida proporcionadas pelas diferentes formas de uso-da-terra. O objetivo desta pesquisa foi avaliar a diversidade de espécies, o padrão de abundância e a similaridade entre as populações de coleópteros (Scarabaeidae e Scolytinae) em diferentes sistemas vegetacionais de diferentes estruturas: i) Fragmento de floresta estacional semidecidual dividido em três áreas: beira do rio, centro e borda; ii) Sistema Agroflorestal (SAF) (interface entre o fragmento e o pasto); iii) Pasto composto de Brachiaria decumbens (L.); iv) Monocultivo de café (Coffea arábica L.); v) Monocultivo de seringueira (Hevea brasiliensis Müell. Arg.); vi) SAF de café e seringueira - todos situados numa região de domínio anterior de floresta estacional semidecidual em Piracicaba-SP. Os sistemas foram caracterizados quanto à sua estrutura e condições micrometeorológicas. Os insetos foram coletados mensalmente entre agosto/2013 e julho/2014 utilizando-se dois tipos de armadilhas: Pitfall e etanol modelo ESALQ-84. Foram coletados 1.047 espécimes distribuídos em 21 espécies da família Scarabaeidae e 1.833 indivíduos de 38 espécies da subfamília Scolytinae. A maior quantidade de espécies de Scarabaeidae foi encontrada na borda do fragmento florestal, enquanto que a maior abundância ocorreu no fragmento florestal perto do rio. A subfamília Scolytinae apresentou a maior riqueza de espécies no sistema agroflorestal misto (borda) e a maior abundância no sistema agroflorestal café-seringueira. A abundância e riqueza de espécies da família Scarabaeidae foram correlacionadas positivamente com a temperatura do ar, temperatura e umidade do solo e a precipitação. Por outro lado, a abundância e a riqueza de espécies da subfamília Scolytinae apresentaram correlação negativa com a temperatura do ar e a temperatura e umidade do solo. Ambos os grupos de insetos apresentaram a maior abundância e riqueza de espécies nas áreas com estrutura vegetacional mais complexa, sendo influenciadas pelas condições microclimáticas dentro de cada local.

Relação entre a biodiversidade de plantas e os serviços do ecossistema na caatinga

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Plant diversity influencing structure and functioning of Caatinga vegetation

O estudo dos efeitos que a diversidade de espécies pode causar nos processos ecossistêmicos tem crescido vertiginosamente nas últimas duas décadas. Diversos trabalhos experimentais realizados no mundo todo têm demonstrado que uma maior diversidade de plantas contribui para o aumento da produtividade de ecossistemas terrestres. Além disso, esse efeito pode influenciar processos em diversos níveis tróficos, contribuindo assim para a estabilidade dos processos ecossistêmicos a longo prazo. Paralelamente com os estudos do efeito da diversidade, muita atenção tem sido dada para desvendar o papel das características funcionais das espécies no funcionamento dos ecossistemas. Isto porque as características funcionais das espécies têm se mostrado importantes "peças" no entendimento dos efeitos que espécies individuais podem exercer nos ecossistemas e suas respostas ao ambiente. Nesta tese de doutorado eu explorei algumas lacunas de conhecimento dentro dessa área em crescente desenvolvimento conhecida na literatura ecológica como "biodiversidade e funcionamento dos ecossistemas". No primeiro capítulo, eu busquei evidências para mecanismos que podem explicar a relação positiva entre diversidade e funcionamento com foco em cinco mecanismos relacionados às interações entre plantas, tendo como parâmetro de funcionamento a produtividade primária. No segundo capítulo, eu utilizei técnicas para a estimativa de padrões de diversidade em escalas biogeográficas e bases de dados de satélites com longa duração para desvendar se a biodiversidade em escalas macroecológicas promove a estabilidade da produtividade dos ambientes terrestres no semiárido brasileiro. Por fim, o objetivo do terceiro capítulo foi entender como a perda da cobertura vegetal originária do uso da terra por comunidades tradicionais no semiárido brasileiro influenciaria os processos de interações entre plantas e o papel das características funcionais das espécies nessas interações. Acredito que a contribuição individual de cada capítulo preenche lacunas de conhecimento importantes dessa área da Ecologia que ainda se encontra em expansão.

Definição dos padrões químicos e geológicos naturais do Paul de Arzila e da sua envolvente

A Reserva Natural do Paul de Arzila (Decreto Lei nº 219/88 de 27 de Junho) está integrada na Rede Europeia de Reservas Biogen ticas do Concelho da Europa desde 1990. A Reserva Natural do Paul de Arzila goza de um estatuto privilegiado pelo que o planeamento da área em questão está sujeito aos ditames do Concelho da Europa que garante o equilírio biológico e, consequentemente, a conservação da diversidade genética da Reserva. Impõe-se assim a necessidade de se proceder à definição dos padrões químicos e geológicos naturais não só da área da Reserva Natural do Paul de Arzila, mas também da sua envolvente. Inicialmente procedeu-se, a uma caracterização da área do Paul de Arzila referente à fisiografia, relevo, geologia, tectónica, unidades pedológicas e capacidade de uso do solo, recursos naturais, focos de poluição e seus impactos e caracterização sócio - económica. A caracterização geoquímica do Paul de Arzila foi estabelecida com base nos resultados das análises químicas efectuadas em amostras de solos, sedimentos de corrente e águas. Trata-se de um projecto que, a longo prazo, permitirá alargar a problemática da conservação ambiental e da diversidade gené tica das Reserva existentes ao nível do público local e nacional com a implementação de projectos de preservação e sensibilização ambiental.

Temas ambientais para análise prospectiva dos setores de produção e processamento de madeira para energia.

No setor agroindustrial florestal já existe uma mobilização para atender alguns critérios de certificação socioambiental, mas esta não é a realidade vigente na cadeia da madeira para energia. Neste contexto, o presente trabalho se propõe a levantar, de forma preliminar, alguns temas ambientais para análises prospectivas dos setores de produção e processamento de madeira para energia, na região Sudeste do Brasil. Os temas de interesse foram selecionados com base em pesquisa bibliográfica, utilizando bases de dados disponíveis, tanto em termos científicos como estatísticos. Procurou-se atender a grandes questionamentos, levantados atualmente, para a expansão da agroenergia no mundo, que envolvem o possível desmatamento, a competição com alimentos e as mudanças climáticas. Seguindo outros estudos de biomassa para energia foram previamente selecionados quatro grandes temas que abrangem: Uso da terra; Recursos Naturais; Geração e uso de resíduos; Energia. Cabe considerar que a seleção é preliminar e será validada em etapa posterior, que envolverá a consulta a especialistas na cadeia produtiva da madeira para energia. Entretanto, como consideração final fica a idéia de que o agronegócio, de forma geral não poderá mais ser analisado apenas quanto aos aspectos econômicos, sendo a sua competitividade fortemente ligada aos aspectos sociais e ambientais.

Novas dinâmicas econômicas e espaço-temporais na fronteira agrícola maranhense situado no cerrado brasileiro.

Desde a safra 2005/2006, a expansão da fronteira agrícola pela agricultura do cultivo de soja em grande escala tem intensificado a ocorrência de focos de queimada e desmatamento no bioma Cerrado Brasileiro. O Governo Federal tem direcionado esforços para ordenar o processo de ocupação territorial, bem como, controlar os focos de queimada e o desmatamento ilegal. Nesse contexto, o estado do Maranhão é estratégico por abranger os biomas Amazônia e Cerrado e a transição desses biomas com o bioma Semi-Árido. Com o presente trabalho objetivou-se avaliar econômica e ambientalmente os impactos da mudança da cobertura florestal do Cerrado maranhense. Para tanto, foram utilizados uma série histórica (2003-2012) de dados referentes a focos de queimadas e de desmatamento do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) e dados do Censo Agropecuário de 2006 do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) referentes ao uso da terra, as atividades agropecuárias e a estrutura agrária. A tendência do aumento de desmatamento e focos de queimada na série histórica foi medida por um índice de constância de incremento. Foram realizadas análises de volume e densidade de queimadas e o índice de concentração (gini). Os resultados obtidos demonstram que, entre os dez municípios com maior ocorrência de focos de queimada houve um aumento na quantidade e na concentração desses eventos. Neste sentido, entre 2008 e 2012 houve um aumento de 346% do número de focos de queimadas na área estudada. Portanto, conclui-se que novas dinâmicas econômicas e de ocupação do território estão se configurando na expansão da fronteira agrícola maranhense impactando o bioma Cerrado o que torna urgente a emergência de políticas estaduais e municipais alinhadas às políticas federais para conter o processo de degradação ambiental em curso na área estudada.

Microbiologia do ciclo do nitrogênio em solos do cerrado

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Microbiana, 2016.