Análise do processo ensino e aprendizagem de educação ambiental em microbacia hidrográfica

Pós-graduação em Agronomia (Ciência do Solo) - FCAV

Efeito da alteração do hábitat sobre assembleias de peixes em igarapés afogados da Amazônia oriental

Os ecossistemas aquáticos de água doce constituem sistemas complexos que estão sendo expostos a uma variedade de perturbações. Na região Amazônica, o uso dos recursos e ocupação da terra tem alterado a estrutura física do hábitat desses ambientes, especialmente os de pequeno porte (conhecidos como igarapés), influenciando a estrutura e composição de suas comunidades. Vários estudos e programas de avaliação têm sido desenvolvidos a fim de verificar como essas alterações afetam as comunidades bióticas, através de características do hábitat que se mostram mais sensíveis às perturbações. Nesse contexto, o objetivo desse estudo foi mensurar e descrever atributos do hábitat de igarapés afogados e verificar como as assembleias de peixes respondem aos diferentes níveis de integridade física apresentados por esses igarapés. Para isso, testamos a hipótese de que ambientes estruturalmente mais íntegros suportam uma ictiofauna mais diversa do que ambientes impactados, em virtude destes apresentarem uma diminuição na complexidade ambiental. O estudo foi realizado em 34 igarapés, sendo 17 situados dentro do território da Floresta Nacional de Caxiuanã, e 17 em seu entorno, localizados próximos aos centros urbanos dos municípios de Portel e Melgaço (PA). O processo de urbanização encontra-se em expansão na região, alcançando áreas de florestas e corpos hídricos que ainda permanecem preservados. Também há uma intensa atividade extrativista madeireira, pois a área está inserida no principal pólo madeireiro da zona do estuário no estado do Pará. O hábitat físico dos igarapés foi avaliado seguindo um protocolo padronizado de avaliação. Para a coleta dos peixes foram utilizadas redes de mão em um trecho de 150 metros por igarapé durante seis horas (divididas entre os segmentos e entre os coletores). Apesar de detectarmos um conjunto de métricas que responderam ao gradiente de alteração local, estas não se mostraram suficientes na redução ou aumento do número de espécies ao longo dos níveis de preservação, mantendo praticamente constante a riqueza e abundância para os três grupos (alterado, intermediário e íntegro). Porém, a diferença foi significativa para a composição, com onze espécies exclusivas de ambientes alterados e oito exclusivas de ambientes íntegros. A degradação do ambiente físico, mesmo que em escalas menores favorece a ocorrência e maior abundância de espécies tolerantes e com grande plasticidade fenotípica, além do aumento populacional de espécies oportunistas. Diferentes efeitos podem ser exercidos sobre os grupos de espécies que compõem uma comunidade, pois elas apresentam diferentes atributos biológicos e ecológicos que incluem também suas respostas para as mesmas variáveis ecológicas. Portanto, a possível desconstrução da comunidade em grupos de espécies (sejam taxonômicos, funcionais, etc) pode mostrar respostas diferenciadas frente às alterações do hábitat, sendo uma estratégia promissora para associar características ambientais aos padrões de riqueza apresentado por essas comunidades. A avaliação da integridade biótica também é uma alternativa para identificar efeitos da alteração do hábitat sobre as espécies, principalmente considerando a peculiaridade da região e a falta de informações acerca da ictiofauna local.

Emissão de dióxido de carbono e estoque de carbono em sistemas convencionais e alternativo de produção agropecuária no Nordeste paraense

A aplicação de técnicas menos agressivas ao meio ambiente, como o uso de sistemas alternativos (corte e trituração), no lugar dos sistemas convencionais (corte-e-queima), além de favorecer o equilíbrio dos ciclos biogeoquímicos em áreas florestais, contribui para a mitigação das mudanças climáticas. O objetivo deste estudo foi estimar a emissão e o estoque de carbono do solo em sistemas de produção agropecuária em unidades rurais familiares do Nordeste paraense. Os estudos foram conduzidos em área de agricultor familiar no Município de Mãe do Rio, com temperatura média anual de 25 a 28°C, precipitação pluviométrica acimade 2500 mm e com solo predominante do tipo Latossolo Amarelo distrófico de textura média a argilosa. Foram selecionados 3 sistemas de uso da terra (cultivo com Schizolobium amazonicum, roça e silvipastoril) e mais uma área de referencia (floresta secundária), com 4 parcelas, medindo 20 m x 20 m cada. Foram avaliados a emissão de CO2 do solo, estoque de carbono no solo, estoque da liteira no solo e estoque de carbono na liteira. Os dados foram submetidos à Análise de Variância (ANOVA) e à comparação das médias pelo teste de Tukey, ao nível de 5%. Em todos os sistemas avaliados, as maiores emissões de CO2 do solo, observadas no período chuvoso, foram no sistema silvipastoril (5,02 Wmol CO2 m^-2 s^-1), em comparação à área da floresta secundária (3,56 Wmol CO2 m^-2 s^-1). De todas as áreas estudadas a maior emissão anual foi encontrada no sistema silvipastoril. O estoque de carbono no solo foi maior na área da floresta secundária, com total de 157± 31,10 Mg ha^-1 (0-100 cm). O maior estoque de liteira no solo encontrado foi para a fração da liteira não-lenhosa, em todos os sistemas agropecuários e floresta secundária. O maior estoque de carbono na liteira não-lenhosa total foi observada no mês de janeiro/2010, com média geral de 4,31± 3,0 Mg ha^-1, em todos os sistemas avaliados. Os sistemas de uso da terra que não utilizam o fogo no preparo da área, como os sistemas alternativos de corte-e-trituração, além de contribuirem para a mitigação das mudanças climáticas, ajudam na manutenção do funcionamento adequado dos ciclos biogeoquímicos nos ecossistemas terrestres.

Contribuição do cadastro ambiental rural na conservação de recursos naturais nos limites de duas bacias hidrográficas amazônicas

A conversão de floresta primária para outros usos alternativos do solo vem ocorrendo aceleradamente na região amazônica. Esse processo tem ocorrido em grande parte por conta do desenvolvimento da atividade pecuarista, agricultura em larga escala e de subsistência, exploração madeireira comercial e mineração. Nesse contexto, a fim de promover a conservação dos recursos naturais, o Governo brasileiro adotou o sistema de unidades de conservação, terras indígenas e quilombolas. Além disso, foram criados instrumentos como o Cadastro Ambiental Rural – CAR objetivando mapear e monitorar as propriedades rurais quanto ao atendimento do disposto no Código Florestal brasileiro, considerando principalmente as áreas com restrição legal ao uso do solo. Assim, esta pesquisa procurou avaliar a capacidade das áreas de reserva legal em garantir a conservação dos recursos naturais em propriedades rurais, utilizando-se para tanto dados do CAR e produtos temáticos de uso e cobertura da terra oriundos de projetos institucionais federais. Para isto, foram avaliadas duas bacias amazônicas, considerando os princípios de ecologia de paisagem e com o uso de métricas de paisagem. Os resultados apontam duas áreas com características diferenciadas, sendo uma de maior capacidade de conservação de recursos e outra mais fragmentada, sendo também observadas propriedades rurais de diferentes características e importâncias na conservação de recursos dentro de cada bacia estudada.

Comportamento silvicultural e dinâmica de serapilheira em plantios de duas espécies florestais na Amazônia oriental brasileira

O desmatamento na Amazônia brasileira já alterou cerca de 750 milhões de hectares e desse total, 20% encontra-se com algum nível de degradação. A reincorporação ao processo produtivo das áreas alteradas com o reflorestamento de espécies tropicais, de valor comercial, é uma alternativa para minimizar os impactos ambientais, com benefícios ecológicos, aumento da oferta de madeira e diminuição da pressão sobre as florestas naturais remanescentes. No entanto, um dos grandes empecilhos para o reflorestamento é a falta de conhecimentos científicos sobre o crescimento de espécies nativas e exóticas. Diante disto, este trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de diferentes sistemas de plantios com espécies florestais nativa e exótica para recuperação de áreas alteradas. O trabalho foi realizado no município de Dom Eliseu, estado do Pará, em três sistemas de uso da terra: plantio puro (Schizolobium parahyba var. amazonicum e Khaya ivorensis), consórcio de espécies florestais (S. parahyba var. amazonicum e Khaya ivorensis), sistema agroflorestal (S. parahyba var. amazonicum e Musa sp). Aos 40 meses de idade, em plantio homogêneo, Schizolobium parahyba var. amazonicum mostrou maior crescimento silvicultural (altura e diâmetro) no espaçamento 4 m x 3 m e Khaya ivorensis no espaçamento 4 m x 4 m. No entanto, o paricá apresentou melhor desempenho em sistema de consórcio e sistema agroflorestal. O melhor desempenho de K. ivorensis foi no consórcio de espécies. Entre os sistemas de plantio estudados (SAF e misto de espécies), a deposição de biomassa foi maior no sistema de consórcio de espécies com 3.737,5 kg ha^-1, sendo que, a maior contribuição de material vegetal foi do paricá. Foi evidenciada correlação negativa entre a deposição de serapilheira e a precipitação pluviométrica para o paricá, e positiva para K. ivorensis. Os resultados obtidos mostraram que o modelo florestal de consórcio de espécies mostrou-se promissor e pode ser uma alternativa para recuperação de áreas alteradas, de modo a oferecer diferentes opções de madeira e ao mesmo tempo, agregar fatores positivos em relação a produção de biomassa e aspectos físico-químicos do solo.

The contribution of multiple use forest management to small farmers' annual incomes in the Eastern Amazon

Small-scale farmers in the Brazilian Amazon collectively hold tenure over more than 12 million ha of permanent forest reserves, as required by the Forest Code. The trade-off between forest conservation and other land uses entails opportunity costs for them and for the country, which have not been sufficiently studied. We assessed the potential income generated by multiple use forest management for farmers and compared it to the income potentially derived from six other agricultural land uses. Income from the forest was from (i) logging, carried out by a logging company in partnership with farmers' associations; and (ii) harvesting the seeds of Carapa guianensis (local name andiroba) for the production of oil. We then compared the income generated by multiple-use forest management with the income from different types of agrarian systems. According to our calculations in this study, the mean annual economic benefits from multiple forest use are the same as the least productive agrarian system, but only 25% of the annual income generated by the most productive system. Although the income generated by logging may be considered low when calculated on an annual basis and compared to incomes generated by agriculture, the one-time payment after logging is significant (US$5,800 to US$33,508) and could be used to implement more intensive and productive cropping systems such as planting black pepper. The income from forest management could also be used to establish permanent fields in deforested areas for highly productive annual crops using conservation agriculture techniques. These techniques are alternatives to the traditional land use based on periodic clearing of the forest. Nevertheless, the shift in current practices towards adoption of more sustainable conservation agriculture techniques will also require the technical and legal support of the State to help small farmers apply these alternatives, which aim to integrate forest management in sustainable agricultural production systems.

Desempenho produtivo e econômico do consórcio de cafeeiro arábica e nogueira-macadâmia

The objective of this work was to evaluate the productive and economic performance of Arabica coffee and macadamia nut intercropping, under rainfed and drip-irrigation conditions, as well as the financial viability of treatments in three coffee price scenarios. A completely randomized design was used, with six treatments (rainfed sole coffee, irrigated sole coffee, rainfed coffee-macadamia nut intercropping, irrigated coffee-macadamia nut intercropping, rainfed sole macadamia nut, and irrigated sole macadamia nut) and ten replicates. The productivity, the area equivalency index, and the economic outcomes of the treatments were evaluated in three coffee price scenarios. Drip irrigation and intercropping increased coffee and macadamia nut yields, in comparison to rainfed monocultures, and generally promoted the same productivity as the coffee irrigated monocultures, as well as higher productivity than the macadamia nut irrigated monocultures. The combined use of intercropping and drip irrigation promotes land-use efficiency 5-fold greater than the averages of rainfed monocultures. Irrigated intercropping promotes higher profitability and faster return on investment, making it a viable alternative, especially in periods of lower coffee prices.

Water productivity of different land uses in watersheds assessed from satellite imagery Landsat 5 Thematic Mapper

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Perdas de solo e índices de vegetação: proposta metodológica para a determinação do fator C (MEUPS) em pastagens e cana-de-açúcar

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Influência da paisagem sobre a persistência de mamíferos terrestres em fragmentos de Mata Atlântica

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Potential use of polyacrylamide for soil erosion control in Brazil

Since soil erosion is currently a worldwide threat, its control has become a necessity. The performance and effectiveness of synthetic organic polymers such polyacrylamide (PAM), have been intensively studied, especially for erosion control in temperate climate conditions. In tropical regions, however, where climatic conditions are usually severe, very little research has been conducted. The Brazilian region is a good example, where few papers on this subject exist. In addition to the severe climatic conditions, careless land use has been prevalent for many years. The use of PAM for erosion control in Brazilian soils may be a good option to minimize the impacts of the soil degradation process, but more research is required to optimize its application.

Stochastic simulation of time-series models combined with geostatistics to predict water-table scenarios in a Guarani Aquifer System outcrop area, Brazil

Stochastic methods based on time-series modeling combined with geostatistics can be useful tools to describe the variability of water-table levels in time and space and to account for uncertainty. Monitoring water-level networks can give information about the dynamic of the aquifer domain in both dimensions. Time-series modeling is an elegant way to treat monitoring data without the complexity of physical mechanistic models. Time-series model predictions can be interpolated spatially, with the spatial differences in water-table dynamics determined by the spatial variation in the system properties and the temporal variation driven by the dynamics of the inputs into the system. An integration of stochastic methods is presented, based on time-series modeling and geostatistics as a framework to predict water levels for decision making in groundwater management and land-use planning. The methodology is applied in a case study in a Guarani Aquifer System (GAS) outcrop area located in the southeastern part of Brazil. Communication of results in a clear and understandable form, via simulated scenarios, is discussed as an alternative, when translating scientific knowledge into applications of stochastic hydrogeology in large aquifers with limited monitoring network coverage like the GAS.

Histórico, tendências e perspectivas no planejamento espacial de usinas hidrelétricas brasileiras: a antiga e atual fronteira Amazônica

Os empreendimentos hidrelétricos são alternativas favoráveis economicamente em função do grande potencial hidrelétrico disponível no território brasileiro. Apesar de serem notórias em causar significativa degradação ambiental, conformam historicamente uma importante controvérsia do setor energético brasileiro. Orientado por esta problemática, o presente trabalho tem como objetivo principal analisar o histórico e as tendências do planejamento espacial de usinas hidrelétricas no Brasil, interpretando-os a partir da relação entre o potencial hidrelétrico disponível no espaço e o grau de disciplinamento do uso e ocupação do espaço no tempo. Até a década de 1970, a implantação de hidrelétricas ocorreu, relativamente, à luz de menor grau de disciplinamento de uso e ocupação do espaço, como foi o caso das hidrelétricas de Balbina e Tucuruí, as quais também induziram a primeira grande crise ambiental do setor e favoreceram a criação dos instrumentos de política ambiental, em 1981. As décadas de 1980 e 1990 são caracterizadas por um vazio de planejamento de hidrelétricas, o que é retomado a partir de 2000 em função de um ambiente econômico internacional favorável aos investimentos em infraestrutura, resultando no aumento da exploração do potencial hidrelétrico orientada especialmente para a região Amazônica. Porém, esta reorientação depara-se com um maior grau de disciplinamento do uso do espaço que acaba vinculando novas dimensões para o planejamento espacial de hidrelétricas, especialmente em regiões com alta sensibilidade socioambiental, como é o caso da Amazônica. Ainda assim, esta região é aquela que ainda detêm o maior potencial hidrelétrico a ser explorado, o que faz dela a escolhida como a fronteira hidrelétrica da década de 2010.

Abbandono del territorio e dissesto idrogeologico in Appennino bolognese: analisi delle dinamiche e degli interventi di gestione idraulico-forestale

The abandonment of less productive fields and agro-forest activities has occured in the last decades, interesting large mountain areas in all mediterranean basin. Until the fifties, agricultural practices dealt mainly with soil surface and surface runoff control systems. However, the apparent sustainability of soil use results often in contrast with historical documents, witnessing heavy hydrogeological instability, in naturally fragile areas. The research focused on the dynamics and effects of post-coltural land abandonment in a critical mountain area of the Reno River. The Reno River rappresents a typical Tuscan-Emilian Apennines Watershed where soil erosion occurs under very different conditions depending on interactions between land use, climate, geomorphology and lithology. Landslides are largely rappresented, due to the diffusion of clay hill slopes. Recent researches suggest that climatic variability will increase as a consequence of global climate change, resulting in greater frequency and intensity of extreme weather events, which could increase rates of erosion, landslides reactivations and diffusion of calanchive basins. As far as hill slopes are concerned, instability is today basically due to intrinsic factors, as the Apennine range is a rather young formation, in geological terms, and is mainly formed by sedimentary rocks with high occurrence of clays. Therefore landslides and rockfalls are very frequent, while surface soil erosion is generally low and anyway concentrated in the low Apennine, where intensive farming is still economically worth. The study, supported by GIS use, analyses the main fisical characteristics of the area and the historical changes of land use, and focalizes the dynamics of spontaneous reafforestation. Futhermore, the research studies the results of soil bioengineering and surface water control solutions for the restablishment of landslides occured in the last period. Infact soil bioengineering has been recently used in different situations in order to consolidate slopes and hillsides and prevent erosion; when applied, it gave good results, both in terms of engineering efficiency and vegetational development, expecially if combined with a good hydraulic control, thus proving to be an actual alternative to other techniques with heavier environmental impacts. Research into the specific site features and the use of proper plant species is vital to the success of bioengineering works.

Influence of habitat and climate change on European bird communities

Die Fragmentierung von Waldgebieten, der Verlust geeigneter Habitate, die Invasion exotischer Arten und globale Klimaveränderung haben auf Artengemeinschaften erhebliche Auswirkungen. Vögel dienen in vielen Fällen als Indikatorarten für Umweltveränderungen und, besonders, für Veränderungen im Zusammenhang mit globaler Erwärmung. In meiner Arbeit habe ich zuerst einen Literaturüberblick über die Auswirkungen globaler Klimaveränderung auf die Verbreitungsgebiete, den Artenreichtum und die Zusammensetzung von Vogelgemeinschaften dargestellt. Zahlreiche Untersuchungen zeigen, daß die Grenzen der Verbreitungsgebiete der meisten Vogelarten mit klimatischen Faktoren korrelieren. Verschiebungen der Verbreitungsgebiete in nördliche Richtung oder in höhere Regionen im Gebirge konnten bereits für viele temperate Vogelarten beobachtet werden. Weiterhin wurde ein zunehmender Artenreichtum besonders in nördlichen Breiten und in höheren Lagen für viele temperate Vogelgemeinschaften vorhergesagt. In trockenen Gebieten ist dagegen mit einer Abnahme des Artenreichtums zu rechnen. Im zweiten Teil meiner Arbeit habe ich untersucht, ob beobachtete Veränderungen in der Zusammensetzung europäischer Vogelgemeinschaften tatsächlich durch aktuelle Klimaveränderungen beeinflußt werden. Das Zugverhalten der Arten war dabei ein Schwerpunkt der Untersuchung, weil zu erwarten war, daß Vogelarten mit verschiedenem Zugverhalten unterschiedlich auf Klimaveränderungen reagieren. Ich habe ein Regressionsmodell genutzt, welches die räumliche Beziehung zwischen dem Anteil von Langstreckenziehern, Kurzstreckenziehern und Standvögeln in europäischen Vogelgemeinschaften und verschiedenen Klimavariablen beschreibt. Für 21 Gebiete in Europa habe ich Daten über beobachtete Veränderungen in der Struktur der Vogelgemeinschaften und isochrone Klimaveränderungen zusammengetragen. Mit Hilfe dieser Klimaveränderungen und dem räumlichen Regressionsmodell konnte ich berechnen, welche Veränderungen in den Vogelgemeinschaften aufgrund der veränderten Klimabedingungen zu erwarten wären und sie mit beobachteten Veränderungen vergleichen. Beobachtete und berechnete Veränderungen korrelierten signifikant miteinander. Die beobachteten Veränderungen konnten nicht durch räumliche Autokorrelationseffekte oder durch alternative Faktoren, wie z.B. Veränderungen in der Landnutzung, erklärt werden. Im dritten Teil der Arbeit untersuchte ich für eine mitteleuropäische Vogelgemeinschaft welchen Einfluß Habitatveränderungen, die Invasion exotischer Arten und die Klimaveränderung auf Veränderungen der Häufigkeit und Verbreitungsgröße der 159 Vogelarten am Bodensee zwischen 1980-1981 und 2000-2002 hatten. Dabei konnte gezeigt werden, daß Veränderungen in der regionalen Abundanz sowohl durch Habitatveränderungen als auch durch Klimavänderungen hervorgerufen wurden. Exotische Arten schienen in dieser Zeit keinen bedeutenden Einfluß zu haben. Besonders bei Agrarlandarten, Arten mit nördlicheren Verbreitungsgebieten und bei Langstreckenziehern konnten signifikante Abnahmen in der Abundanz beobachtet werden. Vor allem die anhaltenden negativen Bestandsveränderungen bei Langstreckenziehern und die in den letzten zehn Jahren aufgetretenen Abnahmen nördlicher verbreiteter Vogelarten deuten darauf hin, daß die Klimaveränderung aktuell als der größte Einfluß für Vögel in Europa angesehen werden muß. Insgesamt zeigen die Ergebnisse dieser Arbeit, daß sich der anhaltende Druck auf die Umwelt in erster Linie durch Habitat- und Klimaveränderungen manifestiert.