Teses em Ciências Ambientais (Doutorado) - PPGCA/IG

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Acesso aberto (Open Access)
Análise da dinâmica da transição do regime de fogo na Amazônia brasileira
(Universidade Federal do Pará, 2023-06-21) TAVARES, Paulo Amador; FERREIRA, Joice Nunes; http://lattes.cnpq.br/1679725851734904; https://orcid.org/0000-0002-4008-2341; BARLOW, Bernard Josiah; http://lattes.cnpq.br/8559847571278134
O bioma Amazônico tem passado por mudanças significativas de formas de uso e ocupação do solo, sendo impactado também pelas mudanças climáticas globais. Em consequência, a ocorrência de queimadas e incêndios florestais tem se tornado mais recorrente na Amazônia. Assim, é importante conhecer como ocorre o regime do fogo nessa região e suas interações com o uso do solo e o clima. Por essas razões, este estudo analisa a transição do fogo na Amazônia brasileira. No Capítulo 1, foi investigado como ocorre a transição do fogo ao longo do tempo na Amazônia brasileira, considerando as mudanças no uso da terra e cobertura florestal. Foram coletados dados anuais de ocorrência de fogo, cobertura florestal, taxas de desmatamento e áreas de cultivo de soja. Utilizando modelos lineares mistos generalizados e modelos lineares, foram realizadas análises estatísticas para identificar os principais fatores que influenciam essa transição. Foi constatado que há um processo de transição do fogo na floresta, sendo que um modelo quadrático melhor predisse o comportamento da ocorrência de incêndios. Além disso, observou-se que o pico de ocorrência de incêndios está se deslocando para paisagens mais florestadas ao longo do tempo. As taxas de desmatamento e a expansão das áreas de cultivo mostraram-se relacionadas com essa transição, sendo que o desmatamento teve maior impacto na ocorrência de queimadas e a expansão das áreas de cultivo foi mais relevante para prever a transição para áreas mais florestadas. No Capítulo 2, foram investigadas as diferentes trajetórias de fogo nas paisagens florestais da Amazônia brasileira. Utilizando Análise de Trajetórias Latentes (LTA) e modelos lineares mistos generalizados, foram identificadas trajetórias latentes que representam diferentes padrões de ocupação do solo ao longo do tempo. Duas trajetórias latentes principais foram destacadas: a trajetória "Consolidada", caracterizada por um histórico mais antigo de desmatamento, e a trajetória "Transição", que apresentou um padrão mais recente de ocupação do solo. A cobertura florestal e o desmatamento foram as principais variáveis preditoras das queimadas florestais nas duas trajetórias, seguidas pelo déficit hídrico. A expansão da soja não mostrou ser significativa para nenhuma das trajetórias. Foi observado um aumento nas áreas de floresta queimada a partir de 2015 em ambas as trajetórias. Em conjunto, os resultados destacam a relação da transição do fogo na Floresta Amazônica brasileira com as mudanças no uso da terra e cobertura florestal. Essas descobertas ressaltam a necessidade do desenvolvimento políticas públicas que aumentem a cobertura florestal, por meio de iniciativas como a restauração florestal, e reduzam o desmatamento na região amazônica para garantir a conservação da biodiversidade e dos estoques de carbono.
Acesso aberto (Open Access)
Efeitos das mudanças de uso e cobertura da terra na paisagem e nos serviços ecossistêmicos no leste da Amazônia
(Universidade Federal do Pará, 2023-05-29) PEREIRA, Fabiana da Silva; VIEIRA, Ima Célia Guimarães; http://lattes.cnpq.br/3761418169454490; https://orcid.org/0000-0003-1233-318X
Na Amazônia brasileira, a conversão de grandes áreas florestais, principalmente para a expansão de atividades agropecuárias e áreas urbanas, tem causado a perda e fragmentação de ecossistemas. Essas mudanças alteram os processos e funções ecossistêmicas podendo afetar a provisão de diversos serviços ecossistêmicos essenciais para o bem-estar humano e suas atividades. Nesse contexto, analisar os efeitos dessas mudanças na paisagem e nos ecossistemas na região amazônica é essencial para compreender melhor o impacto dessas modificações nos serviços ecossistêmicos em relação aos aspectos econômico, ecológico e social. Para isso, este trabalho foi estruturado para (1) quantificar os impactos das mudanças de uso de cobertura da Terra no valor econômico dos serviços ecossistêmicos no leste da Amazônia; (2) analisar a perda e a fragmentação de habitats florestais e seus efeitos na provisão de serviços ecossistêmicos; (3) avaliar a percepção de comunidades tradicionais locais sobre os serviços ecossistêmicos, a fim de verificar quais fatores influenciam o modo como essas comunidades identificam e percebem os serviços ecossistêmicos e suas principais ameaças. Os resultados mostram que em 36 anos analisados houve uma grande perda no valor econômico dos serviços ecossistêmicos prestados pelas áreas florestais, entretanto, o aumento de áreas agrícolas gerou um saldo positivo, uma vez que os serviços ecossistêmicos associados, principalmente alimentos, possuem um alto valor. Além disso, os resultados revelam que os ecossistemas florestais estão menores e cada vez mais fragmentados e isolados, o que piorou a qualidade de habitat na paisagem e o estoque de carbono na região. O desmatamento e o garimpo foram percebidos por comunidades locais como as principais ameaças à provisão de diversos serviços ecossistêmicos, sendo que os principais serviços ecossistêmicos identificados pelas comunidades estão relacionados à categoria de provisão, tais como alimentos, produtos madeireiros e plantas medicinais, e também à categoria de serviços de regulação. Esses resultados mostram a importância de avaliar os serviços ecossistêmicos sob diferentes perspectivas, a fim de obter informações mais robustas para basear o desenvolvimento de estratégias de conservação, gerenciamento e planejamento do uso do solo, assim como estratégias de incentivo financeiro para a conservação ou restauração de ecossistemas.
Acesso aberto (Open Access)
Impacto das queimadas em área de floresta no sul da Amazônia: uma reflexão ensaística sobre a precificação de carbono
(Universidade Federal do Pará, 2023-10-16) SILVA, Simone Nazaré Rodrigues da; VITORINO, Maria Isabel; http://lattes.cnpq.br/4813399912998401; https://orcid.org/0000-0003-3253-5301
Florestas tropicais são importantes reguladoras climáticas globais. Elas estocam quantidades notáveis de carbono em sua biomassa viva e mantém uma delicada relação biosfera-atmosfera. A ciclagem de carbono na Amazônia tem sido muito estudada devido às alterações promovidas nas concentrações de CO2 num nível global, no solo, na água e principalmente na atmosfera. Esta pesquisa visa contribuir identificando perturbações de ordem antrópica (queima de biomassa florestal) e suas influências na troca líquida de CO2 em área de floresta semidecídua, localizada no sul da bacia Amazônica. Medidas micrometeorológicas em situ, localizadas a 50 km NE de Sinop-MT, foram utilizadas para estimar o potencial de absorção de CO2 sob condições poluídas (AOD ≫ 0.10) e não poluídas (AOD ≤ 0.10). Limitações, incertezas, fragilidades e ótimos fisiológicos determinados e usados como subsídios-chave para abordagens concernentes à precificação de carbono no Brasil. Dados remotos orbitais pelo sensor MODIS (AODm) e à superfície pelo sistema AERONET 2.0 (AODa) são usados para uma visão regional dos impactos das queimadas sobre o fluxo de radiação solar. Uma longa série de medidas AODa, entre 1999-2017, é usada na determinação de um modelo de irradiância solar de céu-claro. Reduções e aumentos no %NEE para determinadas cargas de poluição (AOD), irradiância relativa fe ângulo solar zenital (SZA) foram observados. Os resultados mostraram uma diminuição de 40 % em f consistente com expressivo aumento das cargas de poluição (AODa) de 0,10 para 5,0 à 500 nm. Foi observado também um aumento médio de 35-70 % no fluxo NEE para níveis de poluição AODa acima de 1,25. Este resultado foi atribuído ao aumento de 40-60 % na fração difusa da radiação solar (P AR(D)f ) em relação à fração direta (SWi), devido ao impacto dos Aerossóis Orgânicos emitidos durante a queima de biomassa (BBOA). Foi observado também redução e aumento estatisticamente significante sobre variáveis biofísicas, tais como temperatura do dossel foliar (LCT ) e Déficit de Pressão do Vapor (V PD), respectivamente. Um aumento médio de ∼ 3.0 ◦C e redução de 10-15 % na LCT e Tair foi encontrado sob condições de céu densamente esfumaçado (AODa ≫ 0.10). Estes resultados são úteis na obtenção de novos coeficientes de calibração e novas parametrizações físicas de processos pobremente representados nos sistemas numéricos vigentes, como as respostas fotossintéticas de florestas semideciduais à ciclagem de carbono regional na Amazônia. Estes achados, norteiam também políticas públicas de preservação do ecótono Cerrado-Floresta Amazônica e outros ecossistemas pantropicais. Um texto ensaístico foi elaborado para destacar as fragilidades e inviabilidades de ações políticas destinadas à precificação do carbono e serviços ecossistérmicos, como o sequestro de CO2. Para tal, analisa-se a lei 2.187/2009 (Política Nacional de Mudança do Clima) e o projeto de lei PL-528A/2021 (Regulação do Mercado Brasileiro de Redução de Emissões). Como resultado, refutam-se as leis supracitadas e discutem-se suas inviabilidades, apontando soluções factíveis para novas formas de exploração, na contramão desta lógica mercantil que negligencia as peculiaridades e resiliências dos ecossistemas Amazônicos. Tudo isso apoiada na ideia de exploração dos recursos naturais como meio único para o desenvolvimento e progresso econômico, ocultando assim a atual e crise ecológica em que vivemos.
Acesso aberto (Open Access)
Impactos das mudanças climáticas e do desflorestamento sobre a flora arbórea da Amazônia
(Universidade Federal do Pará, 2018-11-30) GOMES, Vitor Hugo Freitas; STEGGE, Hans ter; http://lattes.cnpq.br/7778964226916459; VIEIRA, Ima Célia Guimarães; http://lattes.cnpq.br/3761418169454490
A Amazônia detém uma incrível biodiversidade, moldada ao longo de milhões de anos. Nos últimos milênios o clima na região se tornou mais úmido, aumentando a disponibilidade de habitat adequado para espécies florestais e influenciando suas distribuições e a expansão da floresta neste período. Todavia, as influências humanas sobre o clima e o uso da terra têm promovido a redução do habitat de muitas espécies na região, e projeções apresentam uma intensificação no futuro, com impactos potencialmente negativos para a riqueza e distribuição da biodiversidade amazônica. Além disso, existem diversas lacunas de conhecimento sobre como o clima e o uso da terra tem moldado e moldarão a floresta Amazônica, e a ampla variedade de métodos disponíveis para tal análise abrem espaços para questionamentos sobre as melhores práticas metodológicas para estudar uma área tão grande e diversa como a Amazônia. Entender a origem, manutenção e perda da biodiversidade tem uma profunda importância para vida humana futura. Esta tese aborda algumas das lacunas de conhecimento sobre estes tópicos, comparando métodos de estimativa de riqueza e distribuição de espécies na floresta Amazônica em diferentes escalas temporais. Este estudo é uma pesquisa interdisciplinar que relaciona aspectos de diferentes áreas científicas para o entendimento das consequências das duas principais ameaças à biodiversidade amazônica, atribuídas às mudanças climáticas e ao desflorestamento. O estudo contou com uma cooperação entre o Naturalis Biodiversity Center – Holanda e o Museu Paraense Emílio Goeldi MPEG, por meio de uma bolsa de Doutorado Sanduíche no Exterior – SWE (Processo CNPq 203102/2015-0). Além disso, o estudo se insere no projeto INCT Biodiversidade e Uso da Terra na Amazônia (Processo CNPq 574008/2008-0), coordenado pelo MPEG, dedicado ao estudo da biodiversidade e da paisagem amazônica, visando o entendimento das consequências ambientais e sociais de diferentes usos da terra, fornecendo bases científicas para práticas econômicas sustentáveis e apoio a políticas públicas para a Amazônia.
Acesso aberto (Open Access)
Impactos das mudanças climáticas na biomassa florestal Amazônica: Previsão de perda e estratégias de conservação prioritárias para o potencial de biomassa sob as mudanças climáticas
(Universidade Federal do Pará, 2024-04-25) CAMPOS, Mayara Soares; ANJOS, Luciano Jorge Serejo dos; http://lattes.cnpq.br/0244738999001686; https://orcid.org/0000-0002-3270-6679; ADAMI, Marcos; http://lattes.cnpq.br/7484071887086439; https://orcid.org/0000-0003-4247-4477
O estudo aborda a influência das mudanças climáticas na Biomassa Acima do Solo (AGB) na Amazônia, analisando tanto as previsões de redução quanto o potencial de aumento sob diferentes cenários climáticos até o final do século. Utilizando dados de AGB (GEDI) e variáveis climáticas de Modelos de Circulação Global (GCM‘s) e Caminhos Socioeconômicos Compartilhados (SSP‘s), a pesquisa emprega a Regressão Geograficamente Ponderada (GWR) para explorar padrões espaciais da distribuição da AGB. Os resultados apontam para um declínio significativo da AGB, com reduções estimadas entre 14,2% a 32,1%, onde a densidade vegetativa média poderia cair para 177,61 Mg/ha-¹ até 2040 e 140,43 Mg/ha-¹ até 2100, evidenciando uma diminuição na capacidade de sequestro de carbono da floresta, especialmente nas regiões nordeste, central-leste, oeste e sul da Amazônia. Paralelamente, identificou-se potencial de ganho de AGB em áreas específicas do bioma Amazônia Brasileira, principalmente nas regiões noroeste e sudeste, abrangendo as bacias dos rios Negro, Xingu e Tapajós, sob ambos cenários futuros. Dentro desse potencial de ganho, as Terras Indígenas (TI‘s) emergem como primordiais para a conservação, mostrando maiores ganhos de AGB em ambos os cenários analisados. Este estudo destaca a importância de estratégias de mitigação e o papel das áreas protegidas na manutenção da resiliência da Amazônia diante das adversidades climáticas futuras. Ao destacar as áreas de possível aumento da AGB, salienta a importância de preservar e valorizar as áreas protegidas e TI‘s como estratégias fundamentais para enfrentar os desafios ambientais e climáticos. Essa abordagem não só enfoca a mitigação da perda de AGB, mas também reconhece o potencial de regiões específicas para contribuir positivamente para a resiliência da Amazônia diante das mudanças climáticas futuras, pois verificou que em melhores condições climáticas resulta em mais AGB e, consequentemente, em uma maior capacidade de sequestro de carbono pela floresta quando comparada às projeções onde as condições são mais severas e as emissões são mais altas. Portanto, este estudo é de grande importância para a ciência quanto para formulações políticas públicas, pois oferece uma análise do impacto das mudanças climáticas de AGB na Amazônia, essencial no ciclo do carbono e, por extensão, na mitigação das mudanças climáticas globais. Identificando regiões vulneráveis e também com potencial de aumento de AGB, realça a urgência de estratégias de conservação direcionadas.
Acesso aberto (Open Access)
Produtividade de citrus na Amazônia Oriental: relações com o clima atual, risco socioambiental relativo aos eventos extremos e modelagem dos impactos das mudanças climáticas futuras
(Universidade Federal do Pará, 2023-05-31) DIAS, Thaiane Soeiro da Silva; RUIVO, Maria de Lourdes Pinheiro; http://lattes.cnpq.br/9419564604488031; HTTPS://ORCID.ORG/0000-0002-6222-5534; SOUZA, Everaldo Barreiros de; http://lattes.cnpq.br/6257794694839685; https://orcid.org/0000-0001-6045-0984
No contexto da fronteira agrícola dentro do território amazônico, a produção dos citrus (limão e laranja) tem se destacado em termos socioeconômicos e ambientais. Nesta tese, três diferentes abordagens científicas foram desenvolvidas para elucidar: i) as relações entre a produtividade de citrus e os padrões de variabilidade climática (precipitação e temperatura do ar) e desmatamento sobre a Amazônia oriental durante as últimas décadas; ii) o risco socioambiental da produtividade de Citrus em decorrência dos eventos extremos de precipitação da Amazônia oriental; e iii) os impactos dos diferentes cenários futuros de mudanças climáticas na distribuição das áreas potenciais de ocorrência da espécie Citrus sinensis sobre a Amazônia Legal Brasileira. Os resultados mostraram evidências de que fatores naturais (variabilidade climática e eventos extremos de precipitação) e fatores antrópicos (desmatamento) influenciam diretamente a produtividade dos cítricos em diversas áreas da Amazônia oriental. Além disso, as projeções indicam que as mudanças climáticas podem impactar negativamente a distribuição das principais áreas de ocorrência da espécie Citrus ao longo da Amazônia legal Brasileira.
Acesso aberto (Open Access)
Uso racional da água em plantios de limão tahiti, citrus latifolia (Yu. Tanaka), na Amazônia Oriental.
(Universidade Federal do Pará, 2022-07-18) SILVA JUNIOR, Alberto Cruz da Silva; SOUSA, Adriano Marlisom Leão de; http://lattes.cnpq.br/4371199443425884; https://orcid.org/0000-0002-2809-5318; RUIVO, . Maria de Lourdes Pinheiro; http://lattes.cnpq.br/9419564604488031; https://orcid.org/0000-0002-6222-5534
A necessidade de utilização mais racional dos recursos hídricos exige mudanças de comportamento da sociedade em prol do uso mais sustentável dos recursos naturais. Esta pesquisa interdisciplinar investigou como interações solo-planta-atmosfera modificam o balanço de energia e a demanda evapotranspiratória em plantios de limão tahiti e como estas variações interferem na sustentabilidade hídrica da cultura na Amazônia oriental. Os objetivos específicos são: avaliar a sazonalidade do balanço de energia e da demanda hídrica do limão tahiti; definir parâmetros que contribuam para o uso eficiente da água na irrigação na Amazônia Oriental e calcular as pegadas hídricas verde, azul e cinza da produção de limão na região e comparar com as principais regiões produtoras do Brasil. Com os resultados dessa tese, espera-se contribuir para gerar uma base sólida de informações que permitam otimizar a reposição de água na irrigação; e quantificar o tamanho da apropriação humana sobre este recurso natural nas áreas de cultivo. Foram monitorados dados meteorológicos: temperatura dor ar em dois níveis acima do dossel, umidade relativa do ar, radiação extraterreste, velocidade e direção do vento, pluviosidade e fluxo de calor para o solo; dados relativos ao solo: granulometria, fertilidade química, densidade aparente e conteúdo volumétrico de água no solo; e dados inerentes a planta: profundidade efetiva do sistema radicular, floração, frutificação e índice de área foliar. Também utilizamos bases de dados do IBGE, INMET, ANA e MAPBIOMAS como fonte para os cálculos das pegadas hídricas da produção de limão tahiti em 48 municípios de 4 estados, correlacionando suas respectivas PH’s com índices de segurança hídrica governamentais e assim avaliar a sustentabilidade da produção. Como resultados principais do capítulo 2, verificou-se que 63% da energia disponível foi utilizada para produzir calor latente no período mais chuvoso, enquanto 60% foram utilizados durante o período menos chuvoso. O calor sensível utilizou 32% e 34% durante o período mais e menos chuvoso, respectivamente. Já o calor no solo apresentou pouca variação com média de 5% para todo período. O consumo hídrico do limão tahiti durante o experimento foi de 1599 mm, com média diária de 3,70 mm dia-1, enquanto o valor médio do Kc foi de 1,4. Estes resultados permitem projetar de forma adequada os protocolos de suprimento hídrico para cultura no principal polo citrícola da região amazônica. No capítulo 3, os principais achados são que existe ampla variabilidade da PH entre os municípios produtores, com destaque para os estados de São Paulo e Minas Gerais onde foram obtidos os melhores resultados. Nos estados da Bahia e Pará encontramos elevadas PH’s, associadas, principalmente a baixas produtividades. Concluímos, assim, que a sazonalidade das demandas evapotranspiratórias da cultura do limão seguem dinâmicas específicas na região amazônica, e que a pegada hídrica foi um bom aferidor da apropriação da água durante a produção do limão tahiti.

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