Assessment of land use cover changes, carbon sequestration and carbon stock in dry temperate forests of Chilas watershed, Gilgit-Baltistan

Abstract Land use and land cover change are affecting the global environment and ecosystems of the different biospheres. Monitoring, reporting and verification (MRV) of these changes is of utmost importance as they often results in several global environmental consequences such as land degradation, mass erosion, habitat deterioration as well as micro and macro climate of the regions. The advance technologies like remote sensing (RS) and geographical information system (GIS) are helpful in determining/ identifying these changes. In the current study area, changes in carbon stocks, notably in forest areas, are resulting in considerable dynamics of carbon stocks as a result of climate change and carbon sequestration. This study was carried out in the Diamer district of the Gilgit Baltistan (GB) Pakistan to investigate the change in cover change/land use change (particularly Forest Land use) as well as carbon sequestration potential of the forests in the district during almost last 25years. The land cover, temporal Landsat data (level 1, LIT) were downloaded from the USGS EROS (2016), for 1979-1989, 1990-2000 and 2001-2012. Change in land uses, particularly forest cover was investigated using GIS techniques. Forest inventory was carried out using random sampling techniques. A standard plot of size 0.1 ha (n=80) was laid out to determine the tree density, volume, biomass and C stocks. Simulation of C stocks was accomplished by application of the CO2FIX model with the data input from inventory. Results showed a decrease in both forest and snow cover in the region from 1979-2012. Similarly decrease was seen in tree volume, tree Biomass, dynamics of C Stocks and decrease was in occur tree density respectively. It is recommended we need further more like project such as BTAP (Billion Tree Afforestation Project) and green Pakistan project to increase the forest cover, to control on land use change, protect forest ecosystem and to protect snow cover.

Resumo O uso e as mudanças na cobertura da terra estão afetando o meio ambiente global e os ecossistemas das diferentes biosferas. O monitoramento, relatório e verificação (MRV) dessas mudanças são de extrema importância, pois muitas vezes resultam em várias consequências ambientais globais, como degradação da terra, erosão em massa, deterioração do hábitat, bem como micro e macroclima das regiões. As tecnologias avançadas, como sensoriamento remoto (RS) e sistema de informações geográficas (SIG), são úteis para determinar / identificar essas mudanças. Na área de estudo atual, as mudanças nos estoques de carbono, principalmente em áreas florestais, estão resultando em uma dinâmica considerável dos estoques de carbono como resultado das mudanças climáticas e do sequestro de carbono. Este estudo foi realizado no distrito de Diamer de Gilgit Baltistan (GB), Paquistão, para investigar a mudança na mudança de cobertura / mudança de uso da terra (particularmente uso de terras florestais), bem como o potencial de sequestro de carbono das florestas no distrito durante quase os últimos 25 anos. A cobertura da terra, os dados temporais do Landsat (nível 1, LIT), foram baixados do USGS EROS (2016), para 1979-1989, 1990-2000 e 2001-2012. Mudanças nos usos da terra, particularmente na cobertura florestal, foram investigadas usando técnicas de SIG. O inventário florestal foi realizado por meio de técnicas de amostragem aleatória. Um lote padrão de 0,1 ha (n = 80) foi estabelecido para determinar a densidade das árvores, volume, biomassa e estoques de C. A simulação dos estoques de C foi realizada pela aplicação do modelo CO2FIX com a entrada de dados do inventário. Os resultados mostraram uma diminuição na cobertura florestal e de neve na região de 1979 a 2012. Da mesma forma, diminuição foi observada no volume da árvore, biomassa das árvores, dinâmica dos estoques de C e diminuição na densidade das árvores, respectivamente. É recomendado que precisemos de mais projetos como o BTAP (Billion Tree Afforestation Project) e o projeto Green Pakistan para aumentar a cobertura florestal, controlar as mudanças no uso da terra, proteger o ecossistema florestal e proteger a cobertura de neve.

Fish defaunation in reservoirs of the Lower Paranapanema River basin, Brazil / Defaunação de peixes em reservatórios do baixo rio Paranapanema, Brasil

Abstract Until now no study has used a defaunation index to quantify the decline of Neotropical freshwater fishes in environments fragmented by dams and reservoirs. So, we applied this index to 143 native fish in five reservoirs in the Lower Paranapanema River, that is situated in one of the Brazilian aquatic environments most impacted by anthropic degradation. Fish species were classified according to their functional groups, which were selected according to the biological characteristics that may reflect in defaunation events. The biggest reservoir in area with more tributaries and forest cover showed lowest defaunation index. The functional groups of fishes more affected by defaunation included species characterized by periphytivores, invertivores and algivores, non-migratory habit, with external fertilization, and parental care. Although reservoirs have different characteristics, this method can be tested in any other hydrographic basin. The results suggested continued conservation efforts to preserve the integrity of tributaries and the native fishes in reservoirs and pointed out the importance of maintaining native vegetation cover and fish restocking programs in the reservoirs with the highest defaunation values. Our finding can be use as the first data source for future studies using this defaunation index.

Resumo Até o momento nenhum estudo utilizou um índice de defaunação para quantificar o declínio de peixes neotropicais de água doce em ambientes fragmentados por barragens e reservatórios. Dessa forma, testamos esse índice em 143 espécies nativas em cinco reservatórios do baixo rio Paranapanema, que está localizado em um dos ambientes aquáticos brasileiros mais impactados pela degradação antrópica. As espécies de peixes foram classificadas de acordo com seus grupos funcionais selecionados de acordo com as características biológicas que podem influenciar nos eventos de defaunação. O maior reservatório em área, com mais tributários e maior cobertura florestal apresentou menor índice de defaunação. Os grupos funcionais mais afetados pela defaunação incluíram espécies caracterizadas por hábito alimentar perifitívoro, invertívoro e algívoro, hábito não migratório, com fertilização externa e cuidado parental. Embora os reservatórios tenham características diferentes, esse método pode ser testado em qualquer outra bacia hidrográfica. Os resultados sugerem esforços contínuos para preservar a integridade dos tributários e dos peixes nativos nos reservatórios e apontam a importância de manter a cobertura vegetal nativa e programas de estocagem nos reservatórios com maiores valores de defaunação. Nossos dados podem ser utilizados como a primeira base de dados para futuros estudos que utilizem o índice de defaunação.

Ethnopedology in production units at Canto da Ilha de Cima, São Miguel do Gostoso-RN, Brazil / Etnopedologia em unidades de produção canto da ilha de cima, São Miguel do Gostoso, RN, Brasil

Ethnopedological studies in family units tend to contribute to the academy with respect to the importance of knowledge exchange, allowing the understanding on the local reality of a community. The objective of this study was to conduct an ethnopedological study in production units at the Settlement Project Canto da Ilha de Cima ­ RN, Brazil, and to infer on their interrelationships of knowledge. Participatory workshops and transverse walks were carried out and soils were classified by means of Ethnopedology. The soils were classified using etic and emic approaches, respectively: Inceptisol - CAMBISSOLO HÁPLICO Carbonático típico (Terra Boa or Malhada de Boi) (P1); Oxisol - LATOSSOLO AMARELO Eutrófico típico(Terra de Arisco) (P2); Ultisol - ARGISSOLO VERMELHO AMARELO Eutrófico típico (Terra de Arisco Branco Amarelado) (P3); Oxisol - LATOSSOLO AMARELO Eutrófico típico (Terra de Piçarro) (P4); Ultisol - ARGISSOLO AMARELO Eutrófico abrúptico (Terra de Arisco) (P5) and Inceptisol - CAMBISSOLO HÁPLICO Tb Eutrófico típico (Terra Boa or Velha Chica) (P6 and P7). In the emic survey, farmers described as fertile and better for agricultural activities the soils in the following areas: "Terra Boa" or "Malhada do Boi" (P1) and "Velha Chica" or "Terra Boa" (P6 and P7), corroborating the etic classification, based on the parent material. The soils in these areas were classified as Inceptisols(CAMBISSOLOS), which have higher natural fertility.

Estudos etnopedológicos em unidade familiar tendem a contribuir com academia sobre a importância da troca de saberes, proporcionando a compreensão da realidade local de uma comunidade. Objetivou-se a realização de estudo etnopedológico no Projeto de Assentamento Canto da Ilha de Cima ­ RN, em unidades de produção e inferir sobre as suas inter-relações dos conhecimentos. Foram realizadas oficinas participativas e caminhadas transversais e a classificação dos solos por meio da Etnopedologia. Os solos foram classificados de forma eticista e emicista, respectivamente: CAMBISSOLO HÁPLICO Carbonático típico ­ Inceptisol (Terra Boa Malhada de Boi) (P1); LATOSSOLO AMARELO Eutrófico típico ­ Oxisol (Terra de Arisco) (P2); ARGISSOLO VERMELHO AMARELO Eutrófico típico ­ Ultisol (Terra de Arisco Branco Amarelado) (P3); LATOSSOLO AMARELO Eutrófico típico ­ Oxisol (Terra de Piçarro) (P4); ARGISSOLO AMARELO Eutrófico abrúptico ­ Ultisol (Terra de Arisco) (P5) and CAMBISSOLO HÁPLICO Tb Eutrófico típico ­ Inceptisol (Terra Boa Velha Chica) (P6 and P7). Os agricultores denominaram no levantamento emicista como terras férteis e melhores para o desempenho das atividades agrícolas, nas seguintes áreas: Terra Boa ou Malhada do Boi (P1) e as áreas denominadas de Velha Chica ou Terra Boa (P6 e P7), corroborando com a classificação eticista, em função do material de origem, sendo classificadas como CAMBISSOLOS, com maior fertilidade natural.

Cálculo de emissões de CO2 provenientes da mudança do uso da terra para produção de soja no estado do Rio Grande do Sul / Calculation of CO2 emission derived from land-use change from soybean production at Rio Grande do Sul state, Brazil

RESUMO Atualmente um dos impactos ambientais de maior preocupação, as emissões de gases de efeito estufa (GEE) influenciam as tomadas de decisão provenientes tanto do setor privado como do governamental. Nessa preocupação, encontra-se o processo de crescimento da produção de biodiesel de soja que ocorre no Brasil, e no Rio Grande do Sul, um dos principais produtores dessa matéria-prima. Baseado nisso, a quantificação das emissões de GEE da cultura da soja e seus prováveis impactos passam pela realização de um inventário que contemple a aproximação maior para a realidade dessa região. Assim, neste trabalho, as emissões de GEE provenientes da mudança do uso da terra (MUT) para produção de soja foram investigadas considerando dados históricos de 20 anos da produção da cultura no Rio Grande do Sul (entre 1992 e 2013). Nesta pesquisa, verificou-se o crescimento da cultura predominantemente sobre lavouras temporárias, o que repercute em uma quantificação diferente do que é apresentada nos inventários atuais, em que é apresentado um avanço da soja sobre florestas. Neste caso, o trabalho em questão verificou que, conforme metodologia do Painel Intergovernamental sobre Mudança do Clima (IPCC), a MUT ocorreu somente em 15,4% da área em que a soja avançou. Não menos importante, o trabalho sugere discussões futuras para metodologias que contemplem o avanço da soja sobre áreas de várzea, conforme evidenciado neste estudo.

ABSTRACT One of the environmental impacts that presents great concern nowadays, the green-house gases (GHG) emissions affect decision-making from both government and private sector. Within this concern is the soybean biodiesel production growing that takes place in Brazil and Rio Grande do Sul State, this last one of main producers of soybean. Based on this, GHG emissions accounting from soybean cultivation and their potential environmental impacts depend on an inventory performing that presents a reality as close as possible in relation to Rio Grande do Sul State. Thus, this work aimed to trace how the soybean cultivation has developed for 20 years at Rio Grande do Sul State (between 1992 and 2013). During this research, a soybean growing, mainly on temporary croplands, that results in a different accounting in relation to current inventories that show soybean cultivation moving forward on forests areas was found. In this case, it was verified that this work, following The Intergovernmntal Panel on Climate Change (IPCC) methodology, the land use change (LUC) occurred in only 15.4% of the area, where soybean cultivation moved forward for 20 years. Finally, this work suggests future discussion for methodologies that encompass soybean cultivation advanced over wetland areas according to what is pointed out in this study.

Effects of deforestation on headwater stream fish assemblages in the Upper Xingu River Basin, Southeastern Amazonia

The expansion of the Amazonian agricultural frontier represents the most extensive land cover change in the world, detrimentally affecting stream ecosystems which collectively harbor the greatest diversity of freshwater fish on the planet. Our goal was to test the hypotheses that deforestation affects the abundance, richness, and taxonomic structure of headwater stream fish assemblages in the Upper Xingu River Basin, in Southeastern Amazonia. Standardized sampling surveys in replicated first order streams demonstrated that deforestation strongly influences fish assemblage structure. Deforested stream reaches had twice the fish abundance than reference stream reaches in primary forests. These differences in assemblage structure were largely driven by increases in the abundance of a handful of species, as no influence of deforestation on species richness was observed. Stream canopy cover was the strongest predictor of assemblage structure, possibly by a combination of direct and indirect effects on the provision of forest detritus, food resources, channel morphology, and micro-climate regulation. Given the dynamic nature of change in land cover and use in the region, this article is an important contribution to the understanding of the effects of deforestation on Amazonian stream fish, and their conservation.(AU)

A expansão da fronteira agrícola amazônica representa a mais ampla mudança na cobertura e uso da terra no mundo contemporâneo, e ameaça a integridade de ecossistemas de riachos que abrigam a maior diversidade de peixes de água doce do planeta. Nosso objetivo foi testar as hipóteses de que o desmatamento afeta a abundância, a riqueza e a estrutura taxonômica de assembleias de peixes em riachos de cabeceira na bacia do alto rio Xingu, no sudeste da Amazônia. Por meio de amostragens padronizadas realizadas em riachos de primeira ordem, demonstramos que o desmatamento influencia fortemente a estrutura das assembleias de peixes. Riachos em áreas desmatadas tiveram o dobro da abundância de peixes que riachos em áreas florestadas. Essas diferenças na estrutura das assembleias foram em grande parte causadas pelo aumento na abundância de algumas poucas espécies, já que nenhuma influência do desmatamento na riqueza de espécies foi observada. A cobertura de dossel sobre os riachos foi o mais forte preditor da estrutura das assembleias, possivelmente por uma combinação de efeitos diretos e indiretos relacionados à provisão de detritos florestais, recursos alimentares, morfologia dos canais, e regulação micro-climática. Dada a natureza dinâmica da mudança na cobertura e uso da terra na região, este artigo é uma contribuição importante para a compreensão dos efeitos a longo prazo do desmatamento nos peixes de riachos amazônicos e, portanto, para sua conservação.(AU)

Brazilian assessment on biodiversity and ecosystem services: summary for policy makers / Diagnóstico brasileiro sobre biodiversidade e serviços ecossistêmicos: sumário para tomadores de decisão

Abstract: Biodiversity and ecosystems are important elements for addressing national and global socioeconomic and environmental crises, since they provide new development opportunities, for example, as source of job and income creation, and reduction in poverty and socioeconomic inequity. Brazilian biological diversity is also expressed in its immense cultural diversity, with a great variety of knowledge holders. These peoples possess vast knowledge on agrobiodiversity, fishing, fire management, natural medicine, among others of commercial, cultural and spiritual value. The main conclusions of this Summary for Police Makers is that land use changes and climate changes have been - and will continue to be throughout this century - the main drivers that result in the loss of biodiversity and ecosystem services in the country. Political interventions at different levels (from local to national, from public to private) and the enforcement of existing laws (regulatory mechanisms and incentives) are required to cope with the mitigation of the negative impacts of biodiversity and ecosystem services loss. Brazil has already a wide variety of policy instruments and socioenvironmental governance options, as well as global commitments (ODS, Aich Targets, Paris Agreement) related to the objective of a sustainable future. However, inefficient management control or lack of incentive to comply with the rules pose risks to consolidating the path to this future. The country has strong and capable institutions, but infrastructural problems, slow processes, inefficient measurements and judicial, social and ecological conflicts obstruct a proficient performance. There is a lack of communication between science and society which needs to be improved by establishing an effective flow that makes communication inclusive and representative, reaching public and private decision makers. Permanent efforts to integrate Science and policy knowledges are desirable to build confidence between policy makers and researchers.

Resumo: A biodiversidade e os ecossistemas são elementos importantes para enfrentar as crises socioeconômicas e ambientais nacionais e globais, uma vez que proporcionam novas oportunidades de desenvolvimento. Incorporar a biodiversidade na vida cotidiana é uma oportunidade de ouro para promover o uso sustentável da biodiversidade e dos serviços ecossistêmicos. A conservação e a restauração da biodiversidade, dos ecossistemas e de seus serviços associados mostram potencial para um novo desenvolvimento social e econômico, como fonte de geração de emprego e renda, redução da pobreza e da desigualdade socioeconômica. A diversidade biológica brasileira também se expressa em sua imensa diversidade cultural, com uma grande variedade de detentores de conhecimento indígenas e tradicionais. Esses povos possuem vasto conhecimento sobre agrobiodiversidade, pesca, manejo do fogo, medicina natural, entre outros de valor comercial, cultural e espiritual. As principais conclusões deste Sumário para Tomadores de Decisão é que as mudanças no uso da terra e as mudanças climáticas tenham sido - e continuarão sendo ao longo deste século - os principais vetores da perda de biodiversidade e serviços ecossistêmicos no país. Intervenções políticas em diferentes níveis (do local ao nacional, do público ao privado) e a aplicação das leis existentes (mecanismos regulatórios e incentivos) são necessárias para promover a mitigação dos impactos negativos sobre a biodiversidade e a perda de serviços ecossistêmicos. O Brasil já possui uma ampla variedade de instrumentos de política e opções de governança socioambiental, bem como compromissos globais (ODS, Metas de Aichi, Acordo de Paris) relacionados à possibilidade de um futuro sustentável. Entretanto, o controle ineficiente da gestão ou a falta de incentivo para cumprir as regras traz riscos para a consolidação do caminho para esse futuro. O país tem instituições fortes e capazes, mas problemas de infraestrutura, processos lentos, medidas ineficazes e conflitos judiciais, sociais e ecológicos impedem a realização de um desempenho eficiente. Há uma falta de comunicação entre a ciência e a sociedade que precisa ser melhorada por meio do estabelecimento de um fluxo efetivo que torne a comunicação inclusiva e representativa, alcançando os tomadores de decisão públicos e privados. Esforços permanentes para integrar essas duas esferas de conhecimento na sociedade são desejáveis para criar confiança entre os formuladores de políticas e os pesquisadores.

Características edificas y su relación con usos del suelo en Santa Marta, Colombia / Soil characteristics and its relationship with soil uses in Santa Marta, Colombia / Características edáficas e sua relação com usos de solo em Santa Marta, Colombia

RESUMEN El análisis de cambios de uso de la tierra es esencial para comprender la condición actual y prospectar el estado del suelo toda vez que puede generar impactos en las condiciones del mismo, pero estas respuestas no han sido suficientemente caracterizadas en las condiciones de clima seco tropical. Mediante muestreo aleatorio estratificado, se recolectaron muestras de suelo (n=5) a dos profundidades y tres tipos de uso de la tierra (natural, agrícola y zonas verdes) en Santa Marta Colombia, para evaluar los efectos del uso sobre características físicas y químicas del suelo. Los resultados mostraron cambios significativos en el contenido de carbono, nitrógeno total, humedad, temperatura, densidad aparente, porosidad total y CIC. El análisis de componentes principales logró separar las características edáficas por uso donde los mayores contenidos de carbono se asociaron a las zonas verdes, los de porosidad a la zona de bosque y los mayores valores en conductividad, pH y humedad se encontraron en la zona agrícola, demostrando que el uso del suelo influye sobre las características físicas y químicas, por lo que se requiere seguimiento para un manejo sostenible del recurso.

ABSTRACT The analysis of land use change is essential to understand the current condition and prospect the soil state soil whenever it can generate impacts in soil conditions, but these responses are not well characterized under dry tropical climate conditions. Using a stratified random sampling, samples (n = 5) at two soil depths and three types of land use (natural, agricultural and green zones) were collected in Santa Marta, Colombia, to evaluate the land use effects on some physical and chemical soil properties. The results showed significant changes in carbon content, total nitrogen, humidity temperature, bulk density total porosity and CEC. The principal components analysis differed edaphic characteristics by use, where the higher contents carbon was associated to green areas, the porosity to forest area and the highest values in conductivity, pH and humidity were found in the agricultural area, thus, the soil use influences physical and chemical characteristics, so it is necessary to follow up for a sustainable soil management.

RESUMO A análise das mudanças no uso da terra é essencial para entender a condição atual e prospectar o estado do solo sempre que ele pode gerar impactos nas condições da terra, mas essas respostas são mal caracterizadas em condições climáticas tropicais secas. As amostras (n = 5) foram coletadas em duas profundidades do solo e três tipos de uso do solo (natural, agrícola e verde) em Santa Marta, Colombia, para avaliar os efeitos do uso em algumas características físicas e químicas do solo. Os resultados mostraram mudanças significativas no teor de carbono, nitrogênio total, umidade, temperatura, densidade aparente, porosidade total e CTC. A análise dos componentes principais foi capaz de separar as características edáficas pelo uso em que o maior teor de carbono estava associado às áreas verdes, a porosidade na área da floresta e os maiores valores de condutividade, pH e umidade foram encontrados na área agrícola, demonstrando que o uso do solo influencia as características físicas e químicas, razão pela qual o monitoramento é necessário para uma gestão sustentável do recurso.

Fish fauna in forested and rural streams from an ecoregion of high endemism, lower Iguaçu River basin, Brazil / Fauna de peixe em riachos florestados e rurais de uma ecoregião de alto endemismo, bacia do baixo rio Iguaçu, Brasil

Abstract The fish fauna of eight streams with different land uses of their watersheds (forested and rural areas) in the lower Iguaçu River basin was inventoried, in order to evaluate the composition and species richness. The fishes were sampled quarterly from May 2015 to February 2016, using the electrofishing technique. In total, 4,239 individuals were captured, belonging to six orders, 11 families and 26 species. The orders Siluriformes and Characiformes, and the families Characidae and Trichomycteridae were the most specious. Of the total species sampled, 65% were endemic to the Iguaçu River basin, four are not described and four are non-native. As expected to the Iguaçu River basin, the inventoried fauna revealed low richness and high endemism, however was highly nested within the species composition reported for main channel of Iguaçu River and their larger tributaries. The species recorded here corresponded to a subset of 24.5% of the 106 species documented for the basin. The streams presented different faunas, with only two species (Astyanax bifasciatus and Trichomycterus stawiarski) common to both forested and rural streams. In addition, higher species richness was recorded in streams inserted in conservation units. The presence of non-native species was more frequent in rural streams. These results highlight the importance of the preservation of forested areas in the watersheds of lower Iguaçu, which presents a peculiar fish fauna, along with several threats to biodiversity such as habitat loss by intensive agriculture use.

Resumo A fauna de peixes foi inventariada em oito riachos com diferentes usos do entorno (áreas florestadas e rurais) na porção do baixo rio Iguaçu, em ordem para avaliar possíveis diferenças na composição e riqueza de espécies. Os peixes foram amostrados trimestralmente entre maio de 2015 e fevereiro de 2016, por meio da técnica de pesca elétrica. No total foram capturados 4239 indivíduos, pertencentes a seis ordens, 11 famílias e 26 espécies. As ordens Siluriformes e Characiformes foram as mais especiosas, assim como as famílias Characidae e Trichomycteridae. Do total de espécies amostradas, 65% foram endêmicas da bacia do rio Iguaçu, quatro foram não descritas e outras quatro foram não-nativas. Como esperado para a bacia do rio Iguaçu, a fauna inventariada revelou baixa riqueza e elevado endemismo, contudo, foi altamente aninhada dentro da composição de espécies relatada para o canal principal do rio Iguaçu e seus grandes tributários. As espécies aqui registradas corresponderam a um subconjunto de espécies de 24,5% das 106 documentadas para a bacia. Os riachos apresentaram faunas distintas, sendo que apenas duas espécies (Astyanax bifasciatus e Trichomycterus stawiarski) foram comuns a ambos os grupos de riachos florestados e rurais. Além disso, houve maior riqueza de espécies em riachos florestados. A presença de espécies não nativas foi maior em riachos rurais. Esses resultados ressaltam a importância da preservação de áreas florestadas nas bacias do baixo rio Iguaçu, as quais apresentam uma fauna de peixes peculiar, com várias ameaças para a biodiversidade tais como a perda de habitat por intensivo uso do solo pela agricultura.

Spatial variability of aggregates and organic carbon under three different uses of indian black earth in southern Amazonas / Variabilidade espacial de agregados e carbono orgânico sob três diferentes usos de terra preta de índio no sul do Amazonas

Indian Black Earths (IBEs) are distributed throughout the Amazon. They are characterized by their high chemical fertility and agricultural potential. IBEs have high organic carbon, favouring the improvement of soil structure. This work aimed to evaluate the aggregates and organic carbon (OC) spatial variability in different IBEs in southern Amazonas. We evaluated the organic carbon spatial variability, mean weight diameter (MWD), soil bulk density (b) and aggregate classes under three uses of soil: pasture, cocoa, and coffee. We collected 528 soil samples in a point grid according to its use at two depths: 0.0-0.05 m and 0.10-0.20 m. Results were subjected to variance, descriptive, and geostatistical analyses. We concluded that the soil use influenced the IBEs physical attributes soil behavior, concentrating the higher values of CO, aggregates > 2.00 mm, and MWD at 0.0-0.05 m in relation to b and aggregates < 2.00 mm where the higher values were the ones at 0.10-0.20 m. Aggregates < 2.00 mm (0.10-0.20 m) and OC (0.0-0.05 m) did not show spatial dependence, while the class of aggregates > 2.00 mm was the only attribute which represented to be a natural characteristic of the soil, with a strong spatial dependence, independently the land use and depth. There was no spatial relationship between the attributes studied and the geomorphic diversity.

As Terras Pretas de Índio (TPIs) encontram-se distribuídas por toda a Amazônia. Elas são caracterizadas pela alta fertilidade química e potencial agrícola. As TPIs possuem alto carbono orgânico, favorecendo a melhoria da estrutura do solo. Este trabalho teve como objetivo avaliar a variabilidade espacial dos agregados e do carbono orgânico (CO) em diferentes usos de TPIs no sul do Amazonas. Foi avaliado a variabilidade espacial do carbono orgânico, diâmetro médio ponderado (DMP), densidade do solo (b) e as classes de agregados sob três usos do solo: pastagem, cacau e café. Nas áreas estudas construiu-se um grid regular de pontos, de acordo com o uso do solo e nas profundidades, 0-0,05 m e 0,10-0,20 m, totalizando 528 amostras de solo. Os resultados foram submetidos à análise de variância, descritiva e geoestatística. O uso do solo influenciou o comportamento dos atributos físicos das TPIs, concentrando os valores mais altos de CO, agregados > 2.00 mm e DMP na profundidade 0,0-0.05 m em relação a b e agregados <2.00 mm, que assumiram valores mais altos na profundidade 0,10-0,20 m. Agregados < 2,00 mm (0,10-0,20 m) e CO (0,0-0,05 m) não apresentaram dependência espacial, enquanto a classe de agregados > 2,00 mm foi o único atributo que representou uma característica natural do solo, com forte dependência espacial, independentemente do uso e profundidade do solo. Não houve relação espacial entre os atributos estudados e a diversidade geomórfica.

Phosphorus transfer at a small catchment in southeastern Brazil: distributed modelling in different land use scenarios / Transferência de fósforo em uma bacia hidrográfica no sudeste brasileiro: modelagem distribuída em diferentes cenários de uso do solo

ABSTRACT Identifying and ranking nutrient loss risk areas are important steps towards integrated catchment management. This study aimed to apply the P index model at the Posses catchment, south of the state of Minas Gerais, Brazil. We applied the P index for the current land use at the Posses catchment and for two hypothetical scenarios: scenario 1, in which P fertilizer was applied to all land uses, except for native forests; and scenario 2, which considered the use of P fertilizer as in scenario 1, and that the Environmental Protection Areas referring to the riparian forests and springs were totally restored. Considering current land use, almost the whole catchment area (91.4%) displayed a low P loss risk. The highest P index was associated to croplands and eucalyptus plantations. Regarding scenario 1, areas under pasture fell into the low (15.1%), medium (45.5%), high (27.1%) and very high (12.3%) P index categories. Environmental Protection Areas on scenario 2 decreased the P loss risk from the scenario 1 in 37.6%. Hence, the model outputs indicate that the reforestation of buffer zones can decrease P loss risk in the case increasing use of P fertilizer. The P index model is a potential support tool to promote judicious use of fertilizers and conservation practices at the Posses catchment.

RESUMO Identificar e classificar áreas quanto ao risco de perda de nutrientes são passos importantes para o manejo integrado de bacia hidrográfica. O objetivo deste estudo foi aplicar o modelo Índice P na bacia hidrográfica das Posses, Extrema-MG. O Índice P foi empregado sobre as condições atuais de uso da terra na bacia hidrográfica das Posses e na simulação de dois cenários: cenário 1, o fertilizante P foi aplicado para todos os usos, exceto para florestas nativas e, cenário 2, além do fertilizante P ser aplicado da mesma forma que no cenário 1, considerou-se que as Áreas de Proteção Ambiental referentes as matas ciliares e nascentes fossem totalmente restituídas. Considerando o uso atual, quase toda a bacia hidrográfica (91,4%) apresentou baixo risco de perda de P. O maior Índice de P foi associado a lavouras e plantações de eucalipto. No cenário 1, as pastagem apresentaram Índice P baixo (15,1%), médio (45,5%), alto (27,1%) e muito alto (12,3%). No cenário 2, as Áreas de Proteção Ambiental promoveram uma redução de 37,6% no risco de perda de P do cenário 1. Dessa forma, os resultados do modelo indicam que o reflorestamento de matas ciliares pode reduzir o risco de perdas de P no caso do aumento do uso de fertilizantes. O Índice P é uma potencial ferramenta para promoção do uso criterioso de fertilizantes e de práticas conservacionistas na bacia hidrográfica das Posses.

Reconstructing historical forest cover change in the Lower Amazon floodplains using the LandTrendr algorithm / Reconstrução histórica de mudanças na cobertura florestal em várzeas do Baixo Amazonas utilizando o algoritmo LandTrendr

The Amazon várzeas are an important component of the Amazon biome, but anthropic and climatic impacts have been leading to forest loss and interruption of essential ecosystem functions and services. The objectives of this study were to evaluate the capability of the Landsat-based Detection of Trends in Disturbance and Recovery (LandTrendr) algorithm to characterize changes in várzea forest cover in the Lower Amazon, and to analyze the potential of spectral and temporal attributes to classify forest loss as either natural or anthropogenic. We used a time series of 37 Landsat TM and ETM+ images acquired between 1984 and 2009. We used the LandTrendr algorithm to detect forest cover change and the attributes of "start year", "magnitude", and "duration" of the changes, as well as "NDVI at the end of series". Detection was restricted to areas identified as having forest cover at the start and/or end of the time series. We used the Support Vector Machine (SVM) algorithm to classify the extracted attributes, differentiating between anthropogenic and natural forest loss. Detection reliability was consistently high for change events along the Amazon River channel, but variable for changes within the floodplain. Spectral-temporal trajectories faithfully represented the nature of changes in floodplain forest cover, corroborating field observations. We estimated anthropogenic forest losses to be larger (1.071 ha) than natural losses (884 ha), with a global classification accuracy of 94%. We conclude that the LandTrendr algorithm is a reliable tool for studies of forest dynamics throughout the floodplain.

As várzeas amazônicas são um importante componente do bioma Amazônico, mas impactos antrópicos e climáticos têm levado à perda florestal e à interrupção de processos e serviços ecossistêmicos. O presente estudo teve como objetivos avaliar a aplicabilidade do algoritmo Landsat-based Detection of Trends in Disturbance and Recovery (LandTrendr) na detecção de mudanças na cobertura florestal de várzea no Baixo Amazonas, e analisar o potencial de atributos espectrais e temporais na classificação das perdas florestais em antrópicas ou naturais. Utilizamos uma série temporal de 37 imagens Landsat TM e ETM+, adquiridas entre 1984 e 2009. Aplicamos o algoritmo LandTrendr para detectar mudanças na cobertura florestal e extrair os atributos de "duração", "magnitude" e "ano de início" das mudanças, além de "NDVI ao final da série". A detecção se restringiu a áreas identificadas como cobertura florestal no início e/ou final da série. Os atributos derivados da série temporal foram classificados pelo algoritmo Support Vector Machine (SVM), diferenciando as perdas florestais antrópicas e naturais. A confiabilidade da detecção dos eventos de mudança foi consistentemente alta ao longo do rio Amazonas, e mais variável no interior da várzea. As trajetórias espectrais-temporais representaram fielmente os eventos de mudança na cobertura florestal, com base em averiguações em campo. A perda da cobertura florestal por causas antrópicas foi maior (1.071 ha) do que por causas naturais (884 ha), com exatidão global de classificação de 94%. Concluímos que o algoritmo LandTrendr é uma ferramenta confiável para aplicação em estudos de dinâmica da cobertura florestal de várzea.

Landscape structure in the Pirapó, Paranapanema 3 and 4 Hydrographic Unit, in the state of Paraná, Brazil / Estrutura da paisagem na Unidade Hidrográfica Pirapó, Paranapanema 3 e 4, no estado do Paraná, Brasil

The aim of this study is to characterize the Pirapó, Paranapanema 3 and 4 Hydrographic Unit, emphasizing its physical attributes and processes of use and occupation, responsible for the structure of the current landscape and the state of its water resources. The recognition of the landscape’s spatial structure in the hydrographic unit and its drainage basins was obtained by integrated analysis of the main elements that compose it: geology, landforms (hypsometric and slope), soils, climate and land use. Analysis revealed that within each drainage basin several variations in the spatial structure of the landscape occur which produce an internal compartmentalization. Each compartment is defined by its own geo-ecological structure, physiognomic standards and dynamics, reflected in its potentialities and vulnerabilities and in the conditions of water resources in the wake of occupation and use over time.

Resumo O objetivo deste trabalho é caracterizar a Unidade Hidrográfica do Pirapó, Paranapanema 3 e 4, ressaltando os seus atributos físicos e os processos de uso e ocupação, responsáveis pela estrutura da paisagem atual e pelo estado dos seus recursos hídricos. O reconhecimento da estrutura espacial da paisagem na unidade hidrográfica e nas suas bacias foi obtido por meio da análise integrada dos principais elementos que a compõe: geologia, relevo, solos, clima e uso da terra. A análise mostrou que no interior de cada bacia hidrográfica ocorrem variações na estrutura espacial da paisagem que produzem uma compartimentação interna. Cada compartimento se define por uma estrutura geoecológica, padrões fisionômicos e dinâmicos próprios o que se reflete nas suas potencialidades e vulnerabilidades e nas condições dos seus recursos hídricos, em face das formas de ocupação e uso ao longo do tempo.

Landscape structure in the Pirapó, Paranapanema 3 and 4 Hydrographic Unit, in the state of Paraná, Brazil

The aim of this study is to characterize the Pirapó, Paranapanema 3 and 4 Hydrographic Unit, emphasizing its physical attributes and processes of use and occupation, responsible for the structure of the current landscape and the state of its water resources. The recognition of the landscapes spatial structure in the hydrographic unit and its drainage basins was obtained by integrated analysis of the main elements that compose it: geology, landforms (hypsometric and slope), soils, climate and land use. Analysis revealed that within each drainage basin several variations in the spatial structure of the landscape occur which produce an internal compartmentalization. Each compartment is defined by its own geo-ecological structure, physiognomic standards and dynamics, reflected in its potentialities and vulnerabilities and in the conditions of water resources in the wake of occupation and use over time.

Resumo O objetivo deste trabalho é caracterizar a Unidade Hidrográfica do Pirapó, Paranapanema 3 e 4, ressaltando os seus atributos físicos e os processos de uso e ocupação, responsáveis pela estrutura da paisagem atual e pelo estado dos seus recursos hídricos. O reconhecimento da estrutura espacial da paisagem na unidade hidrográfica e nas suas bacias foi obtido por meio da análise integrada dos principais elementos que a compõe: geologia, relevo, solos, clima e uso da terra. A análise mostrou que no interior de cada bacia hidrográfica ocorrem variações na estrutura espacial da paisagem que produzem uma compartimentação interna. Cada compartimento se define por uma estrutura geoecológica, padrões fisionômicos e dinâmicos próprios o que se reflete nas suas potencialidades e vulnerabilidades e nas condições dos seus recursos hídricos, em face das formas de ocupação e uso ao longo do tempo.

Mudanças no uso da terra decorrentes da expansão da cultura da cana-de-açúcar na região oeste do estado de São Paulo / Land use change from the sugar cane expansion in the western region of São Paulo state, Brazil

A demanda por alternativas energéticas tem aumentando a produção mundial de biocombustíveis e, consequentemente, o cultivo das culturas agrícolas. No Brasil, o lançamento dos veículos bicombustíveis propiciou a retomada da importância da produção de etanol e, consequentemente, numa nova fase de expansão do cultivo de cana-de-açúcar. Diversas questões relacionadas à sustentabilidade da produção de biocombustíveis têm sido discutidas na literatura, tais como o efeito na produção de alimentos e na segurança alimentar, o impacto ambiental da mudança do uso da terra e os efeitos sociais no campo. Este trabalho pretende analisar as mudanças no uso da terra na região Oeste Paulista, provocadas pela expansão do cultivo da cana-de-açúcar. Na última década (2003 a 2012), a região Oeste Paulista representou mais da metade da expansão dessa cultura no estado de São Paulo, maior estado produtor brasileiro. O método utilizado foi o Modelo Shift-Share, que, por meio da decomposição da variação das áreas, possibilitou calcular os efeitos escala e substituição das principais atividades em análise. Este trabalho revela que a expansão da cultura da cana-de-açúcar na região estudada ocorreu predominantemente pela substituição de áreas de pastagem e, consequentemente, da atividade pecuária.

The demand for energy alternatives to oil are increasing global biofuel production and, consequently, the biofuel crops cultivation. In Brazil, the emergence of flex-fuel vehicles resumed the importance of ethanol production, resulting in a new phase of Brazilian sugar cane crop expansion. Several issues related to the sustainability of biofuel production have been discussed in the literature, such as the effect on food production and food security, the environmental impact of land use change and social effects in the field. This study aims to analyze the land use change in the Oeste Paulista region, caused by the expansion of sugar cane cultivation. Between 2003 and 2012, the Oeste Paulista region represented more than half of the expansion of this crop in São Paulo state, the largest producer in Brazil. This paper used the Shift-Share model to decompose the agricultural areas variation and to calculate the replacement of the main activities analyzed. The results revealed that, in the analyzed region, the expansion of sugar cane area has occurred predominantly by replacing pasture and, consequently, by cattle activity.

Árvore de decisão e a densidade mínima de amostras no mapeamento da cobertura da terra / Decision tree and minimum sample density in land cover mapping

A cobertura da terra é uma informação espacial de extrema relevância para uma série de modelos, sendo utilizada para estimar a produção de sedimentos e para mensurar a potencialidade da paisagem em sequestrar carbono. A classificação da cobertura da terra pelo método de classificação supervisionado necessita de áreas de treino, já que essas áreas devem ser representativas para cada classe de cobertura da terra. Para o algoritmo de classificação por árvore de decisão (AD), a complexidade da AD resulta em diferentes valores de acurácias para os mapas temáticos. Desse modo, o objetivo deste estudo foi determinar a densidade mínima de amostras em um modelo por AD, a fim de discriminar as classes de cobertura da terra e avaliar o tamanho da AD gerada quanto ao seu número de folhas. Além disso, preocupou-se em identificar as classes da cobertura da terra de mais difícil classificação. Nesse contexto, foram utilizadas bandas da imagem do satélite RESOURCESAT-1 e índices espectrais. A densidade mínima de amostras variou entre 0,15 e 0,30% da área total para cada classe. Esse intervalo de amostragem possibilitou resultados melhores que 80% para o índice kappa. O menor agrupamento entre observações em uma mesma folha terminal foi de 45, e as classes mais difíceis de classificar foram floresta e lavoura de arroz, devido à semelhança espectral que as florestas sombreadas possuem com as lavouras de arroz irrigadas.

Land cover is a spatial information of great relevance for a variety of models for estimating sediment yield and to measure the potential of the landscape carbon sequestration. The classification of land cover by the supervised method requires training areas, these areas must be representative of each class of land cover. For the classification decision tree (DT) algorithm, the complexity of DT, results in different values of accuracies for thematic maps. Thus, the objective of this study was to estimate the minimum sample density in a DT model which would allow to discriminate land cover classes, evaluate the size of the generated DT model, as well as, identify the more difficult land cover class to be mapped. Satellite images from RESOURCESAT-1as well as spectral indices were used in the study. The minimum sample density varied between 0.15 and 0.30% of the total area for each class, this sampling interval allowed better results than 80% for kappa index. The smallest grouping of observations in the same terminal leaf was 45 observations. In this study the most difficult land use classes to be mapped were forest and rice crops due to spectral similarity of shaded forests with irrigated rice crops.

Dinâmica do uso e cobertura da terra no sudeste de Roraima utilizando técnicas de detecção de mudanças / Land use and land cover dynamics in the southeastern Roraima using change detection techniques

Territory occupation and consolidation in the Amazon region have some specific characteristics related to the dynamics of land use and land cover conversions, which can be analyzed using orbital remote sensing images. The aim of this study was to evaluate change detection products generated by change vector analysis (AVM) and image subtraction techniques derived from linear spectral mixing modeling (MLME), applied to Thematic Mapper/Landsat optical images, to study land use and land cover conversions occurring in agricultural settlement areas in the southeastern region of Roraima, Brazil. We analyzed change images derived from application of AVM (magnitude, alpha and beta) and subtraction of fraction images (soil, vegetation and shade), for their ability to identify and discriminate the existing conversions. An extensive field work was used as a guide to define the classes. Exploratory analyses of class behaviors were made and two supervised algorithms for image classification - Bhattacharyya and Support Vector Machine - were tested. By grouping (clumping classes), we sought to optimize conversion identification in the classification products. The results indicated better Bhattacharyya region classifier performance of conversion discrimination. The use of MLME fractions difference images as input into the classifier resulted a very good or excellent classification quality, which was better in comparison with products using AVM images, either in isolation or in conjunction with MLME difference images.

A ocupação e consolidação do território na Amazônia apresentam diferentes características relacionadas à dinâmica das conversões de uso e cobertura da terra, que podem ser analisadas utilizando imagens orbitais de sensoriamento remoto. O objetivo do presente trabalho foi avaliar os produtos de detecção de mudanças gerados por análise de vetor de mudança (AVM) e subtração de imagens, a partir de imagens-fração derivadas das imagens ópticas TM/Landsat, para o estudo das conversões de uso e cobertura da terra presentes em área de colonização agrícola na região sudeste de Roraima. Analisaram-se as imagens de mudança provenientes da aplicação do AVM (magnitude, alfa e beta) e da subtração das imagens-fração (solo, sombra e vegetação) quanto à sua capacidade de identificar e discriminar as conversões existentes, de acordo com levantamento de campo. Foram testados dois algoritmos de classificação de imagens do tipo supervisionado, Bhattacharyya e Support Vector Machine. Foram feitos agrupamentos para otimizar a identificação das conversões nas classificações testadas. Houve melhor desempenho do classificador por regiões Bhattacharyya na discriminação das conversões. A utilização das imagens-diferença das frações como informação de entrada para o classificador apresentou qualidade de classificação muito boa ou excelente, sendo superior às classificações utilizando os produtos AVM, isoladamente ou em conjunto com as imagens-diferença.

Potencialidades e limitações de uso de latossolos e cambissolos, sob sistema conservacionista em lavouras cafeeiras / Use potential and limitations of latosols and cambisols under a conservation coffee plantation system

A cafeicultura da região fisiográfica do Alto São Francisco (MG) vem se expandindo e demandando estudos de solos, a fim de selecionar aqueles mais aptos. Este trabalho foi realizado com os objetivos de avaliar o potencial de uso e quantificar atributos de solos cultivados com cafeeiro manejado com sistema intensivo de cultivo considerado conservacionista. Foram estudadas seis glebas de terras, nas quais foram feitas a descrição morfológica e a classificação pedológica, além do estudo de atributos físicos e químicos dos solos, e a classificação das terras segundo sua capacidade de uso. Os solos estudados foram classificados como CXbd latossólico, LVd e CXbd. O Cambissolo latossólico e os Latossolos foram enquadrados, no sistema de capacidade de uso, como pertencentes à classe IIIc-1,s-5 e os Cambissolos, pertencentes à classe VIe-1,s-1-3,c-1. O cultivo de café sob o sistema conservacionista promoveu melhorias em atributos químicos e físicos dos solos estudados e maior desenvolvimento do sistema radicular da cultura, além de redução do déficit hídrico, o que proporcionou aumento da produtividade. Os resultados confirmam uma maior potencialidade real de uso dos solos, propiciada pelo sistema conservacionista, em comparação àquele recomendado pelo sistema de capacidade de uso.

The Physiographic Area of the Upper San Francisco river valley (MG) has been expanding its coffee culture, demanding soil studies with the objective of selecting those more capable to rationalize their use and management. This work had as an objective, to evaluate the use potential and to quantify characteristics of soils cultivated with coffee plants managed under the system considered conservationist. We studied six tracts of land in which the morphological description and the pedological classification were conducted, besides the study of the soil physical and chemical characteristics, and classification of the lands according to their use capacity. The studied soils were classified as latossolic dystrophic Tb Haplic Cambisol (CXbd), dystrophic Red Latosol (LVd) and dystrophic Tb Haplic Cambisol (CXbd). The latossolic CXbd (Inceptisol) and LVd (Oxisol) were framed in the use capacity system as belonging to the class IIIc-1,s-5 and CXbd belonging to the class VIe-1,s-1-3,c-1. The cultivation of coffee under the conservationist system promoted improvements in chemical and physical characteristics of the studied soils, further supported by field measurements that revealed higher development of the culture root system and reduction of the water deficit, besides a productivity increase. The results point to a higher use potential of the soils under conservationist system in comparison with that recommended by the use capacity system.

Impactos do avanço da soja no balanço de radiação no leste da Amazônia / Impacts of soybean expansion on radiation balance in eastern Amazon

The deforestation of the Amazon, especially for pasture use, has been explored by several researchers who have pointed out as a consequence, serious environmental problems. The continuous expansion of agriculture on areas of cattle ranching in the Amazon, as well as on native areas, must be seen with caution since few studies have been conducted in order to investigate which probable environmental impacts can be generated due to the presence of soybean monoculture in the region. This study evaluates the local impacts of the replacement of forest by soybean (Glycine max (L.) Merrill) on radiation balance components in an area that represents the agricultural border advancement in Amazonia. A micrometeorological experiment was installed in an area of soybean cultivation in Paragominas-PA and data from forest ecosystems were collected in Caxiuanã forests located in Melgaço-PA both during 2006 and 2007. During the soybean growing season the mean impact found in net radiation represented a reduction of 17.9% of the value commonly observed in the forest. During the off-season the impact on net radiation was 15.5%. Principal mechanisms that control these impacts were associated with the high soybean albedo and high loss of long wave radiation. Although the greatest impact occurs during the crop growing season, the time of occurrence of this negative effect is restricted to only 1/3 of the year, which leads to a higher impact of the off-season on energy balance in cumulative terms.

O desmatamento da Amazônia, em especial para o uso da pecuária, tem sido explorado por diversos pesquisadores, os quais têm apontado como conseqüência, sérios problemas ambientais. O contínuo avanço da fronteira agrícola sobre as áreas de pecuária na Amazônia, e mesmo sobre áreas nativas, merece atenção pelo fato de poucos estudos terem sido realizados com o intuito de investigar quais os prováveis impactos ambientais da presença da monocultura da soja na região. Este trabalho teve como objetivo avaliar os impactos nos componentes do balanço de radiação devido à nova mudança no uso da terra em uma área de avanço da fronteira agrícola no leste da Amazônia. Realizaram-se experimentos micrometeorológicos no município de Paragominas-PA em uma área de cultivo de soja (Glycine max (L.) Merrill) e em uma área do ecossistema florestal localizada na Floresta Nacional de Caxiuanã em Melgaço-PA nos anos de 2006 e 2007. Durante o ciclo da soja o impacto médio encontrado representou uma redução 17,9% no saldo de radiação em relação ao ecossistema de floresta natural. Durante a entressafra observou-se um impacto negativo no saldo de radiação de 15,5%. Os principais forçantes deste impacto foram o maior albedo da soja e a perda de radiação de onda longa em relação à cobertura original. Ressalta-se que apesar do maior impacto ocorrer durante o ciclo da cultura, o tempo de ocorrência deste impacto negativo restringe-se a apenas 1/3 do ano, o que, implica em maior impacto da entressafra no saldo de energia em termos cumulativos.

Potential impacts of climate change on biogeochemical functioning of Cerrado ecosystems

The Cerrado Domain comprises one of the most diverse savannas in the world and is undergoing a rapid loss of habitats due to changes in fire regimes and intense conversion of native areas to agriculture. We reviewed data on the biogeochemical functioning of Cerrado ecosystems and evaluated the potential impacts of regional climate changes. Variation in temperature extremes and in total amount of rainfall and altitude throughout the Cerrado determines marked differences in the composition of species. Cerrado ecosystems are controlled by interactions between water and nutrient availability. In general, nutrient cycles (N, P and base cations) are very conservative, while litter, microbial and plant biomass are important stocks. In terms of C cycling, root systems and especially the soil organic matter are the most important stocks. Typical cerrado ecosystems function as C sinks on an annual basis, although they work as source of C to the atmosphere close to the end of the dry season. Fire is an important factor altering stocks and fluxes of C and nutrients. Predicted changes in temperature, amount and distribution of precipitation vary according to Cerrado sub-regions with more marked changes in the northeastern part of the domain. Higher temperatures, decreases in rainfall with increase in length of the dry season could shift net ecosystem exchanges from C sink to source of C and might intensify burning, reducing nutrient stocks. Interactions between the heterogeneity in the composition and abundance of biological communities throughout the Cerrado Domain and current and future changes in land use make it difficult to project the impacts of future climate scenarios at different temporal and spatial scales and new modeling approaches are needed.

O Domínio Cerrado é composto por uma das savanas mais diversas do mundo e está passando por uma rápida perda de habitats devido às mudanças nos regimes de fogo e intensa conversão de áreas nativas para a agricultura. Os dados sobre o funcionamento biogeoquímico do Cerrado foram revisados, avaliando-se os potenciais impactos das mudanças climáticas regionais. As variações na temperatura, na precipitação e altitude ao longo do Cerrado determinam diferenças marcantes na composição das espécies. Os ecossistemas de Cerrado são controlados por interações entre a água e a disponibilidade de nutrientes. Em geral, a ciclagem de nutrientes (N, P e cátions) são muito conservadores, enquanto a serapilheira, a biomassa microbiana e vegetal são importantes compartimentos de estoque. Em termos de ciclagem de C, o sistema radicular e, especialmente, a matéria orgânica do solo são os estoques mais importantes. Em bases anuais, o ecossistema de cerrado típico funciona como sumidouros de C embora o opere como fonte de C para a atmosfera ao final da estação seca. O fogo é um fator importante alterando os estoques e fluxos de C e nutrientes. As previsões de mudanças na temperatura, quantidade e distribuição da precipitação variam de acordo com as sub-regiões do Cerrado, com mudanças mais acentuadas na parte nordeste do domínio. As temperaturas mais elevadas, diminuição da precipitação com o aumento da duração da estação seca, podem deslocar as trocas líquida do ecossistema de dreno para a fonte de C e podem intensificar as queimadas, reduzindo os estoques de nutrientes. As interações entre a heterogeneidade na composição e abundância das comunidades biológicas ao longo do Domínio Cerrado com as mudanças atuais e futuras do uso da terra tornam difícil a projeção dos impactos dos cenários climáticos futuros em diferentes escalas temporais e espaciais e novas abordagens de modelagem são necessárias.

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.

O principal objetivo deste estudo é realizar um balanço do nitrogênio em toda a Região Amazônica Brasileira. As principais entradas de nitrogênio na região foram a fixação biológica do nitrogênio que ocorre nas florestas tropicais (7,7 Tg.ano-1) e a fixação biológica do nitrogênio em terras agrícolas, que ocorre principalmente devido à existência de grandes áreas de cultivo de soja, uma importante cultura de fixação de nitrogênio (1,68 Tg.ano-1). A entrada em razão do uso de fertilizantes nitrogenados (0,48 Tg.ano-1) ainda é incipiente em comparação com aquelas duas outras entradas mencionadas. Os maiores fluxos de saída foram o fluxo fluvial, que foi igual a 2,80 Tg.ano-1, e a exportação relacionada aos gêneros alimentícios, principalmente a transferência de soja e carne para outras regiões do País. O contínuo crescimento populacional e as elevadas taxas de urbanização podem representar novas ameaças sobre o ciclo do nitrogênio da região por meio da queima de combustíveis fósseis e do despejo de esgoto doméstico nos rios e córregos da região.