Assessing the role of protected areas in the land-use change dynamics of a biodiversity hotspot.

Although protected areas (PAs) are designed to safeguard natural ecosystems from anthropic modifications, many PAs worldwide are subjected to numerous human-induced impacts. We evaluated whether the establishment of PAs in the Upper Paraná River floodplain region could reduce anthropic landscape changes and whether there is a difference in protection when using different PA restriction categories. We analyzed the overall landscape dynamics using 30 years of land-use time series data and evaluated the change intensity via a partial land-use intensity analysis. Despite the increasing landscape anthropization, the PAs seemed to relieve the general change process, protecting natural areas mainly from agricultural expansion. Concerning the degree of use restriction, more restricted protection led to less human-induced changes. Finally, accessing PA effectiveness is a multidisciplinary challenge for researchers; however, this knowledge is crucial to avoid misunderstandings or poorly crafted public policies or decisions that may harm the environment.

Spatial indicator of priority areas for the implementation of agroforestry systems: An optimization strategy for agricultural landscapes restoration.

The ecological functions restoration in agricultural areas is a major challenge on a landscape scale. In the specific case of active restoration through Agroforestry Systems (AFS), the absence of a specific direction hinders ecological restoration processes, especially in regions that prefer intensive agriculture. Thus, this study aims to develop a Spatial Indicator of Priority Areas to guide Agroforestry Systems implementation in agricultural landscapes. A spatial multicriteria decision analysis (MDCA) was carried out based on environmental factors: soil, geology and slope (which determine the natural vulnerability of the land) and anthropogenic factors: land use and land cover, forest fragments, potential land use capacity and legal protected areas in rural properties (which reflects human pressure and land use suitability). Subsequently, four priority levels were classified for agroforestry interventions: (1) Low priority; (2) Average priority; (3) High priority; (4) Extreme priority. A final map was made to identify priority areas for landscape recovery in 9 cities located at the mouth of the Mogi Guaçu River Hydrographic Basin, State of São Paulo, Brazil. Considering the natural vulnerability of the land and the multifunctional aspects of the landscape, the scenarios projection allowed a consensus for forest conservation and agricultural suitability perspectives. A final combination of the explored aspects culminated in the spatial indicator, which model foresees 22,300 ha available for urgent actions for restoration, reforestation and sustainable exploitation through agroforestry systems. We emphasize the challenges in reconciling the socioeconomic and ecological functions in the agroecosystem, however, the metric provides a more inclusive and assertive management strategy for natural resources and advances towards the goal of reforestation and implementation of payment for environmental services (PES) schemes.

Effect of watershed land use on water quality: a case study in Córrego da Olaria Basin, São Paulo State, Brazil / Efeito do uso do solo em sub-bacias na qualidade da água: um estudo de caso na Bacia do Córrego da Olaria, Estado de São Paulo, Brasil

Abstract The water quality is related to the hydrologic and limnologic properties of ground and surface water, and significant efforts have been made to monitor water sources to understand the effects of land use changes in agricultural areas, with significant socioeconomic activities. The objective of this study was to evaluate the qualitative aspects of surface water in subbasins related to land use. Samples were analyzed in terms of physical and chemical parameters on monthly discrete water quality sampling in four representative sites at first order subbasin streams, located at the Polo Regional Centro Norte, Pindorama County, State of São Paulo, Brazil. The land use classification was made by visual detection technique in a multispectral satellite data obtained from LandSat8- spectral bands of the OLI sensor. The watershed was classified into major land cover/use classes and overlay maps generated in ArcGIS 10 indicated a significant shift from natural vegetation to agriculture activities. Water quality monitoring was according to the brazilian protocol and the results were submitted to analysis of variance (ANOVA). The values obtained differ significantly at each sampling point - subbasins, reflecting the effects of land use on water quality. Soil conservation management is important to optimize soil use in order to contribute to the control of water pollution and the formulation of a public policy is necessary for the conservation of water and soil resources.

Resumo A qualidade da água está relacionada com as propriedades hidrológicas e limnológicas das águas subterrâneas e superficiais, e esforços significativos devem ser realizados para monitorar as nascentes no intuito de compreender os efeitos das mudanças no uso da terra em áreas agrícolas, com atividades socioeconômicas significativas. O objetivo deste estudo foi avaliar os aspectos qualitativos das águas superficiais de bacias hidrográficas e correlacionar com o uso do solo. As amostras foram analisadas em termos dos parâmetros físicos e químicos na amostragem mensal discreta da qualidade da água, em quatro locais representativos de nascentes em microbacias de primeira ordem, localizadas no Polo Regional Centro Norte, Pindorama, Estado de São Paulo, Brasil. A classificação do uso do solo foi feita por técnica de detecção visual em uma imagem multiespectral de satélite LandSat8- bandas espectrais, sensor OLI. O uso do solo foi classificado nas principais classes de uso e os mapas de sobreposição gerados no ArcGIS 10 indicaram uma mudança significativa da vegetação natural para as atividades agrícolas. O monitoramento da qualidade da água foi realizado de acordo com o protocolo brasileiro e os resultados foram submetidos à análise de variância (ANOVA). Os valores obtidos diferem significativamente em cada ponto de amostragem, refletindo os efeitos do uso do solo sobre a qualidade da água. A gestão do solo e da água é importante para aperfeiçoar as práticas agrícolas, no intuito de contribuir para o controle da poluição da água e para a formulação de uma política pública necessária para a conservação dos recursos hídricos e do solo.

Effect of watershed land use on water quality: a case study in Córrego da Olaria Basin, São Paulo State, Brazil / Efeito do uso do solo em sub-bacias na qualidade da água: um estudo de caso na Bacia do Córrego da Olaria, Estado de São Paulo, Brasil

The water quality is related to the hydrologic and limnologic properties of ground and surface water, and significant efforts have been made to monitor water sources to understand the effects of land use changes in agricultural areas, with significant socioeconomic activities. The objective of this study was to evaluate the qualitative aspects of surface water in subbasins related to land use. Samples were analyzed in terms of physical and chemical parameters on monthly discrete water quality sampling in four representative sites at first order subbasin streams, located at the Polo Regional Centro Norte, Pindorama County, State of São Paulo, Brazil. The land use classification was made by visual detection technique in a multispectral satellite data obtained from LandSat8- spectral bands of the OLI sensor. The watershed was classified into major land cover/use classes and overlay maps generated in ArcGIS 10 indicated a significant shift from natural vegetation to agriculture activities. Water quality monitoring was according to the brazilian protocol and the results were submitted to analysis of variance (ANOVA). The values obtained differ significantly at each sampling point - subbasins, reflecting the effects of land use on water quality. Soil conservation management is important to optimize soil use in order to contribute to the control of water pollution and the formulation of a public policy is necessary for the conservation of water and soil resources.(AU)

A qualidade da água está relacionada com as propriedades hidrológicas e limnológicas das águas subterrâneas e superficiais, e esforços significativos devem ser realizados para monitorar as nascentes no intuito de compreender os efeitos das mudanças no uso da terra em áreas agrícolas, com atividades socioeconômicas significativas. O objetivo deste estudo foi avaliar os aspectos qualitativos das águas superficiais de bacias hidrográficas e correlacionar com o uso do solo. As amostras foram analisadas em termos dos parâmetros físicos e químicos na amostragem mensal discreta da qualidade da água, em quatro locais representativos de nascentes em microbacias de primeira ordem, localizadas no Polo Regional Centro Norte, Pindorama, Estado de São Paulo, Brasil. A classificação do uso do solo foi feita por técnica de detecção visual em uma imagem multiespectral de satélite LandSat8- bandas espectrais, sensor OLI. O uso do solo foi classificado nas principais classes de uso e os mapas de sobreposição gerados no ArcGIS 10 indicaram uma mudança significativa da vegetação natural para as atividades agrícolas. O monitoramento da qualidade da água foi realizado de acordo com o protocolo brasileiro e os resultados foram submetidos à análise de variância (ANOVA). Os valores obtidos diferem significativamente em cada ponto de amostragem, refletindo os efeitos do uso do solo sobre a qualidade da água. A gestão do solo e da água é importante para aperfeiçoar as práticas agrícolas, no intuito de contribuir para o controle da poluição da água e para a formulação de uma política pública necessária para a conservação dos recursos hídricos e do solo.(AU)

Effect of watershed land use on water quality: a case study in Córrego da Olaria Basin, São Paulo State, Brazil

Abstract The water quality is related to the hydrologic and limnologic properties of ground and surface water, and significant efforts have been made to monitor water sources to understand the effects of land use changes in agricultural areas, with significant socioeconomic activities. The objective of this study was to evaluate the qualitative aspects of surface water in subbasins related to land use. Samples were analyzed in terms of physical and chemical parameters on monthly discrete water quality sampling in four representative sites at first order subbasin streams, located at the Polo Regional Centro Norte, Pindorama County, State of São Paulo, Brazil. The land use classification was made by visual detection technique in a multispectral satellite data obtained from LandSat8- spectral bands of the OLI sensor. The watershed was classified into major land cover/use classes and overlay maps generated in ArcGIS 10 indicated a significant shift from natural vegetation to agriculture activities. Water quality monitoring was according to the brazilian protocol and the results were submitted to analysis of variance (ANOVA). The values obtained differ significantly at each sampling point - subbasins, reflecting the effects of land use on water quality. Soil conservation management is important to optimize soil use in order to contribute to the control of water pollution and the formulation of a public policy is necessary for the conservation of water and soil resources.

Resumo A qualidade da água está relacionada com as propriedades hidrológicas e limnológicas das águas subterrâneas e superficiais, e esforços significativos devem ser realizados para monitorar as nascentes no intuito de compreender os efeitos das mudanças no uso da terra em áreas agrícolas, com atividades socioeconômicas significativas. O objetivo deste estudo foi avaliar os aspectos qualitativos das águas superficiais de bacias hidrográficas e correlacionar com o uso do solo. As amostras foram analisadas em termos dos parâmetros físicos e químicos na amostragem mensal discreta da qualidade da água, em quatro locais representativos de nascentes em microbacias de primeira ordem, localizadas no Polo Regional Centro Norte, Pindorama, Estado de São Paulo, Brasil. A classificação do uso do solo foi feita por técnica de detecção visual em uma imagem multiespectral de satélite LandSat8- bandas espectrais, sensor OLI. O uso do solo foi classificado nas principais classes de uso e os mapas de sobreposição gerados no ArcGIS 10 indicaram uma mudança significativa da vegetação natural para as atividades agrícolas. O monitoramento da qualidade da água foi realizado de acordo com o protocolo brasileiro e os resultados foram submetidos à análise de variância (ANOVA). Os valores obtidos diferem significativamente em cada ponto de amostragem, refletindo os efeitos do uso do solo sobre a qualidade da água. A gestão do solo e da água é importante para aperfeiçoar as práticas agrícolas, no intuito de contribuir para o controle da poluição da água e para a formulação de uma política pública necessária para a conservação dos recursos hídricos e do solo.

Effect of watershed land use on water quality: a case study in Córrego da Olaria Basin, São Paulo State, Brazil

Abstract The water quality is related to the hydrologic and limnologic properties of ground and surface water, and significant efforts have been made to monitor water sources to understand the effects of land use changes in agricultural areas, with significant socioeconomic activities. The objective of this study was to evaluate the qualitative aspects of surface water in subbasins related to land use. Samples were analyzed in terms of physical and chemical parameters on monthly discrete water quality sampling in four representative sites at first order subbasin streams, located at the Polo Regional Centro Norte, Pindorama County, State of São Paulo, Brazil. The land use classification was made by visual detection technique in a multispectral satellite data obtained from LandSat8- spectral bands of the OLI sensor. The watershed was classified into major land cover/use classes and overlay maps generated in ArcGIS 10 indicated a significant shift from natural vegetation to agriculture activities. Water quality monitoring was according to the brazilian protocol and the results were submitted to analysis of variance (ANOVA). The values obtained differ significantly at each sampling point - subbasins, reflecting the effects of land use on water quality. Soil conservation management is important to optimize soil use in order to contribute to the control of water pollution and the formulation of a public policy is necessary for the conservation of water and soil resources.

Resumo A qualidade da água está relacionada com as propriedades hidrológicas e limnológicas das águas subterrâneas e superficiais, e esforços significativos devem ser realizados para monitorar as nascentes no intuito de compreender os efeitos das mudanças no uso da terra em áreas agrícolas, com atividades socioeconômicas significativas. O objetivo deste estudo foi avaliar os aspectos qualitativos das águas superficiais de bacias hidrográficas e correlacionar com o uso do solo. As amostras foram analisadas em termos dos parâmetros físicos e químicos na amostragem mensal discreta da qualidade da água, em quatro locais representativos de nascentes em microbacias de primeira ordem, localizadas no Polo Regional Centro Norte, Pindorama, Estado de São Paulo, Brasil. A classificação do uso do solo foi feita por técnica de detecção visual em uma imagem multiespectral de satélite LandSat8- bandas espectrais, sensor OLI. O uso do solo foi classificado nas principais classes de uso e os mapas de sobreposição gerados no ArcGIS 10 indicaram uma mudança significativa da vegetação natural para as atividades agrícolas. O monitoramento da qualidade da água foi realizado de acordo com o protocolo brasileiro e os resultados foram submetidos à análise de variância (ANOVA). Os valores obtidos diferem significativamente em cada ponto de amostragem, refletindo os efeitos do uso do solo sobre a qualidade da água. A gestão do solo e da água é importante para aperfeiçoar as práticas agrícolas, no intuito de contribuir para o controle da poluição da água e para a formulação de uma política pública necessária para a conservação dos recursos hídricos e do solo.

Bigger is better: Improved nature conservation and economic returns from landscape-level mitigation.

Impact mitigation is a primary mechanism on which countries rely to reduce environmental externalities and balance development with conservation. Mitigation policies are transitioning from traditional project-by-project planning to landscape-level planning. Although this larger-scale approach is expected to provide greater conservation benefits at the lowest cost, empirical justification is still scarce. Using commercial sugarcane expansion in the Brazilian Cerrado as a case study, we apply economic and biophysical steady-state models to quantify the benefits of the Brazilian Forest Code (FC) under landscape- and property-level planning. We find that FC compliance imposes small costs to business but can generate significant long-term benefits to nature: supporting 32 (±37) additional species (largely habitat specialists), storing 593,000 to 2,280,000 additional tons of carbon worth $69 million to $265 million ($ pertains to U.S. dollars), and marginally improving surface water quality. Relative to property-level compliance, we find that landscape-level compliance reduces total business costs by $19 million to $35 million per 6-year sugarcane growing cycle while often supporting more species and storing more carbon. Our results demonstrate that landscape-level mitigation provides cost-effective conservation and can be used to promote sustainable development.