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Título : Implicações do desmatamento e uso do solo na recuperação da biomassa lenhosa acima do solo em ambiente savânico - mais de duas décadas de monitoramento
Autor : Queiroz, Roberta Franco Pereira de
Orientador(es):: Rezende, Alba Valéria
Coorientador(es):: Oliveira, Marcus Vinício Neves d’
Assunto:: Serviços ecossistêmicos
Cerrado - florística - Distrito Federal
Regeneração natural - cerrado
Sensoriamento remoto
Fecha de publicación : 26-jun-2024
Citación : QUEIROZ, Roberta Franco Pereira de. Implicações do desmatamento e uso do solo na recuperação da biomassa lenhosa acima do solo em ambiente savânico - mais de duas décadas de monitoramento. 2023. 122 f., il. Tese (Doutorado em Ciências Florestais) — Universidade de Brasília, Brasília, 2023.
Resumen : O Cerrado é a maior savana das Américas e a mais biodiversa do mundo. No entanto, o bioma está no centro da expansão antrópica brasileira e 52% da área já antropizada do Cerrado é utilizada para pastagem. Atualmente, a conservação do bioma depende da conservação de remanescentes nativos e da restauração em larga escala. A taxa com que a vegetação savânica do Cerrado se recupera após usos agropecuários, como essas taxas variam, e qual a sua capacidade de fornecer serviços ecossistêmicos equivalentes à vegetação preservada ainda são informações incertas e inconsistentes. Além disso, o aprimoramento de técnicas e ferramentas que otimizem estimativas e obtenção de variáveis de interesse na vegetação savânica do Cerrado é essencial para um melhor monitoramento e manejo das áreas remanescentes ou em restauração. Dessa forma, este trabalho buscou avaliar a resiliência do estrato lenhoso arbóreo-arbustivo de um cerrado sensu stricto antropizado que está em regeneração natural a mais de três décadas, comparando-o a um ecossistema de referência. A pesquisa avaliou as mudanças florísticas e estruturais das áreas de estudo (Capítulo 1), a dinâmica de indivíduos e dos estoques em área basal e carbono da vegetação (Capítulo 2), e modelou o estoque de biomassa lenhosa em sítios de cerrado sensu stricto, utilizando imagens capturadas com Aeronave Remotamente Pilotada e técnica de fotogrametria de imagens (Capítulo 3). No Capítulo 1 e 2, as áreas de pesquisa inserem-se na Estação Ecológica de Águas Emendadas (ESECAE) no Distrito Federal. O cerrado antropizado tem histórico de uso com pastagem para bovinocultura (1976-1980) e cultura de soja (1980-1987). Em 1988 a área foi integrada à ESECAE, e sua recuperação está ocorrendo via regeneração natural desde então. Nesse sítio antropizado, 10 parcelas permanentes (20 x 50 m) foram instaladas para monitoramento do retorno da vegetação, e utilizamos nesta pesquisa dados de inventários florestais realizados nos anos 1998, 2000, 2002, 2004, 2007 e 2021. Ainda na ESECAE, utilizamos um cerrado preservado e sem histórico de uso antrópico como ecossistema de referência. Neste sítio, utilizamos dados de inventários florestais de 10 parcelas permanentes (20 x 50m), mensuradas nos anos de 2008, 2011 e 2021. Para o Capítulo 3, uma terceira área de estudo foi adicionada, a Fazenda Água Limpa (FAL), também no Distrito Federal. Na FAL, estudamos 18 parcelas (20 x 50m) de cerrado sensu stricto submetido a diferentes tratos silviculturais. O Capítulo 1 demonstrou que o cerrado preservado da ESECAE tem cerca de 12 vezes mais área basal, 10 vezes mais indivíduos por hectare, e um estoque de carbono 17 vezes maior que o cerrado antropizado. Esse sítio antropizado está em lento e prolongado processo de sucessão, e formou uma comunidade diferente em florística e estrutura em relação ao ecossistema de referência. O Capítulo 2 demonstrou que o cerrado preservado está em equilíbrio dinâmico, e conseguiu absorver distúrbios ocasionais ocorridos entre os anos de monitoramento, com flutuações na densidade de indivíduos, mas mantendo seu crescimento. O cerrado antropizado, por outro lado, apresentou oscilações temporais nas taxas de mortalidade e recrutamento, e uma intensa rotatividade de indivíduos. Após mais de três décadas de regeneração natural, a vegetação lenhosa nativa do cerrado antropizado da ESECAE demonstrou ser persistente, porém com baixa resiliência e baixo potencial de regeneração natural. O Capítulo 3 utilizou métricas derivadas de nuvens de pontos, construídas por fotogrametria de imagens, obtidas por um sensor passivo a bordo de uma Aeronave Remotamente Pilotada (ARP), para gerar um modelo de estimativa do estoque de biomassa acima do solo para o estrato lenhoso. O modelo matemático gerado é composto de métricas referentes à altura na posição do 10° percentil, e à altura na posição do 95° percentil, com R² ajustado de 0,93, e erro padrão da média de 16%. A partir do modelo foram gerados mapas de distribuição da biomassa, otimizando a visualização e compreensão da distribuição espacial dos estoques de biomassa aérea na vegetação lenhosa das áreas de estudo. Nossa pesquisa reiterou que atividades agropecuárias são extremamente agressivas aos ecossistemas savânicos, condenando-os a frequentes distúrbios, perda da resiliência da vegetação e formação de novas comunidades, que provavelmente não mais se assemelharão aos ecossistemas de referência. Além disso, nosso trabalho também demonstrou o potencial de plataformas de baixo custo para a estimativa dos estoques acima do solo, permitindo iniciar uma nova fase no acompanhamento contínuo das áreas de estudo.
Abstract: Cerrado is the largest savannah in the America continent and the most biodiverse in the world. However, the biome is at the center of Brazilian anthropic expansion and 52% of the already anthropic area of the Cerrado is used for pasture. Currently, conservation of the biome depends on the conservation of native remnants and large-scale restoration. The rate at which Cerrado savanna vegetation recovers after agricultural uses, how these rates vary, and what is its capacity to provide ecosystem services equivalent to preserved vegetation are still uncertain and inconsistent information. In addition, the improvement of techniques and tools that optimize estimates and obtain variables of interest in the savannah vegetation of the Cerrado is essential for better monitoring and management of the remaining areas or those undergoing restoration. This work aimed to evaluate the resilience of the shrubby-woody stratum of an anthropogenic cerrado sensu stricto that has been regenerating for more than three decades, and compare it to a reference ecosystem. The research evaluated the floristic and structural changes in the study areas (Chapter 1), the dynamics of individuals and vegetation stocks (Chapter 2), and modeled the aboveground biomass stock in cerrado sensu stricto sites, using images captured with Remotely Piloted Aircraft (RPA) and photogrammetric imaging (Chapter 3). In Chapters 1 and 2, the study sites are part of the Ecological Station of Águas Emendadas (ESECAE) in the Federal District. The anthropized cerrado has a history of use as pasture for cattle (1976-1980) and soy cultivation (1980-1987). In 1988 the area was integrated into ESECAE and has been under regeneration ever since. In this anthropized site, 10 permanent plots (20 x 50 m) were installed to monitor the return of vegetation, and in this study we used data from forest inventories carried out in the years 1998, 2000, 2002, 2004, 2007 and 2021. We used a preserved cerrado site with no history of anthropogenic use as a reference ecosystem. In this site, we used forest inventory data from 10 permanent plots (20 x 50m), measured in the years 2008, 2011 and 2021. For Chapter 3, a third study area was added, inserted in Fazenda Água Limpa (FAL), also in the Federal District. At FAL, we sampled 18 plots (20 x 50m) of cerrado sensu stricto submitted to different silvicultural treatments. Chapter 1 demonstrated that the preserved cerrado has about 12 times more basal area, 10 times more individuals per hectare, and a carbon stock 17 times greater than the anthropized cerrado. This anthropized site is in a slow and prolonged process of succession and formed a different community in terms of floristics and structure in relation to the reference ecosystem. Chapter 2 demonstrated that the preserved cerrado is in dynamic equilibrium and managed to absorb occasional disturbances that occurred between the years of monitoring, with fluctuations in the density of individuals, but maintaining its productivity. The anthropized cerrado, on the other hand, showed temporal oscillations in mortality and recruitment rates, and an intense individuals turnover. After more than three decades of natural regeneration, the native woody vegetation of the anthropized cerrado of ESECAE proved to be persistent, but with low resilience (low potential for natural regeneration). Chapter 3 used metrics derived from point clouds, constructed by photogrammetric imaging, obtained by a passive sensor on board a RPA, to generate an estimation model of the aboveground biomass stock for the woody stratum. The generated mathematical model is composed of metrics referring to height at the 10th percentile position, and height at the 95th percentile position, with an adjusted R² of 0.93, and a mean standard error of 16%. Biomass distribution maps were generated from the model, optimizing the visualization and understanding of the spatial distribution of aboveground biomass stocks in the woody vegetation in the study areas. Our research reiterated that agricultural activities are extremely aggressive to savannah ecosystems, condemning them to frequent disturbances, loss of vegetation resilience and formation of new communities, which will probably no longer resemble the reference ecosystems. In addition, our work also demonstrated the potential of low-cost platforms for estimating above-ground stocks, allowing us to start a new phase in the continuous monitoring of the study areas.
metadata.dc.description.unidade: Faculdade de Tecnologia (FT)
Departamento de Engenharia Florestal (FT EFL)
Descripción : Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais, 2023.
metadata.dc.description.ppg: Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais
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Agência financiadora: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Aparece en las colecciones: Teses, dissertações e produtos pós-doutorado

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