Orientador: Enrique Ortega Rodriguez

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos

Resumo: Os sistemas de produção agrícola ocupam extensas áreas inseridas em bacias hidrográficas as quais, por sua vez, têm sua sustentabilidade afetada pela interferência de tais sistemas em seus ciclos biogeoquímicos. Apesar da importância do suprimento de energia e alimentos para a sociedade,...

Resumo: Os sistemas de produção agrícola ocupam extensas áreas inseridas em bacias hidrográficas as quais, por sua vez, têm sua sustentabilidade afetada pela interferência de tais sistemas em seus ciclos biogeoquímicos. Apesar da importância do suprimento de energia e alimentos para a sociedade, outros bens e serviços são também fundamentais para o seu bem-estar. É o caso da água, que é um fator de produção para a indústria e agricultura, e também essencial para a manutenção dos domicílios e do comércio em áreas urbanas. Neste contexto, o presente trabalho pretende estudar de que maneira sistemas produtores de energia e alimentos afetam aqueles produtores de água na bacia do Taquarizinho. Este estudo construiu um modelo determinístico para simular e realizar a valoração dos fluxos hidrológicos em áreas ocupadas por agricultura, pastagens e mata nativa. O foco da pesquisa foi a comparação, ao longo do tempo, do valor monetário dos fluxos gerados por diferentes tipos de uso da terra (USD ha-1ano-1) para diferentes cenários de ocupação da bacia: Cerrado, sistema agroflorestal (SAF), agricultura convencional, agricultura de plantio direto, pastagem com manejo e pastagem sem manejo. A metodologia empregada utiliza o conceito de emergia para a valoração de serviços ambientais (e de áreas agrícolas), a qual atribui valor aos mesmos em equivalentes de dólar baseando-se na relação entre a energia dos inputs e o fluxo de massa de água para cada uma das entradas geradas pelo mesmo sistema. Além disto, vinculou-se o modelo hidrológico aos principais processos de sequestro e emissão de carbono na bacia, a fim de entender como o ciclo do carbono é afetado pelo ciclo hidrológico e quais os valores monetários relacionados a tais fluxos biogeoquímicos vinculados à captura de carbono na biomassa, na liteira e no solo. Os resultados do modelo denominado hidro-carbono revelam que há uma hierarquia em relação à prestação de serviços hidrológicos e do carbono, a qual é relacionada aos seguintes cenários, de maneira decrescente: Cerrado, sistema agroflorestal, pastagem com manejo, agricultura de plantio direto, pastagem sem manejo e agricultura convencional. Entende-se que os resultados monetários obtidos podem ser úteis para dar suporte aos mecanismos de compensação à proteção de sistemas produtores de água e carbono em bacias hidrográficas

Abstract: Agricultural production systems occupy large areas in river basins whose sustainability is affected by human interference on its biogeochemical cycles. Although food and energy production are important to human well-being, other goods and services are also fundamental to society. Water,...

Abstract: Agricultural production systems occupy large areas in river basins whose sustainability is affected by human interference on its biogeochemical cycles. Although food and energy production are important to human well-being, other goods and services are also fundamental to society. Water, for instance, is a production factor for industrial and agricultural sectors, and is also essential to household consumption placed in rural and urban areas. Thus, this research project studied how food and energy production systems affect the ecosystem services of water production and net carbon sequestration in Taquarizinho watershed. In order to do so, a deterministic model was used to simulate hydrological and carbon flows in areas occupied by agricultural activities, pastures and native vegetation. The model compares values of water and carbon-related ecosystem services (USD ha-1yr-1) over time under different land-use scenarios in Taquarizinho watershed: native savanna, agroforestry, conventional cropping system, no-tillage cropping system, degraded pastures and improved pasture management. The methodology used is in accordance to the emergy concept which makes possible ecosystem services valuation based on the ratio of energy inputs and mass outputs leaving the river basin. In the model, we coupled hydrological and carbon processes in order to understand how carbon cycle is affected by changes in land-use and hydrological processes. Results shown that there is an hierarchy related to water and carbon services provision, which is related to the following scenarios, in descending order: native savanna, agroforestry, improved pasture management, no-tillage cropping system, degraded pasture, and conventional cropping system. The results in this thesis may be useful to support public policy oriented to compensation mechanisms aimed at enhancing water and carbon-related ecosystem services at river basin level