Uso da terra, funcionamento ecossistêmico e degradação na Caatinga : o papel do clima e fatores socioeconômicos
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Tese |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/46086 |
Resumo: | Globalmente, ecossistemas terrestres são ameaçados por duas principais forças resultantes de atividades humanas: mudança do uso e cobertura do solo e mudanças climáticas. Juntos, esses fatores agem sobre diversos níveis biológicos, do tamanho da população de espécies, estrutura e composição de comunidades à biodiversidade. Consequentemente, esse cenário tem impactado o funcionamento ecossistêmico e provisão de serviços ecossistêmicos, com consequente aumento da vulnerabilidade biológica e diminuição do bem-estar humano. Isso é especialmente verdadeiro em drylands em regiões em desenvolvimento, com grandes populaçõesrurais altamente dependentes dosrecursos naturais e do regime de chuva e, portanto, vulneráveis socioeconomicamente. Em diversas dessas regiões, repetidos ciclos de uso agrícola, sem uso de tecnologias, associado à extração de recursos dos remanescentes de vegetação, tem levado a degradação ecossistêmica e mudanças para estágios alternativos (sendo o extremo a desertificação). Nesse contexto, esse trabalho visa explorar como que a dinâmica de uso e cobertura do solo e a produtividade primária são afetados tanto por variáveis ambientais como por variáveis socioeconômicas em florestas secas. Assim, com uso de ferramentas de Sistema de Informação Geográfica e tomando as florestas secas do semiárido brasileiro (Caatinga) como modelo, objetivamos entender (1) quais os principais drivers de uso e cobertura do solo e suas contribuições para produtividade primária do ecossistema e; (2) quais as tendências espaço-temporais da produtividade da Caatinga e quais as contribuições de clima e perturbação humana para a dinâmica da vegetação (i.e., perda ou aumento de produtividade) nos últimos ca. 20 anos. Os resultados sugerem que (1) o uso da terra ainda é fortemente associado às variáveis ambientais, em especial climáticas, que representam áreas de maior aptidão agrícola, enquanto variáveis socioeconômicas são menos importantes; (2) áreas de pasto compõem significativa área da Caatinga, mas a produtividade é menor nesses ambientes do que em Caatinga tipo savânica e floresta, que apresentaram menor proporção, mas maior produtividade por área; (3) de 2001 a 2019, ca. 25% a Caatinga apresentou padrão de perda de produtividade que indica degradação, mas esse efeito é potencializado pela seca iniciada em 2012 e ocorre em maior intensidade e abrangência em regiões específicas (e.g., sudeste da Caatinga); (4) a produtividade é principalmente influenciada pela disponibilidade de água (i.e., chuva acumulada de 3 meses) em grande parte do ecossistema; e (5) existe um padrão espacial que indica significativa área da dinâmica da produtividade primária da Caatinga não sendo explicada pela chuva; mas nossos proxies de perturbação antrópica se correlacionam com variação da produtividade em menos de 10% da região. Em síntese, assim como é o caso em outras drylands, fatores climáticos parecem ser drivers mais fortes da dinâmica da vegetação, sendo a aptidão agrícola um fator decisivo. No entanto, o papel de fatores socioeconômicos e atividades agrícolas é espacialmente relevante. Outros fatores não analisados, como culturais, podem ser peça importante para entendermos o futuro do uso do solo. Por fim, os cenários previstos de mudanças climáticas e aumento de pecuária intensiva na região aumentam a necessidade de aplicação de tecnologias agrícolas adaptadas ao semiárido. |
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SANTOS, Davi Jamellihttp://lattes.cnpq.br/1955897865106552http://lattes.cnpq.br/3749494329725967TABARELLI, Marcelo2022-08-31T15:37:29Z2022-08-31T15:37:29Z2021-07-23SANTOS, Davi Jamelli. Uso da terra, funcionamento ecossistêmico e degradação na Caatinga: o papel do clima e fatores socioeconômicos. 2021. Tese (Doutorado em Biologia Vegetal) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2021.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/46086Globalmente, ecossistemas terrestres são ameaçados por duas principais forças resultantes de atividades humanas: mudança do uso e cobertura do solo e mudanças climáticas. Juntos, esses fatores agem sobre diversos níveis biológicos, do tamanho da população de espécies, estrutura e composição de comunidades à biodiversidade. Consequentemente, esse cenário tem impactado o funcionamento ecossistêmico e provisão de serviços ecossistêmicos, com consequente aumento da vulnerabilidade biológica e diminuição do bem-estar humano. Isso é especialmente verdadeiro em drylands em regiões em desenvolvimento, com grandes populaçõesrurais altamente dependentes dosrecursos naturais e do regime de chuva e, portanto, vulneráveis socioeconomicamente. Em diversas dessas regiões, repetidos ciclos de uso agrícola, sem uso de tecnologias, associado à extração de recursos dos remanescentes de vegetação, tem levado a degradação ecossistêmica e mudanças para estágios alternativos (sendo o extremo a desertificação). Nesse contexto, esse trabalho visa explorar como que a dinâmica de uso e cobertura do solo e a produtividade primária são afetados tanto por variáveis ambientais como por variáveis socioeconômicas em florestas secas. Assim, com uso de ferramentas de Sistema de Informação Geográfica e tomando as florestas secas do semiárido brasileiro (Caatinga) como modelo, objetivamos entender (1) quais os principais drivers de uso e cobertura do solo e suas contribuições para produtividade primária do ecossistema e; (2) quais as tendências espaço-temporais da produtividade da Caatinga e quais as contribuições de clima e perturbação humana para a dinâmica da vegetação (i.e., perda ou aumento de produtividade) nos últimos ca. 20 anos. Os resultados sugerem que (1) o uso da terra ainda é fortemente associado às variáveis ambientais, em especial climáticas, que representam áreas de maior aptidão agrícola, enquanto variáveis socioeconômicas são menos importantes; (2) áreas de pasto compõem significativa área da Caatinga, mas a produtividade é menor nesses ambientes do que em Caatinga tipo savânica e floresta, que apresentaram menor proporção, mas maior produtividade por área; (3) de 2001 a 2019, ca. 25% a Caatinga apresentou padrão de perda de produtividade que indica degradação, mas esse efeito é potencializado pela seca iniciada em 2012 e ocorre em maior intensidade e abrangência em regiões específicas (e.g., sudeste da Caatinga); (4) a produtividade é principalmente influenciada pela disponibilidade de água (i.e., chuva acumulada de 3 meses) em grande parte do ecossistema; e (5) existe um padrão espacial que indica significativa área da dinâmica da produtividade primária da Caatinga não sendo explicada pela chuva; mas nossos proxies de perturbação antrópica se correlacionam com variação da produtividade em menos de 10% da região. Em síntese, assim como é o caso em outras drylands, fatores climáticos parecem ser drivers mais fortes da dinâmica da vegetação, sendo a aptidão agrícola um fator decisivo. No entanto, o papel de fatores socioeconômicos e atividades agrícolas é espacialmente relevante. Outros fatores não analisados, como culturais, podem ser peça importante para entendermos o futuro do uso do solo. Por fim, os cenários previstos de mudanças climáticas e aumento de pecuária intensiva na região aumentam a necessidade de aplicação de tecnologias agrícolas adaptadas ao semiárido.FACEPECAPESGlobally, terrestrial ecosystems are threatened by two main forces resulting from human activities: land use and land cover change and climate change. Together, these factors act on several biological levels, from species population size, community structure and composition, to biodiversity. Consequently, this scenario has impacted ecosystem functioning and provision of ecosystem services, with a consequent increase in biological vulnerability and a decrease in human well-being. This is especially true in drylands in developing regions, with large rural populations highly dependent on natural resources and rainfall and, therefore, socioeconomically vulnerable. In several of these regions, repeated agricultural cycles, without proper technologies, associated with the extraction of resources from the remnants of vegetation, have led to degradation of the ecosystem and emerging alternative stages (the extreme being the desertification). In this context, this study aims to understand how land use and land cover and primary productivity dynamics are affected both by environmental and by socioeconomic variables in dry forests. Thus, using Geographic Information System tools and taking dry forests in the Brazilian semiarid region (Caatinga) as a model, we aim to understand (1) which are the main drivers of land use and land cover and their contributions to the primary productivity of the ecosystem and; (2) what are the spatio-temporal trends in Caatinga productivity and what are the contributions of climate and human disturbance to the vegetation dynamics (i.e., loss or increase in productivity) in the last ca. 20 years. The results suggest that (1) land use is still strongly associated with environmental variables, especially climatic ones, which represent areas of greater agricultural aptitude, while socioeconomic variables are less important drivers; (2) pasturelands represent a significant area of the Caatinga, but productivity is lower in these environments than in the savanna-like and forest inside Caatinga, which had a lower proportion, but higher productivity per area; (3) from 2001 to 2019, ca. 25% the Caatinga showed a pattern of productivity loss that indicates degradation, but this effect is enhanced by the drought that started in 2012 and occurs in greater intensity and coverage in specific regions (e.g., southeast of the Caatinga); (4) productivity is mainly influenced by water availability (i.e., accumulated rainfall of 3 months) in a large part of the ecosystem; and (5) there is a spatial pattern that indicates a significant area of the Caatinga primary productivity dynamics not explained by rainfall; but our anthropic disturbance proxies correlate with productivity variation in only less than 10% of the region. In summary, as in other drylands, climatic factors seem to be stronger drivers of vegetation dynamics, with agricultural suitability being a decisive factor. However, the role of socioeconomic factors and agricultural activities is spatially relevant. Other factors not analyzed, such as cultural constraints, can play an important role in understanding the future of land use. Finally, the predicted climate change scenarios and the increase in intensive livestock farming in the region increase the need to apply agricultural technologies adapted to the semiarid region.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Biologia VegetalUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCaatingaEcologia florestalMudanças ClimáticasUso da terra, funcionamento ecossistêmico e degradação na Caatinga : o papel do clima e fatores socioeconômicosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALTESE Davi Jamelli Santos.pdfTESE Davi Jamelli Santos.pdfapplication/pdf4278049https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/46086/1/TESE%20Davi%20Jamelli%20Santos.pdf1a128b0329d4ef77fcff6f43ef6feffbMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/46086/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82142https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/46086/3/license.txt6928b9260b07fb2755249a5ca9903395MD53TEXTTESE Davi Jamelli Santos.pdf.txtTESE Davi Jamelli Santos.pdf.txtExtracted texttext/plain244216https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/46086/4/TESE%20Davi%20Jamelli%20Santos.pdf.txt9a6d843e2153529374c9e9563be053ccMD54THUMBNAILTESE Davi Jamelli Santos.pdf.jpgTESE Davi Jamelli Santos.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1165https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/46086/5/TESE%20Davi%20Jamelli%20Santos.pdf.jpg4a5e753c541c7e1eed39bed1a1c50914MD55123456789/460862022-09-01 02:27:19.645oai:repositorio.ufpe.br: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ório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpe.br/oai/requestattena@ufpe.bropendoar:22212022-09-01T05:27:19Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)false |
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