@PhDThesis{DallaNora:2014:MoInGl,
author = "Dalla Nora, El{\'o}i Lennon",
title = "Modeling the interplay between global and regional drivers on
amazon deforestation",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2014",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2014-04-02",
keywords = "Amazon deforestation, Land use modelling, future scenario,
desmatamento na Amaz{\^o}nia, modelagem de uso da Terra,
cen{\'a}rios futuros.",
abstract = "Tropical deforestation is historically one of the largest drivers
of biodiversity loss and carbon emissions globally. The growing
demand for food, fiber and biofuels along with market's
globalization is expected to add further pressure on tropical
deforestation in the coming decades. In this sense, a number of
models have been proposed to explore future deforestation trends,
particularly in the Amazon. However, none of these models
plausibly captured the general trajectory of land cover change
that has been observed in this region. This thesis provides
evidence that previous modeling approaches were not able to
consistently represent the forces that shape land use dynamics in
the Amazon. In general they are restricted by either global or
regional drives of land cover change. Therefore, an alternative
modeling approach should be taken to explore cross-scale
interactions such as the world demand for resources and land use
regulations. The main objective of this thesis is to explore an
innovative modeling approach for the Amazon which allows
simulating how the global demand for agricultural commodities and
different regional land use policies could affect future
deforestation trends inside and outside the Brazilian Amazon,
paying special attention to leakage effects over the Cerrado. A
global economic model was taken to integrate supply and demand
factors at both global and regional scales. Then a spatially
explicit land-use model is used to explore future patterns of land
cover change over the Brazilian Amazon and Cerrado biome. Leakage
effects are simulated in two different ways, regarding land demand
and land allocation. In the first case, leakage effects are
determined by changes on the relative land rents of different land
use types mediated by changes on regional land use policies. In
the second case, leakage effects are simulated based on Spatial
Lag technique for land demand allocation which accounts for the
spatial dependence of the deforestation. Based on this approach
six contrasting multi-scale scenarios are explored focusing on
deforestation rates and spatial pattern analysis for both Amazon
and Cerrado. Our results revealed that Amazon conservation might
not be the end of deforestation in Brazil once it can lead 43\%
increase over the Cerrado cleared area up to 2050. Massive land
cover changes would be expected throughout the Cerrado biome,
especially on the Midwest region and over the emerging
agricultural frontier of MATOPIBA (acronym formed by the first
letters of the Maranh{\~a}o, Tocantins, Piau{\'{\i}} and Bahia
Brazilian states). Biofuels targets compliance can further press
land cover changes over this region revealing that productivity
gains will be decisive for both Amazon and Cerrado conservation.
In summary, biodiversity conservation and emissions reduction in
Brazil will depend on broader land use policies and land use
efficiency. Otherwise, managing a transition towards a more
sustainable land use can become utopian. RESUMO: O desmatamento
nos tr{\'o}picos {\'e} historicamente uma das maiores causas da
perda de biodiversidade e emiss{\~o}es de carbono em
n{\'{\i}}vel mundial. A crescente demanda por alimentos, fibras
e biocombust{\'{\i}}veis, juntamente com a
globaliza{\c{c}}{\~a}o dos mercados, deve pressionar ainda mais
o desmatamento nos tr{\'o}picos durante as pr{\'o}ximas
d{\'e}cadas. Neste sentido, uma s{\'e}rie de modelos tem sido
proposta para explorar tend{\^e}ncias futuras de desmatamento,
especialmente na Amaz{\^o}nia. Entretanto, nenhum destes modelos
conseguiu capturar de forma plaus{\'{\i}}vel a trajet{\'o}ria
geral de mudan{\c{c}}a da cobertura da terra observada nesta
regi{\~a}o durante a {\'u}ltima d{\'e}cada. Esta tese fornece
evid{\^e}ncias de que as abordagens de modelagem anteriores
n{\~a}o foram capazes de representar de forma consistente as
for{\c{c}}as que moldam a din{\^a}mica de uso da terra na
Amaz{\^o}nia. Em geral, estas abordagens s{\~a}o limitadas ou
por fatores determinantes globais ou fatores regionais de
mudan{\c{c}}a. Neste caso, uma abordagem de modelagem alternativa
deveria ser adotada para explorar intera{\c{c}}{\~o}es entre
escalas como a demanda mundial por recursos e as
regulamenta{\c{c}}{\~o}es de uso da terra. Assim, o objetivo
geral deste trabalho {\'e} explorar uma abordagem de modelagem de
uso da terra inovadora para a Amaz{\^o}nia, que permita simular
como a demanda mundial por commodities agr{\'{\i}}colas e
diferentes pol{\'{\i}}ticas regionais de uso da terra podem
afetar as tend{\^e}ncias futuras de desmatamento dentro e fora da
Amaz{\^o}nia, com especial aten{\c{c}}{\~a}o para os efeitos de
deslocamento de demanda sobre o Cerrado. Um modelo econ{\^o}mico
global foi adotado para integrar fatores de oferta e demanda em
escala global e regional. Ent{\~a}o, um modelo de uso da terra
espacialmente expl{\'{\i}}cito {\'e} utilizado para explorar
padr{\~o}es futuros de mudan{\c{c}}a da cobertura terra sobre a
Amaz{\^o}nia Brasileira e o Cerrado. Mudan{\c{c}}as indiretas de
uso da terra s{\~a}o simuladas de duas maneiras diferentes, em
rela{\c{c}}{\~a}o {\`a} demanda e aloca{\c{c}}{\~a}o de
terras. No primeiro caso, os deslocamentos s{\~a}o determinados
por altera{\c{c}}{\~o}es na renda relativa (land-rents) dos
diferentes tipos de uso mediados por mudan{\c{c}}as em
pol{\'{\i}}ticas regionais de uso da terra. No segundo caso, os
efeitos de deslocamento s{\~a}o simulados com base em
regress{\~a}o espacial (Spatial-Lag) para aloca{\c{c}}{\~a}o de
demanda por terra a qual captura a depend{\^e}ncia espacial do
desmatamento. Com base nesta abordagem seis cen{\'a}rios
contrastantes de multi-escala s{\~a}o explorados com foco em
taxas de desmatamento e an{\'a}lise de padr{\~o}es espaciais
para Amaz{\^o}nia e Cerrado. Os resultados revelaram que a
conserva{\c{c}}{\~a}o da Amaz{\^o}nia pode n{\~a}o ser o fim
do desmatamento no Brasil, uma vez que isso pode levar a um
aumento de 43\% sobre a {\'a}rea desmatada no Cerrado at{\'e}
2050. Extensas modifica{\c{c}}{\~o}es no padr{\~a}o de
cobertura da terra seriam esperadas ao longo deste bioma,
especialmente na regi{\~a}o Centro-Oeste e sobre a fronteira
agr{\'{\i}}cola emergente MATOPIBA (sigla formada pelas
primeiras letras dos estados do Maranh{\~a}o, Tocantins,
Piau{\'{\i}} e Bahia). O cumprimento de metas para
biocombust{\'{\i}}veis pode pressionar ainda mais as
mudan{\c{c}}as de cobertura da terra sobre esta regi{\~a}o
revelando que ganhos de produtividade ser{\~a}o decisivos para a
conserva{\c{c}}{\~a}o da Amaz{\^o}nia e do Cerrado. Em
s{\'{\i}}ntese, a conserva{\c{c}}{\~a}o da biodiversidade e
redu{\c{c}}{\~a}o de emiss{\~o}es no Brasil depender{\'a} de
pol{\'{\i}}ticas de uso da terra mais amplas, al{\'e}m de
melhoria na efici{\^e}ncia do uso da terra. Caso contr{\'a}rio,
a gest{\~a}o de uma transi{\c{c}}{\~a}o para um uso da terra
mais sustent{\'a}vel pode se tornar ut{\'o}pica.",
affiliation = "{Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)}",
committee = "Ometto, Jean Pierre Henry Balbaud (presidente) and Aguiar, Ana
Paula Dutra de (orientador) and Lapola, David Montenegro
(orientador) and Batistella, Mateus and Sousa J{\'u}nior, Wilson
Cabral de",
englishtitle = "Modelagem da intera{\c{c}}{\~a}o entre fatores globais e
regionais sobre o desmatamento da Amaz{\^o}nia",
language = "en",
pages = "109",
ibi = "8JMKD3MGP5W34M/3GBUHCP",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP5W34M/3GBUHCP",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "27 abr. 2024"
}