@PhDThesis{Gomes:2018:ImLaUs,
author = "Gomes, Luciene",
title = "Impacts of land use and cover changes on soil nitrogen balance in
the brazilian cerrado region",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2018",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2017-09-06",
keywords = "soil nitrogen balance, agri-environmental indicator, land use
change modelling, agricultural intensification, brazilian Cerrado,
balan{\c{c}}o de nitrog{\^e}nio do solo, indicador
agro-ambiental, modelagem das mudan{\c{c}}as de uso da terra,
intensifica{\c{c}}{\~a}o agr{\'{\i}}cola, Cerrado
brasileiro.",
abstract = "How has agricultural extensification and intensification affected
nitrogen cycle in the Brazilian Cerrado? How will it affect
nitrogen cycle in the future? Nitrogen is an essential element to
food production. Little nitrogen indicates low crop productivity
and soil degradation, while too much of it indicates environmental
pollution that is detrimental to environmental health, economic
prosperity, and food security. First, we conducted a spatial
assessment of soil nitrogen balance in the Brazilian Cerrado based
on land use dynamics in the years 2000, 2010, and 2012. Second, in
order to explore trajectories of agricultural expansion and
estimate soil nitrogen balance for the year 2050, we developed a
spatially explicit modelling approach capable of representing land
use change and soil nitrogen balance for the Cerrado. The
trajectories were examined: Sustainability (A); Middle of the road
(B); and Fragmentation (C). First results show a movement toward
soil nitrogen depletion. In 2000 the balance shows a slight
nitrogen accumulation (0.07 TgN) to a condition of nitrogen
depletion (-0.37 TgN) in 2012. Such results suggests that
agricultural practices in the Cerrado region have been mining soil
nitrogen, potentially affecting soil sustainability. Silviculture,
annual crops (e.g soybeans and maize), and pasture were found to
be the main drivers of nitrogen depletion. Second results show
negative soil nitrogen balance in all trajectories: -0.94 TgN (A),
-3.19 TgN (B), and -1.69 TgN (C). Only in the sustainability
scenario (A), where natural vegetation was maintained and better
agricultural production practices were applied, soil nitrogen was
less affected. Silviculture and pasture continued to be the main
drivers of soil nitrogen depletion in all trajectories. Unless an
effective government program of sustainable land management is
implemented, areas of inefficient nitrogen management will expand,
compromising agricultural production and ecosystems services.
RESUMO: Como a extensifica{\c{c}}{\~a}o e a
intensifica{\c{c}}{\~a}o agr{\'{\i}}cola t{\^e}m afetado o
ciclo do nitrog{\^e}nio no Cerrado brasileiro? Como isso
afetar{\'a} o ciclo do nitrog{\^e}nio no futuro? O
nitrog{\^e}nio {\'e} um elemento essencial para a
produ{\c{c}}{\~a}o de alimentos. Pouco nitrog{\^e}nio indica
baixa produtividade e degrada{\c{c}}{\~a}o do solo, enquanto seu
excesso indica polui{\c{c}}{\~a}o ambiental que {\'e}
prejudicial para a sa{\'u}de ambiental, prosperidade
econ{\^o}mica e seguran{\c{c}}a alimentar. Na primeira etapa
deste estudo, n{\'o}s realizamos uma avalia{\c{c}}{\~a}o
espa{\c{c}}o-temporal do balan{\c{c}}o de nitrog{\^e}nio no
solo com base na din{\^a}mica do uso da terra nos anos 2000, 2010
e 2012 para o Cerrado brasileiro. Na segunda etapa, n{\'o}s
desenvolvemos uma abordagem de modelagem espacialmente
expl{\'{\i}}cita capaz de representar mudan{\c{c}}as de uso da
terra e mudan{\c{c}}as no balan{\c{c}}o de nitrog{\^e}nio no
solo. As trajet{\'o}rias examinadas foram: sustentabilidade (A);
meio do caminho (B); e fragmenta{\c{c}}{\~a}o e caos (C). Os
primeiros resultados mostram um movimento em dire{\c{c}}{\~a}o
{\`a} deple{\c{c}}{\~a}o de nitrog{\^e}nio no solo. Em 2000 o
balan{\c{c}}o mostra um leve ac{\'u}mulo de nitrog{\^e}nio no
solo (0,07 TgN) para uma condi{\c{c}}{\~a}o de
deple{\c{c}}{\~a}o em 2012 (-0,37 TgN). Estes resultados sugerem
que as pr{\'a}ticas agr{\'{\i}}colas na regi{\~a}o do Cerrado
t{\^e}m minerado o nitrog{\^e}nio do solo, potencialmente
afetando a sustentabilidade do solo. Silvicultura, culturas anuais
(por exemplo, soja e milho) e pastagens t{\^e}m sido os
principais condutores da deple{\c{c}}{\~a}o de nitrog{\^e}nio
do solo. Os segundos resultados mostram que os balan{\c{c}}os de
nitrog{\^e}nio no solo foram negativos em todas as
trajet{\'o}rias: -0,94 TgN (A), -3,19 TgN (B), and -1,69 TgN (C).
Somente no cen{\'a}rio sustentabilidade (A), onde a
vegeta{\c{c}}{\~a}o natural foi mantida e melhores pr{\'a}ticas
de produ{\c{c}}{\~a}o agr{\'{\i}}cola foram aplicadas, o
nitrog{\^e}nio do solo foi menos afetado. Silvicultura e
pastagens continuaram a ser os principais condutores da
deple{\c{c}}{\~a}o de nitrog{\^e}nio no solo em todas as
trajet{\'o}rias. A menos que um programa governamental eficaz de
manejo sustent{\'a}vel da terra seja implementado, {\'a}reas de
ineficiente gerenciamento de nitrog{\^e}nio ir{\~a}o se
expandir, comprometendo a produ{\c{c}}{\~a}o agr{\'{\i}}cola e
os servi{\c{c}}os ecossist{\^e}micos.",
committee = "Toledo, Peter Mann de (presidente) and Ometto, Jean Pierre Henry
Balbaud (orientador) and Forti, Maria Cristina (orientador) and
Dalla Nora, El{\'o}i Lennon (orientador) and Pinto, Rita Marcia
da Silva and Massi, Kl{\'e}cia Gili",
englishtitle = "Impactos das mudan{\c{c}}as de uso e cobertura da terra no
balan{\c{c}}o de nitrog{\^e}nio do solo em regi{\~o}es do
cerrado brasileiro",
language = "en",
pages = "172",
ibi = "8JMKD3MGP3W34P/3PSMMBB",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34P/3PSMMBB",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "27 abr. 2024"
}