O papel de distúrbios sobre a estabilidade de comunidades florestais na Amazônia: integrando modelagem e sensoriamento remoto

dc.contributor.advisorRech, André Rodrigo
dc.contributor.advisorcoDantas, Vinícius de Lima
dc.contributor.authorFaria, Bruno Lopes de
dc.contributor.institutionUniversidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM)pt_BR
dc.contributor.refereeRech, André Rodrigo
dc.contributor.refereeSilva, Bruno Vilela de Moraes e
dc.contributor.refereeLopes, Emerson Delano
dc.contributor.refereeMucida, Danielle Piuzana
dc.contributor.refereeBaronio, Gudryan Jackson
dc.date.accessioned2021-11-11T18:24:48Z
dc.date.available2021-11-11T18:24:48Z
dc.date.issued2021
dc.date.submitted2021-07-07
dc.description.abstractAs interações entre desmatamento, seca, fogo, extração de madeira e efeitos de borda têm causado incêndios florestais com alta intensidade e em extensas áreas, favorecendo a degradação florestal acelerada em grandes porções da Amazônia. Estes distúrbios aumentam direta e indiretamente a inflamabilidade da floresta. Diretamente eles promovem um microclima mais seco e reduzem a umidade do material combustível. Enquanto que indiretamente influenciam na diminuição da umidade do solo desencadeando a perda de biomassa viva, como a queda de folhas e a mortalidade de árvores, o que contribui para o aumento do material combustível. Esses efeitos diretos e indiretos podem causar incêndios florestais mais abrangentes e intensos com maior impacto nos estoques de carbono florestal da Amazônia influenciando no ciclo de carbono global. Estes processos tendem a se intensificar em cenários de mudanças climáticas sendo mais frequentes e intensos à medida que o clima global muda. Além disso, esta degradação pode expor grandes áreas de floresta à invasão por gramíneas que podem promover transições para florestas degradadas pobres em espécies e com estrutura similar a uma savana. No entanto, nossa capacidade de prever os locais na Amazônia que são mais vulneráveis a essas transições ainda é reduzida. Para este fim, expandimos e aperfeiçoamos um modelo ecossistêmico de fogo acoplado para melhor representar como a seca, as mudanças climáticas e os efeitos de borda associados ao desmatamento podem afetar a probabilidade de invasão de gramíneas após um incêndio florestal na Amazônia. Buscamos também identificar onde as retroalimentações provocadas pelas interações fogo-gramíneas podem promover a persistência de florestas degradadas com estrutura similar a uma savana, mantido pela recorrência de fogo. Em condições climáticas atuais, 14% da Amazônia é vulnerável à invasão de gramíneas, com o sudeste sendo a região mais vulnerável. Sob cenário de mudanças climáticas, até o final do século, cerca de 21% da Amazônia apresenta alta probabilidade de invasão de por gramíneas após fogo. Nossos resultados também indicam que em cerca de 3% da Amazônia (mais de 100.000 km2), os intervalos de retorno do fogo já são mais curtos do que o tempo que seria necessário para o fechamento do dossel, implicando em um alto risco de uma mudança irreversível para uma degradação mantida pelo fogo. Embora a resiliência na regeneração do dossel seja evidente em áreas com baixa frequência de fogo, o aumento de sua frequência pode inibir a regeneração do dossel e favorecer a aproximação de um ponto de inflexão para algumas partes da Amazônia, fazendo com que grandes áreas de floresta façam a transição para uma floresta degradada com baixa cobertura de árvores. Ademais, nossas simulações de crescimento florestal também sugerem que regiões gravemente afetadas pelos distúrbios e suas sinergias podem ter perda significativa de biomassa, levando dezenas de anos para sua recuperação integral. Os valores máximos atingem 184 anos para recompor o estoque de carbono inicial. Nosso estudo mostra como modelos, combinados com dados de sensoriamento remoto, podem ser usados como ferramentas para complementar os estudos de campo sobre a recuperação florestal, possibilitando avaliar em escalas mais largas a dinâmica espacial e temporal dos processos de recuperação florestal. Isso contribui para o planejamento, decisão e formulação de políticas de mitigação e adaptação as ameaças presentes na Amazônia atual e futuramente.pt_BR
dc.description.abstractsDrought-fire interactions associated with deforestation have caused widespread Amazon Forest degradation. As climate change, this process may become more common, widespread, and intense. Amazon droughts directly increase forest flammability by increasing air dryness and reducing fuel moisture. These disturbances also increase forest flammability indirectly by decreasing soil moisture, which triggers leaf shedding, branch losses, and tree mortality – all of which contribute to increased fuel loads. These direct and indirect effects can cause widespread forest fires that reduce forest carbon stocks in the Amazon, with potentially important consequences for the global carbon cycle. These processes are expected to become more widespread, common, and intense as global climate changes, yet the mechanisms linking droughts, wildfires, and associated changes in carbon stocks remain poorly understood. In addition, this degradation may promote transitions to species-poor degraded forests with savanna-like structure. However, our ability to predict the locations in the Amazon that are most vulnerable to these transitions is limited. Here, we expanded the capabilities of a fire-ecosystem model to better represent disturbances effects on carbon and fuel dynamics, the understory fire behavior and severity. after that we combined this model with empirically derived equations and remote sensing products to evaluate how drought, climate change and deforestation could affect the probability of post-fire grass invasion across the Amazon, and identify where grass-fire feedbacks may promote the persistence of species-poor degraded forests with savanna-like structure. Under current climatic conditions, 14% of the Amazon is vulnerable to post-fire grass invasion, with the south-eastern Amazon at highest risk of invasion. We find that under unmitigated climate change, by the end of the century, 21% of the Amazon would present a high probability of post-fire grass invasion. Our results also suggest that, under current climatic conditions, 3% of the Amazon, fire return intervals are already shorter than the time that would be required for grass exclusion due to canopy recovery, implying a high risk of an irreversible shift to a firemaintained degraded ecosystem state. Although resilience in canopy regeneration is evident in areas with low fire frequency, increased fire frequency and intensity could inhibit regeneration. This could push Amazon forests towards a tipping point, causing large areas of forest to transition to a low tree cover state. Moreover, our simulations also indicate that the regions highly affected by disturbance synergisms (i.e., the interacting effects between disturbances) may suffer a significant loss of biomass, that can take decades to fully recover, with values reaching 184 years in areas of high fire intensity. This study shows how forest growth models can be used as tools for complementing field-based studies on recovery time by investigating the spatial and temporal dynamics and processes of forest recovery, which contributes to the planning, decision and formulation of mitigation and adaptation policies.en
dc.description.thesisTese (Doutorado) – Programa de Pós-Graduação em Ciência Florestal, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2021.pt_BR
dc.identifier.citationFARIA, Bruno Lopes de. O papel de distúrbios sobre a estabilidade de comunidades florestais na Amazônia: integrando modelagem e sensoriamento remoto. 2021. 104 p. Tese (Doutorado em Ciência Florestal) – Programa de Pós-Graduação em Ciência Florestal, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, Diamantina, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttps://acervo.ufvjm.edu.br/items/5a2370ce-bbca-4134-a547-d9cb41367ad7
dc.language.isopor
dc.publisherUFVJMpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rights.licenseA concessão da licença deste item refere-se ao à termo de autorização impresso assinado pelo autor, assim como na licença Creative Commons, com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri e o IBICT a disponibilizar por meio de seus repositórios, sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, e preservação, a partir desta data.pt_BR
dc.subject.keywordAmazôniapt_BR
dc.subject.keywordDegradação florestalpt_BR
dc.subject.keywordInvasão de gramíneaspt_BR
dc.subject.keywordFogopt_BR
dc.subject.keywordMudanças climáticaspt_BR
dc.subject.keywordModelagempt_BR
dc.subject.keywordAmazonen
dc.subject.keywordForest degradationen
dc.subject.keywordGrass invasionen
dc.subject.keywordFireen
dc.subject.keywordClimate changeen
dc.subject.keywordModelingen
dc.titleO papel de distúrbios sobre a estabilidade de comunidades florestais na Amazônia: integrando modelagem e sensoriamento remotopt_BR
dc.typeTesept_BR

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