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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.11.2014.tde-19032014-112131
Document
Author
Full name
André Santana Andrade
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2014
Supervisor
Committee
Santos, Patricia Menezes (President)
Drumond, Luis Cesar Dias
Pezzopane, José Ricardo Macedo
Title in Portuguese
Mudanças climáticas e o acúmulo de forragem do capim-marandu: cenários futuros para o estado de São Paulo
Keywords in Portuguese
Brachiaria brizantha
ETA
Gramínea tropical
Modelo empírico
PRECIS
Urochloa brizantha
Abstract in Portuguese
Em 2007 o Painel Intergovernamental Sobre Mudanças Climáticas relataram mudanças climáticas nas últimas décadas, principalmente aumento de temperatura. Tal fato tem preocupado cientistas sobre o futuro. Assim, estudos tem sido realizados para avaliar possíveis impactos na agropecuária. As pastagens no Brasil podem ser particularmente afetadas, devido a grande extensão de terras ocupadas, muitas delas em áreas marginais. No estado de São Paulo, estas mudanças poderão ser importantes para a Braquiaria brizantha cv. Marandu, gênero presente em cerca de 7,19 milhões de hectares. Assim, objetivou-se avaliar impactos das mudanças climáticas na produção desta forrageira em São Paulo. As projeções foram realizadas com base nos modelos climáticos regionalizados PRECIS e ETA-CPTEC, considerando os cenários de emissões do IPCC A2 (alta) e B2 (baixa). Os dados do período de 1963 a 2009 de 23 estações meteorológicas foram considerados como o clima atual (CA). Os períodos simulados foram de 2013 a 2040 e de 2043 a 2070. Para associar clima com crescimento de capim-marandu, foi utilizado o modelo empírico de Cruz e colaboradores: TAF=15.34*GDcorrigido (p=0.056, r²=0.95), onde TAF é a taxa diária de acúmulo de forragem; GDcorrigido é o grau-dia, calculado com 17,2°C de temperatura-base e corrigido por um fator de penalização hídrico (obtido pela relação armazenamento de água atual/máximo do solo, considerando três capacidades: 40, 60 e 100 mm). Interpolação espacial foi realizada usando os métodos do vizinho natural e krigagem, com auxílio do software ArcGis 10.1. Análises regionais foram realizadas com base no censo LUPA. Em geral, as projeções mostraram aumento futuro na produção potencial. Considerando o CA, o acúmulo anual de forragem médio (AAF) foi 18,4; 19,6 e 21,0 Mg MS/ha/ano em solos com capacidade de 40, 60 e 100 mm, respectivamente. Nesta mesma ordem, foram simuladas AAF de 26,3; 27,9 e 29,8 para o PRECIS (aumento médio de 42%) e 25,0; 26,6 e 28,7 Mg MS/ha/ano para o ETA-CPTEC (aumento médio de 36%), em cenário A2 para 2043-2070. Outras projeções indicam aumentos intermediários. Apesar do aumento anual, a variação irá aumentar entre estações e entre anos. O aumento absoluto será maior na estação chuvosa, tornando a estacionalidade de produção mais marcante. Tal resultado é mais evidente nas simulações com o modelo ETA-CPTEC e para solos com menor capacidade (40 mm). Nestes solos, a TAF mínima e máxima (kg MS/ha/dia) foram, respectivamente, 15,4 (inverno) e 94,6 (verão) para o CA; 22,9 (inverno) e 125,1 (verão) para o PRECIS e 18,2 (inverno) e 125,9 (verão) para o ETA-CPTEC, em cenário A2 para 2043-2070. Os resultados variaram muito entre regiões, especialmente para cenários do ETA-CPTEC (extremos variaram de <+10% até >+60%). Regiões mais quentes (oeste do estado, em geral) tem maior potencial de produção, porém terão menor incremento relativo no futuro. Os resultados são devidos ao aumento de temperatura em geral e redução da disponibilidade hídrica, principalmente na primavera, devido a maior evapotranspiração e não necessariamente à redução da precipitação. Estratégias para mitigação e adaptação foram sugeridas, principalmente relacionadas ao manejo da pastagem e dos animais para redução dos efeitos da menor disponibilidade hídrica, redução das emissões de gases de efeito estufa e uso da forragem excedente de verão.
Title in English
Climate change and the forage accumulation of palisadegrass: future scenarios to São Paulo state
Keywords in English
Brachiaria brizantha
Empirical model
ETA
PRECIS
Tropical grass
Abstract in English
In 2007 the Intergovernmental Panel on Climate Change presented data showing climate changes in last decades, mainly temperature increase. This change has worried scientists about the future. Therefore, studies have been made to evaluate possible impacts of future climate changes on agricultural production. The pastures in Brazil can be especially affected, because they occupy large areas, many of them on marginal land. In São Paulo state these changes can be important for palisadegrass (Brachiaria brizantha cv. Marandu), present in 7.19 million ha. Therefore, this research evaluated the impacts of climate change on palisadegrass yield in São Paulo state. Projections were created based on downscaled outputs of two general circulation models (PRECIS and ETA-CPTEC) considering the IPCC SRES scenarios A2 (high) and B2 (low). The data obtained from 23 weather stations from 1963 to 2009 was considered as current climate (base line) and future scenarios were determined from 2013 to 2040 and from 2043 to 2070. To associate the climate with palisadegrass growth, the following empirical model was used: DMAR=15.34*DDadjusted (p=0.056, r²=0.95), extracted from research conducted in São Carlos-SP-Brazil, where DMAR is dry matter accumulation rate; DDadjusted is degree days, calculated with 17.2°C of base temperature and adjusted by one drought attenuation factor (obtained by the ratio actual/maximum soil water storage, considering three soils capacities: 40, 60 and 100 mm). Spatial interpolation was carried out using natural neighbor and kriging methods, with ArcGis 10.1 software tools. Regional analyses were realized based on the LUPA/SP census. In general, the projections showed increase on future yield potential. On soils with 40, 60 and 100 mm of storage capacity, the average annual accumulation (AAA) was, respectively, 18.4, 19.6 and 21.0 using base line data, 26.3, 27.9 and 29.8 using PRECIS output (increase about 42%) and 25.0, 26.6 and 28.7 Mg DM/ha/ano using ETA-CPTEC output (increase about 36%), considering A2 scenario in period of 2043 to 2070. The other projections show intermediate increases. Despite annual yield increase, the variation between seasons (seasonality) and years will increase. The increase in DMAR will be higher in rainy than dry season, especially in soils with low water storage capacity (40 mm) (mainly evidenced by ETA-CPTEC scenarios). For these soils, minimum and maximum DMAR (kg DM/ha/day) was respectively 15.4 (winter) and 94.6 (summer) considering base line, 22.9 (winter) and 125.1 (summer) considering PRECIS model and 18.2 (winter) and 125.9 (summer) considering ETA model, both in A2 for 2043 to 2070 scenario. The results varied a lot between regions, especially in ETA-CPTEC scenarios (extremes ranged from <+10% to >+60%). Warmer regions (west region, in general) showed higher production potential, but they will have lower relative increase in the future. These results are due to increase in temperature in all long year and decrease in water availability in winter and spring, due to higher evapotranspiration and not necessarily decrease in rain. Strategies for mitigation and adaptation were suggested, including mainly pasture and animal management to reduce effects of lower water availability, reduce greenhouse gases emissions and use of summer forage surplus.
 
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Publishing Date
2014-03-31
 
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