Soil carbon stocks, ecosystem services and soil quality in the Pontal do Paranapanema region, Brazil

dc.contributor.advisorAvanzi, Junior Cesar
dc.contributor.refereeBordonal, Ricardo de Oliveira
dc.contributor.refereePessoa, Thaís Nascimento
dc.contributor.refereeZinn, Yuri Lopes
dc.contributor.refereeCarneiro, Marco Aurelio Carbone
dc.creatorTotti, Maria Cecília Vieira
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/3494751441253567
dc.creator.orcidhttps://orcid.org/0000-0003-3965-9374
dc.date.accessioned2025-09-04T20:47:20Z
dc.date.issued2025-04-25
dc.description.abstractSustainable soil management is essential to ensure agricultural productivity, conserve natural resources, and maintain the ecosystem services that support environmental balance in the face of climate challenges. This study aimed to assess the ecological sustainability of soils in the Pontal do Paranapanema region (São Paulo, Brazil) under various land uses, focusing on carbon stocks, ecosystem services, and soil quality across four municipalities in the region. First, carbon stocks were evaluated in coarse-textured Oxisols and Ultisols under six contrasting land uses. Then, an ecosystem services (ES) index was proposed for the region, considering indicators of carbon sequestration (representing the storage of C in the soil), carbon cycling (referring to the dynamics and transformation of C in ecosystems), soil fertility (availability of nutrients to plants), soil structure, and water regulation (capacity to absorb, move, and store water). Finally, the influence of microbiological indicators on the physical and chemical quality of these soils was investigated.Results showed that in both soil types, the lowest carbon stocks occurred under cassava cultivation. In Ultisols, forest restoration and sugarcane exhibited the highest soil organic carbon (SOC) stocks, while in Oxisols, the highest stocks were observed under primary forests and pastures, suggesting that systems with perennial crops or grasses and minimal soil disturbance are effective in preserving or even enhancing SOC sequestration. The ecosystem services index ranged from 0.51 under cassava cultivation to 0.76 under forest restoration, highlighting its potential as a strategic tool to support sustainable soil management in tropical regions such as the Atlantic Forest biome. This indicates that, when properly managed, soils have a greater capacity to provide ES.Microbiological indicators—such as microbial biomass carbon, β-glucosidase activity, basal respiration, and the metabolic quotient—were sensitive to land use and showed clear responses to management practices. Integrating these indicators into soil quality assessments allows for a deeper understanding of biological processes and their relevance to the sustainability and functionality of tropical soils. This study also emphasizes the need for sustainable agricultural practices to preserve soil structure and microbial communities, ensuring soil resilience and functionality. Aligned with the United Nations Sustainable Development Goals (SDGs), this research contributes to climate change mitigation (SDG 13), terrestrial ecosystem conservation (SDG 15), responsible use of natural resources (SDG 12), and the promotion of sustainable agriculture (SDG 2). This interdisciplinary approach not only expands scientific knowledge on the impacts of land use on soil ecosystem services but also provides direct support to farmers and environmental managers in adopting more responsible and effective practices, ensuring the resilience of tropical soils in the face of increasing environmental and climate demands.
dc.description.areastematicasdaextensaoMeio ambiente
dc.description.areastematicasdaextensaoTecnologia e produção
dc.description.notesArquivo retido, a pedido do autor, até julho de 2026.
dc.description.odsODS 2: Fome zero e agricultura sustentável
dc.description.odsODS 12: Consumo e produção responsáveis
dc.description.odsODS 13: Ação contra a mudança global do clima
dc.description.odsODS 14: Vida na água
dc.description.resumoO manejo sustentável do solo é fundamental para garantir a produtividade agrícola, conservar os recursos naturais e manter os serviços ecossistêmicos essenciais ao equilíbrio ambientalfrente aos desafios climáticos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a sustentabilidade ambiental dos solos do Pontal do Paranapanema - SP sob diferentes usos, por meio de estoques de carbono, serviços ecossistêmicos e qualidade do solo, em uma área abrangendo quatro municípios da região. Primeiramente foram avaliados os estoques de carbono em Latossolos e Argissolos de textura grossa sob seis usos de terra contrastantes. Em seguida, foi proposto para região um índice de serviços ecossistêmicos (SE), que considerou os indicadores de sequestro de carbono (representa o armazenamento de C no solo), ciclagem de carbono (refere-se à dinâmica e transformação do C nos ecossistemas), fertilidade do solo (disponibilidade de nutrientes às plantas), estrutura do solo e regulação da água (capacidade de absorver, movimentar e armazenar água). Para finalizar, foi investigado como os indicadores microbiológicos influenciam a qualidade física e química destes solos. Os resultados mostraram que em ambos os tipos de solo, os menores estoques de carbono ocorreram sob o cultivo de mandioca. Em Argissolos, a restauração florestal e a cana-de-açúcar apresentaram os maiores estoques de carbono orgânico no solo (COS), enquanto em Latossolos, os maiores estoques ocorreram em florestas primárias e pastagens, sugerindo que culturas como gramíneas e perenes, com pouca perturbação do solo, são eficazes na preservação ou mesmo no sequestro de COS nessas áreas. O índice de serviços ecossistêmicos variou de 0,51 no uso do solo com cassava a 0,76 no uso com forest restoration, se apresentando como uma ferramenta estratégica para apoiar o manejo sustentável do solo em regiões tropicais, como o bioma Mata Atlântica, indicando que, quando bem manejados, os solos apresentaram uma maior capacidade de fornecimento de SE. Por fim, os indicadores microbiológicos, como o carbono da biomassa microbiana, a atividade da β-glicosidase, a respiração basal e quociente metabólico, mostraram-se sensíveis ao uso da terra, apresentando respostas claras às práticas de manejo. A integração destes indicadores nas avaliações da qualidade do solo permite uma compreensão mais profunda dos processos biológicos e da sua relevância para a sustentabilidade e funcionalidade dos solos tropicais.Este estudo também enfatiza a necessidade de práticas agrícolas sustentáveis para preservar a estrutura e a microbiota do solo, garantindo a resiliência e a funcionalidade dos solos tropicais.Ao alinhar-se com os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU, a pesquisa contribui para ações de combate às mudanças climáticas (ODS 13), conservação de ecossistemas terrestres (ODS 15), uso responsável de recursos naturais (ODS 12), e promoção de práticas agrícolas sustentáveis (ODS 2).Essa abordagem interdisciplinar não apenas expande o conhecimento científico sobre os impactos do uso da terra nos serviços ecossistêmicos do solo, como também fornece suporte direto a produtores rurais e gestores ambientais na adoção de práticas mais responsáveis e efetivas, assegurando a resiliência dos solos tropicais frente às crescentes demandas ambientais e climáticas.
dc.description.tipodeimpactoTecnológico
dc.description.tipodeimpactoEconômicos
dc.identifier.citationVIEIRA TOTTI, Maria Cecília. Estoques de carbono no solo, serviços ecossistêmicos e qualidade do solo na região do Pontal do Paranapanema, Brasil. 2025. 103 f. Tese (Doutorado em Ciências do Solo) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2025.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufla.br/handle/1/60270
dc.language.isoen_US
dc.publisherUniversidade Federal de Lavras
dc.publisher.collegeEscola de Ciências Agrárias de Lavras (ESAL)
dc.publisher.countrybrasil
dc.publisher.departmentDepartamento de Ciências do Solo
dc.publisher.initialsUFLA
dc.publisher.programPós-graduação em Ciências do Solo
dc.rightsAttribution 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/
dc.subjectSustentabilidade ambiental
dc.subjectSequestro de carbono
dc.subjectQualidade do solo
dc.subjectServiços ecossistêmicos
dc.subjectMudanças climáticas
dc.subjectLatossolo
dc.subjectArgissolo
dc.subjectEnvironmental sustainability
dc.subjectCarbon sequestration
dc.subjectSoil quality
dc.subjectEcosystem services
dc.subjectClimate change
dc.subjectOxisols
dc.subjectOltisols
dc.subject.cnpqCiências agrárias
dc.titleSoil carbon stocks, ecosystem services and soil quality in the Pontal do Paranapanema region, Brazil
dc.title.alternativeEstoques de carbono no solo, serviços ecossistêmicos e qualidade do solo na região do Pontal do Paranapanema, Brasil
dc.typetese

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