Sequestro de carbono e balanço de energia em arrozais inundados afetados pelas fases do El Niño - Oscilação Sul no Sul do Brasil
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11152/tde-08042026-174401/ |
Resumo: | O arroz (Oryza sativa L.) é um dos principais alimentos do planeta e um componente relevante do ciclo global de carbono. A produtividade dessa cultura, especialmente em sistemas irrigados, é sensível à variabilidade climática associada ao El NiñoOscilação Sul (ENOS), que altera a radiação, a demanda atmosférica e os fluxos de energia. No Brasil, o arroz irrigado do Sul representa mais de 70% da produção nacional e constitui um ecossistema estratégico para compreender como a energia e a água regulam o sequestro de carbono em ambientes subtropicais. Este estudo avaliou o efeito das fases do ENOS sobre as trocas de carbono e energia em um arrozal irrigado por inundação em Cachoeira do Sul (RS), entre 2010 e 2017, utilizando medições de covariância de vórtices turbulentos. Foram analisadas as trocas de CO2 (GPP, Reco, NEE) e as métricas de eficiência hídrica (WUE, uWUE) em relação à radiação e ao déficit de pressão de vapor (VPD). Os resultados mostraram que as fases do ENOS reorganizam o microclima e o funcionamento ecofisiológico do arrozal irrigado. Durante S-LN e S-NT, maior energia disponível elevou LE, manteve β baixo e resultou no maior sequestro de carbono (NEE ≈ 3,2 g C m-2 d-1; até 400 g C m-2 por safra). Em S-EN, a limitação radiativa reduziu LE, aumentou H e β e diminuiu a assimilação (NEE ≈ 1,3 g C m-2 d-1). No pousio, todas as janelas apresentaram NEE positivo e maior contribuição de H, com LE convergindo para ∽59 W m-2. O PCA mostrou que, tanto na safra quanto no pousio, o principal gradiente de funcionamento do ecossistema é controlado pela energia disponível (PAR, Rn) e pela demanda atmosférica (VPD), que organizam conjuntamente LE, GPP, Reco e WUEe. Em anos frios e neutros, esse gradiente esteve associado aos maiores níveis de sequestro de carbono, enquanto em anos quentes refletiu limitação radiativa e queda integrada em LE, GPP e WUEe. |
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Sequestro de carbono e balanço de energia em arrozais inundados afetados pelas fases do El Niño - Oscilação Sul no Sul do BrasilCarbon sequestration and energy balance in flooded rice fields affected by El Niño - South Oscillation phases in southern BrazilArroz irrigado por inundaçãoCarbon and energy fluxesCovariância de vórtices turbulentosEddy covarianceEl Niño-Oscilação SulEl Niño-Southern OscillationENOSENOSFlooded rice fieldsFluxos de carbono e energiaO arroz (Oryza sativa L.) é um dos principais alimentos do planeta e um componente relevante do ciclo global de carbono. A produtividade dessa cultura, especialmente em sistemas irrigados, é sensível à variabilidade climática associada ao El NiñoOscilação Sul (ENOS), que altera a radiação, a demanda atmosférica e os fluxos de energia. No Brasil, o arroz irrigado do Sul representa mais de 70% da produção nacional e constitui um ecossistema estratégico para compreender como a energia e a água regulam o sequestro de carbono em ambientes subtropicais. Este estudo avaliou o efeito das fases do ENOS sobre as trocas de carbono e energia em um arrozal irrigado por inundação em Cachoeira do Sul (RS), entre 2010 e 2017, utilizando medições de covariância de vórtices turbulentos. Foram analisadas as trocas de CO2 (GPP, Reco, NEE) e as métricas de eficiência hídrica (WUE, uWUE) em relação à radiação e ao déficit de pressão de vapor (VPD). Os resultados mostraram que as fases do ENOS reorganizam o microclima e o funcionamento ecofisiológico do arrozal irrigado. Durante S-LN e S-NT, maior energia disponível elevou LE, manteve β baixo e resultou no maior sequestro de carbono (NEE ≈ 3,2 g C m-2 d-1; até 400 g C m-2 por safra). Em S-EN, a limitação radiativa reduziu LE, aumentou H e β e diminuiu a assimilação (NEE ≈ 1,3 g C m-2 d-1). No pousio, todas as janelas apresentaram NEE positivo e maior contribuição de H, com LE convergindo para ∽59 W m-2. O PCA mostrou que, tanto na safra quanto no pousio, o principal gradiente de funcionamento do ecossistema é controlado pela energia disponível (PAR, Rn) e pela demanda atmosférica (VPD), que organizam conjuntamente LE, GPP, Reco e WUEe. Em anos frios e neutros, esse gradiente esteve associado aos maiores níveis de sequestro de carbono, enquanto em anos quentes refletiu limitação radiativa e queda integrada em LE, GPP e WUEe.Rice (Oryza sativa L.) is one of the most important staple crops worldwide and a key component of the global carbon cycle. The productivity of irrigated rice systems is highly sensitive to climatic variability associated with the El NiñoSouthern Oscillation (ENOS), which modifies radiation, atmospheric demand, and surface energy fluxes. In Brazil, irrigated rice fields in the southern region account for more than 70% of national production and represent a strategic ecosystem for understanding how energy and water regulate carbon sequestration under subtropical conditions. This study assessed the influence of ENOS phases on carbon and energy exchanges in a flooded rice field located in Cachoeira do Sul, southern Brazil, between 2010 and 2017, using the eddy covariance technique. The main carbon fluxes (GPP, Reco, NEE) and water-use efficiency metrics (WUE, uWUE) were analyzed in relation to radiation and vapor pressure deficit (VPD). The results showed that ENOS phases reorganize the microclimate and eco-physiological functioning of the irrigated rice system. During S-LN and S-NT, higher energy availability increased LE, kept β low, and resulted in the strongest carbon uptake (NEE ≈ 3.2 g C m-2 d-1; up to 400 g C m-2 per season). In SEN, radiative limitation reduced LE, increased H and β, and decreased assimilation (NEE ≈ 1.3 g C m-2 d-1). During the fallow period, all windows showed positive NEE and a greater contribution of H, with LE converging to ∽59 W m-2. The PCA indicated that, in both crop and fallow periods, the main ecosystem-functioning gradient is driven by energy availability (PAR, Rn) and atmospheric demand (VPD), which jointly structure LE, GPP, Reco, and WUEe. In cold and neutral years, this gradient was associated with the highest levels of carbon sequestration, whereas in warm years it reflected radiative limitation and integrated declines in LE, GPP, and WUEe.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPPilau, Felipe GustavoSilva, Débora da2025-12-19info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11152/tde-08042026-174401/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2026-04-09T14:42:03Zoai:teses.usp.br:tde-08042026-174401Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212026-04-09T14:42:03Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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