Dissertação

{pt_PT=Global modelling of soil organic matter under climate change: Assessment of the effects of closing yield gaps on cropland and grassland management} {} EVALUATED

{pt=O carbono orgânico no solo (COS) é um indicador usado para análise da qualidade do solo e como este poderá intervir ao nível de mitigação e adaptação às alterações climáticas (AC). Esta tese foca-se na influência das AC no uso do solo e práticas de gestão. Para agricultura, dois cenários climáticos foram testados usando 63 culturas em 17 203 regiões. Com o modelo RothC, analisou-se de que forma as AC poderão amplificar sumidouros, ou fontes, de gases com efeito de estufa (GEE) do solo. Os resultados mostram que entre 31 e 100% das regiões irão perder reservas de COS com AC. A perda acumulada encontra-se entre 18 e 500 tC.ano/ha, dependendo da cultura. Nestas regiões, a manutenção do COS foi testada aumentando a entrada de C por intensificação da atividade agrícola, aumentando a produtividade usando fertilização. Em algumas regiões o aumento da produtividade compensa o aumento da mineralização, mas a emissão de GEE devido à produção e aplicação de fertilizantes reverteria os ganhos na maioria das regiões. Para pastagens, utilizaram-se medições locais de SOC em 4 explorações portuguesas e, usando aprendizagem computacional e o modelo RothC, foi possível obter os seguintes resultados: rácio raiz-folha aproximadamente 3,2 e 2,3 para pastagens seminaturais e fertilizadas respetivamente, fração de tempo despendida por animal de 0,49 e 0,51, fração consumida pelo gado de 0,6 tC/animal. O erro da estimativa de COS com estes parâmetros foi de 1 tC/ha, sendo que este passo é essencial para a análise dos efeitos das AC em pastagens., en=Soil organic carbon (SOC) is a broad sustainability indicator for assessing soil quality and contribution for mitigation and adaptation to climate change (CC). This dissertation focuses on understanding how CC, land use and management practices affect SOC. Croplands were analyzed using two CC scenarios for 63 crop types in 17,203 unique homogenous territorial units globally. Using the RothC model, trends were analyzed to understand how CC can amplify the effects of soils as sink or source of greenhouse gases. Results show that between 31 and 100% of Earth’s regions will lose SOC due to CC. The accumulated loss of SOC is between 18 and 500 t C/ha depending on crop type. For these regions, an assessment was performed of the feasibility of overcoming the loss through increased C inputs to soil due to increasing yields. In some regions increased C inputs can potentially compensate for increased mineralization, but intensification could require increasing fertilizer use and generate new greenhouse gas emissions. For grasslands, measured SOC stocks were used to overcome gaps of information on 4 farms in Portugal. Using a machine learning method and RothC, results show a root-to-shoot ratio of 3.2 and 2.3 for unfertilized and fertilized pastures respectively, a fraction of time spent per livestock unit (LstU) equal to 0.49 and 0.51 livestock intake of 0.6 tC/LstU. The error of the posterior SOC estimation was approximately 1 tC/ha. This was a necessary step towards analyzing the effects of CC on grasslands.}
{pt=Alterações Climáticas, Agricultura, Carbono Orgânico no Solo, Produtividade, Pastagens, Explorações Agrícolas, en=Climate Change, Agriculture, Soil Organic Carbon, Yields, Croplands, Pastures}

Dezembro 21, 2020, 10:0

Orientação

ORIENTADOR

Tiago Gomes Morais

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

ORIENTADOR

Ricardo Filipe De Melo Teixeira

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar Convidado