Resumo O modelo em cascata é uma estrutura comumente utilizada para avaliar a provisão de serviços ecossistêmicos, destacando seus benefícios para a sociedade e atribuindo valores não monetários e monetários a esses serviços. Adaptando este modelo, apresentamos uma metodologia para estabelecer os indicadores mais adequados para monitorar programas de Pagamento por Serviços Ecossistêmicos (PSA) hídricos no Brasil. Por meio de um processo participativo, um conjunto de indicadores para as funções ecossistêmicas foi atribuído a cada serviço ecossistêmico (SE) considerado no estudo. Em seguida, os indicadores foram classificados segundo os seguintes critérios: clareza, viabilidade, sensibilidade e relevância. Os resultados demonstraram que os critérios clareza e relevância foram os que os especialistas consideraram como os mais importantes para escolher um indicador. No geral, podemos observar que para todos os SE avaliados, os indicadores de maior pontuação foram aqueles analíticos e bem estabelecidos pela literatura. A lista de indicadores pode apoiar o monitoramento de PSA na Floresta Atlântica. Além disso, a metodologia desenvolvida pode ser facilmente aplicada em outras áreas e fornecer suporte para a definição dos indicadores mais adequados para monitorar o PSA baseado em água em diferentes contextos nos trópicos.

Abstract The cascade model is a commonly applied framework to evaluate ecosystem services provision, highlighting their benefits to society and assigning non-monetary and monetary values to these services. Adapting this model, we present a methodology to establish the most suitable indicators for monitoring Payment for Ecosystem Services (PES) programs related to water resources in Brazil. Through a participatory process, a set of ecosystem functions indicators were assigned for each ecosystem service (ES) considered in the study. The indicators were then classified following these criteria: clarity, viability, sensitivity, and relevance. The indicators were organized by their final score according to each evaluated criterion. The results demonstrated that “clarity” and “relevance” criteria were those most important for the experts to choose an indicator. In general, we could also observe a preference for analytical and well-established indicators in the literature for all ES evaluated. The indicators list presented can support the PES program monitoring in Brazil. Additionally, the methodology developed can be easily applied in other areas and provide the definition of the most suitable indicators to monitor water-based PES in different Brazilian contexts.

ABSTRACT Global agricultural production is expected to double by 2050 due to both global population increase and changes in diets as a consequence of growing incomes. This also means more pressure on water resources, as agriculture accounts for 70 % of global water withdrawal and for energy production as the entire food supply chain accounts for about 30 % of total global energy consumption. Although there are ongoing discussions related to the sustainability of food, water, and energy sectors, integrating these sectors is still rare and challenging. We investigated the effects of agricultural practices on the Food, Water and Energy (F-W-E) nexus security systems by evaluating the results reported in scientific literature. Focusing on the Brazilian Atlantic Forest biome as a study case, our main goals were 1) to elucidate the impacts of rural conservation practices on food, water, and energy production based on literature analysis, 2) to propose F-W-E attributes and evaluate how they are addressed by rural practices. Our findings demonstrated, in general, a positive impact of agricultural conservation practices on F-W-E security attributes. Indeed, 76 % of the combination between a conservational practice with a F-W-E attribute was positive. Some agricultural practices, such as no tillage are very well documented (45 % of all combinations), especially regarding their effects on soil quality parameters. We found few results connecting agricultural practice and energy aspects. These results are key elements that corroborate with the agriculture multifunctionality approach, and the results can better guide the planning of strategies in the agricultural sector and subsidize decision making.

Resumo Estudos com a abordagem de serviços ecossistêmicos (ES) desenvolvidos no Brasil com base no quadro da Avaliação de Ecossistemas do Milênio (MEA) variam desde a avaliação quantitativa e qualitativa até o desenvolvimento de instrumentos econômicos para pagamento por serviços ecossistêmicos (PES) ou compensação por sua manutenção, principalmente de serviços hidrológicos. Para sintetizar a atual produção de conhecimento e a estrutura de ensino em ES e também fornecer uma base para futuras pesquisas no Brasil, nós realizamos uma revisão sistemática de publicações sobre ES e uma pesquisa sobre a disponibilidade de cursos de graduação e pós-graduação relacionados aos ES. Nossa revisão sistemática encontrou 282 publicações para o período 2006-2017, que incluiu artigos revisados por pares, livros, capítulos de livros, teses, dissertações, artigos em anais e publicações técnicas. Identificamos o conhecimento atual, as interações entre instituições, lacunas de conhecimento e prioridades que deveriam ser consideradas em pesquisas futuras. O artigo fornece informações sobre estudos futuros e é um passo importante para considerar ES como uma abordagem para atingir os objetivos do desenvolvimento sustentável.

Abstract Studies using the ‘ecosystem services’ (ES) approach developed in Brazil based on the framework of the Millennium Ecosystem Assessment (MEA), and range from quantitative and qualitative evaluation to the development of economic instruments for payment for ecosystem services (PES) or compensation for their maintenance, mainly for hydrological services. In order to summarize current knowledge regarding ES, the structure for teaching in ES, and also to provide a basis for future research in Brazil, we carried out a systematic review of publications on ES and a study on the availability of undergraduate and graduate courses related to ES. We found 282 publications for the 2006-2017 period, which included peer-reviewed articles, books, book chapters, theses, dissertations, articles in annals and technical publications. We identified current knowledge, knowledge gaps and trends in ES researches that may guide surveys and scenario analyses for future studies, in different biomes and regions of the country. Atlantic Forest and Amazon are the most-studied biome. Most of the studies were related to the evaluation of different types of ES and to the development of methodologies for their evaluation and monitoring. The most common ES are related to biodiversity, carbon sequestration and water.

Resumo O objetivo deste trabalho foi apresentar uma abordagem para avaliar as funções do solo em agroecossistemas e seus impactos sobre os serviços ambientais (SA). Uma abordagem com estudo de casos foi proposta para analisar a relação entre o estabelecimento e o manejo de agroecossistemas, em três biomas brasileiros (Floresta Atlântica, Cerrado e Caatinga), e a sua correlação com a prestação de serviços ambientais, tendo-se levado em consideração as especificidades de cada área. Também foi proposto um conjunto de parâmetros do solo que possam ser utilizados como indicadores para monitorar as alterações no agroecossistema. Observou-se que os tipos de serviços ambientais mais afetados pela implantação e pela gestão dos agroecossistemas são os de suporte e provisão, o que mostra o potencial que o manejo agrícola tem de fornecer múltiplos serviços, além de alimentos, fibras e energia. "Sem uso de fogo" e "consórcios agrícolas" foram os critérios usados na implantação e a gestão de agroecossistemas com maior potencial em aumentar a prestação de serviços ambientais, enquanto o estoque de biomassa no solo e na serapilheira foi o parâmetro do solo mais adequado para uso como indicador no monitoramento do impacto do agroecossistema na prestação de serviços ambientais.

Abstract The objective of this work was to present an approach to evaluate soil functions in agroecosystems and their impact on environmental services (ES). An approach with case studies was proposed to assess the relationship between the establishment and management of agroecosystems, in three Brazilian biomes (Atlantic Forest, Cerrado, and Caatinga), and their environmental services provision, considering the specificities of each area. A set of soil parameters that can be used as indicators to monitor changes in the agroecosystem was also proposed. The environmental services types most affected by the establishment and management of the agroecosystems were the supporting and provisioning services, showing the potential of agricultural management in providing multiple services, besides food, fiber, and energy. "No fire use" and "agricultural consortium" were the criteria for the establishment and management of agroecosystems with greater potential to increase environmental services provision, whereas biomass stock in soil and litter was the most appropriate soil parameter to be used as an indicator to monitor the impact of agroecosystems in environmental services provision.

Resumo A pressão humana sobre os serviços ecossistêmicos tem resultado em impactos indesejáveis sobre o bem-estar humano. Com o Projeto Millennium, várias pesquisas interdisciplinares têm sido desenvolvidas em todo o mundo com o objetivo de entender esses impactos sobre os fluxos e os processos dos ecossistemas e internalizar os custos e os benefícios dos serviços ecossistêmicos para a produção. O solo fornece muitos serviços ecossistêmicos, uma vez que sua multifuncionalidade é a base para a produção de alimentos, filtração de água, ciclagem de nutrientes e outros bens essenciais à vida. Este artigo apresenta os principais conceitos e classificações dos serviços ecossistêmicos do solo e de suas funções; os indicadores e os métodos de avaliação, modelagem e valoração dos serviços ecossistêmicos; algumas aplicações recentes para avaliar impactos de práticas de manejo agrícola sobre os serviços ecossistêmicos do solo; bem como os desafios e as oportunidades para a pesquisa e para o desenvolvimento de políticas públicas relacionadas à sustentabilidade agroambiental no Brasil. Apesar de o papel do solo para prestação de serviços ecossistêmicos ainda ser subestimado, os cientistas têm gradualmente reconhecido os processos e as funções do solo como fundamentais para avaliar os serviços ecossistêmicos e os efeitos do uso e manejo da terra sobre eles. Abordagens interdisciplinares que integrem ciência e políticas públicas são necessárias para construir uma governança com base em serviços ecossistêmicos.

Abstract Human pressure on ecosystems has undesirable impacts on human well-being. After the Millennium Project, much interdisciplinary research has been developed worldwide aiming to understand these impacts on ecosystem flows and processes, and to learn about the costs and the benefits of ecosystem services for production. Soil provides many ecosystem services, since its multi-functionality is the basis for food production, water filtration, nutrient cycling, and other goods essential to life. This article presents the main concepts and classifications of soil ecosystem services and of its functions; the indicators and the methods for assessment, modeling, and valuation of ecosystem services; some recent applications to assess and evaluate impacts of agricultural management practices on soil ecosystem services; as well as challenges and opportunities for research and for development of public policies related to agro-environmental sustainability in Brazil. Although the role of soil in supplying ecosystem services is yet undervalued, scientists are gradually recognizing soil processes and functions as fundamental to assess ecosystem services and the effects of land use and management on them. Interdisciplinary approaches to integrate science and public policies are necessary to build governance based on ecosystem services.

A busca pelo desenvolvimento sustentável tem impulsionado a substituição dos combustíveis fósseis pela utilização de combustíveis renováveis, o que tem possibilitado avanços na pesquisa agropecuária e industrial elevando mundialmente a competitividade do Brasil no setor sucroalcooleiro. A expansão da cultura da cana-de-açúcar e o desenvolvimento e modernização do setor sucroalcooleiro têm contribuído incontestavelmente para o fortalecimento do agronegócio brasileiro e, consequentemente, para o crescimento da economia do País. O território brasileiro com enormes áreas com potencial agrícola e o avanço tecnológico do setor da cana, têm incentivado o Governo Brasileiro no direcionamento dos planos governamentais de expansão da cultura da cana-de-açúcar em áreas de pastagens degradadas, principalmente na região centro-oeste do país. O presente artigo tem como objetivo apresentar resultados da aplicação de uma metodologia de avaliação da sustentabilidade frente a ampliação da cultura de cana-de-açúcar no Estado do Mato Grosso do Sul. Alguns indicadores de sustentabilidade foram selecionados para as microrregiões do Estado do Mato Grosso do Sul, que foram avaliadas quanto à sua sustentabilidade e comparadas através da metodologia do Barômetro de Sustentabilidade.

The necessity of sustainable development has driven the replacement of fossil fuels by using renewable sources, which has enabled advances in agricultural and industrial research and strengthened the competitiveness of the Brazilian's sugarcane industry. The sugarcane expansion and the development and modernization of the sugar sector are contributing to the strengthening of the Brazilian agribusiness and for brazilian's economic growth. The Brazilian territory has big areas with agricultural potential, and the technological advance in sugarcane industry has encouraged the Brazilian government to invest on the sugarcane expansion in degraded pastures, mainly in the central-western. This article aims to present results of the use of a methodology for assessing sustainability of the sugarcane expansion in Mato Grosso do Sul State. Some sustainability indicators were selected for the micro-region of Mato Grosso do Sul, which were evaluated for their sustainability and compared using the methodology of the Sustainability Barometer.