Resumo Um dos benefícios da floresta e do reflorestamento está ligado ao controle da erosão e redução da quantidade de sedimentos em suspensão na água. Este estudo propõe uma metodologia de Pagamentos por Serviços Ecossistêmicos associada a esses benefícios em 24 bacias de abastecimento de água, sob influência da Área de Proteção Ambiental da Bacia do Rio Paraíba do Sul, no Brasil. Para estimar a proteção dos recursos hídricos por meio do reflorestamento, o cenário atual foi comparado a um cenário hipotético, no qual pastagens degradadas são substituídas por florestas. A erosão evitada do solo pode atingir cerca de 40t.ha-1.ano-1. O reflorestamento pode evitar gastos com tratamento de água, disposição de lodo e dragagem em torno de US $ 7,8 milhões por ano. Os valores anuais para PSE variam de US $ 6 a 3.014 por hectare de área reflorestada. Os resultados destacam a importância de valorizar os benefícios dos serviços ecossistêmicos resgatados.

Abstract One of the benefits of forest and reforestation is linked to the erosion control and reduction of the amount of sediments suspended in water. This study proposes a methodology for Payments for Ecosystem Services associated to these benefits in 24 water supply watersheds, under influence of the Paraíba do Sul River Basin Environmental Protected Area, in Brazil. In order to estimate the water resources protection through the reforestation, the current scenario was compared to a hypothetical scenario, in which degraded pasture are replaced by forest. The avoided soil erosion could reach around 40t.ha-1.yr-1. Reforestation can avoid expenditures in water treatment, sludge disposal and dredging around USD 7.8 million per year. Annual values for PES range from USD 6 to 3,014 per hectare of reforested area. The results highlight the importance of valuing the benefits of the ecosystem services rescued.

Resumen Uno de los beneficios del bosque y la reforestación está relacionado con control de erosión y reducción de cantidad de sedimentos suspendidos en el agua. Este estudio propone una metodología para Pagos por Servicios de Ecosistemas asociados a estos beneficios en 24 cuencas hidrográficas, bajo la influencia del Área Protegida Ambiental de la Cuenca del Río Paraíba do Sul, en Brasil. Para estimar la protección de recursos hídricos a través de la reforestación, el escenario actual se comparó con un escenario hipotético, en que los pastos degradados son reemplazados por bosques. La erosión del suelo evitada podría alcanzar 40t.ha-1.ano-1. La reforestación puede evitar gastos en tratamiento del agua, eliminación de lodos y dragado de alrededor de USD 7,8 millones por año. Los valores anuales para PSE varían de USD 6 a 3,014 por hectárea de área reforestada. Los resultados destacan la importancia de valorar los beneficios de servicios ecosistémicos rescatados.

ABSTRACT: Soil is a natural resource that has been affected by human pressures beyond its renewal capacity. For this reason, large agricultural areas that were productive have been abandoned due to soil degradation, mainly caused by the erosion process. The objective of this study was to apply the Universal Soil Loss Equation to generate more recent estimates of soil loss rates for the state of São Paulo using a database with information from medium resolution (30 m). The results showed that many areas of the state have high (critical) levels of soil degradation due to the predominance of consolidated human activities, especially in growing sugarcane and pasture use. The average estimated rate of soil loss is 30 Mg ha-1 yr-1 and 59 % of the area of the state (except for water bodies and urban areas) had estimated rates above 12 Mg ha-1 yr-1, considered as the average tolerance limit in the literature. The average rates of soil loss in areas with annual agricultural crops, semi-perennial agricultural crops (sugarcane), and permanent agricultural crops were 118, 78, and 38 Mg ha-1 yr-1 respectively. The state of São Paulo requires attention to conservation of soil resources, since most soils led to estimates beyond the tolerance limit.

ABSTRACT: The soil is a key component of the Earth System, and is currently under high pressure, due to the increasing global demands for food, energy and fiber. Moreover, the management of agricultural systems is often inadequate and ignores the agricultural suitability of lands, and particularly the vulnerability of soils. This paper demonstrates the application of the concept of the Soil Lifetime Index (SLtI) for the entire state of São Paulo, at a spatial resolution of 30 m. The SLtI methodology represents a tolerance criterion and a diagnostic tool to assess the level of soil degradation by water erosion, based on estimated soil loss rates and on an average soil renewal rate. Two approaches were applied to determine: i) the remaining time (years) until the solum (horizons A + B) is removed by water erosion to a critical depth of 1.0 m (original approach); ii) the remaining time (years) until the top 0.25 m of the nutrient-rich soil surface is removed by water erosion (new approach). Several areas in the state have reached a very critical soil depletion level, due to the predominance of consolidated agricultural activities, mainly of sugarcane and livestock production (as in the mesoregions of Ribeirão Preto, Bauru, Assis, Itapetininga and Araraquara). Only 35 % of the study area is in conserved state; 65 % of the study area is in the state of resource degradation, requiring intervention to diminish soil loss rates - and of this total, SLtI is zero in 1 and 0.25 % of the study area, respectively, for the original (critical depth of 1 m) and the new approach (0.25 m). It was estimated that at the current soil loss rates, within 100 years, 20,000 km2 of the total area of the state of São Paulo (248,209 km2) will have reached the critical depth of 1.0 m, and the top 0.25 m of the soil surface from an area of approximately 76,000 km2 will have been completely removed if the current pace of resource exploitation is maintained.

Dados termopluviométricos são utilizados em diversos estudos. Contudo, a escassez de dados resultante da baixa densidade de estações meteorológicas é um problema frequentemente encontrado. Com isto, a utilização de dados estimados por satélites tem-se mostrado importante para regiões nas quais eles são escassos. Neste trabalho foram realizadas comparações entre dados mensais de precipitação pluvial estimados pelo satélite TRMM e de temperatura, estimados pelo satélite Aqua/MODIS aos dados observados por estações de superfície, para diferentes localidades do Estado de São Paulo, no período de 2003 a 2010. Os resultados demonstraram que para os dados de precipitação pluvial os menores erros foram observados nos meses de inverno e os maiores nos meses de verão. Em relação aos dados de temperatura observou-se que, com a inclusão de um fator de correção, os dados do satélite Aqua apresentaram boa exatidão em todos os meses. De maneira geral, os resultados obtidos indicam que os satélites TRMM e Aqua são alternativas eficientes na aquisição de informações em locais onde há falhas ou escassez dos mesmos podendo ser também utilizados na análise da consistência de dados coletados por meio de redes meteorológicas.

Temperature and rainfall data are used in several scientific studies. However, the paucity of data resulting from the low density of weather stations is a problem frequently encountered in these studies. Thus, the use of estimated data from satellites has become an important tool in regions where they are scarce. In this study comparisons were made between monthly rainfall data estimated by TRMM satellite and temperature data estimated by the satellite Aqua/MODIS data observed by surface stations, for different locations in the State of Sao Paulo during the period 2003 to 2010. The results showed that for the rainfall data, smaller errors were observed during the winter and higher during the summer months. In relation to the temperature data it was observed that with the inclusion of the correction factor, the Aqua satellite data showed good accuracy in all months. Overall, the results obtained by validation of the data of rain and temperature, indicating that the satellite TRMM and Aqua are efficient alternatives for obtaining information of locations where there are errors or shortage of the same, may also be used to analyse the consistency of data collected by meteorological networks.

A participação da cultura da cana-de-açúcar no fornecimento de matéria prima para produção de açúcar e também de álcool, como fonte alternativa de energia, tem sido relevante para o crescimento econômico do Brasil. Consequentemente, a disponibilidade de informações precisas sobre a produção agrícola dessa cultura é importante para auxiliar no planejamento e na tomada de decisões em toda a cadeia produtiva. O presente trabalho teve como objetivo estimar a produtividade agrícola de talhões de cana-de-açúcar para as safras 2004/2005 e 2005/2006, a partir de um modelo agronômico ajustado com dados orbitais. A inovação deste modelo consiste no uso do índice de área foliar (IAF) estimado a partir do produto índice de vegetação NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) do sensor MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) a bordo do satélite Terra da NASA (National Aeronautics Space Administration). O modelo agronômico explicou 31% e 25% da variação da produtividade observada entre talhões nos anos safra 2004/2005 e 2005/2006, respectivamente, o que se deve fundamentalmente ao uso das imagens NDVI do MODIS. O resultado do modelo pode ser usado para auxiliar e aprimorar a previsão da estimativa da produtividade feita in loco.

The contribution of sugarcane crop to provide raw material to produce sugar and also alcohol as an alternative energy source has been relevant to the economic growth of Brazil. Therefore, the availability of precise agricultural production information about this crop is important for planning and decision-making in the entire productive chain. The present work has the objective to estimate sugarcane yield in crop fields during the crop years 2004/2005 and 2005/2006, based on an agronomic model fit with orbital data. The innovation of this model consists in the use of the leaf area index (LAI) estimated from the NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) produced by the MODIS sensor (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) on board of the Terra satellite from NASA (National Aeronautics Space Administration). The agronomic model explained 31% and 25% of the yield variability among crop fields for the crop years 2004/2005 and 2005/2006, respectively, which is mainly attributed to use of NDVI images from MODIS. The model output should be useful to improve the precision of the crop yield estimation forecast performed in loco.

O conceito de alteração climática está atrelado à definição do termo clima. Assim, o primeiro passo no estudo de possíveis mudanças e de suas implicações nos diversos setores da sociedade e em especial na agricultura, é a correta caracterização do regime das variáveis meteorológicas de uma região, que não deve ser desassociada da dinâmica das condições do tempo. O objetivo deste trabalho é caracterizar a distribuição temporal de precipitação pluvial mensal no posto meteorológico do Instituto Agronômico localizado no município de Campinas (1890 a 2005), buscando-se tendências no regime desse elemento. A fim de avaliar possíveis mudanças na distribuição de freqüência de precipitação pluvial, os 116 anos de dados foram subdivididos em quatro períodos de igual duração: de 1890 a 1918 (P1); de 1919 a 1947 (P2); de 1948 a 1976 (P3) e de 1977 a 2005 (P4). Os 48 agrupamentos (quatro períodos de cada um dos 12 meses) foram, então, comparados por meio da função densidade de probabilidade gama. O grau de assimetria das distribuições pluviométricas mensais, evidenciado pelas grandes diferenças entre a média e a moda, mostrou ser discutível a consistência dos balanços hídricos climatológicos que utilizam valores médios mensais de chuva. O estudo não detectou tendência na variabilidade dos totais pluviométricos, na escala temporal utilizada, mostrando não ter havido mudanças significativas no regime de precipitação pluvial da série do posto meteorológico do Instituto Agronômico em Campinas (SP).

Climatic change is a difficult concept to define. Clearly, it is related to the definition of climate. The first step in a study about climatic changes and its social and agricultural impacts is associated to the correct characterization of the weather variation. The climate study should not be dissociated from the dynamics of each element of the weather. The aim of this study was to characterize the monthly rainfall temporal distribution at Campinas, São Paulo State, from 1890 to 2005. In order to detect possible trends in the precipitation series, the 116 years were divided in four equally spaced periods (P1, P2, P3 e P4) which were compared among themselves then using the gama probability density function for 48 data sets (4 periods of each 12 months). The skewness level of the monthly precipitation series showed that the consistency of climatic water balance that uses monthly precipitations arithmetic means can be questioned in no significant trends were detected on the monthly rainfall time distribution at Campinas.

Modelos matemáticos agrometeorológicos que relacionam a fenologia, a bienalidade e a produtividade do cafeeiro, foram desenvolvidos e testados para Mococa (SP), a partir de série de dados de produtividade de cafeeiros adultos, variedade Mundo Novo, correspondente ao período de 1966/67 a 1973/74. Os modelos baseiam-se na penalização da produtividade potencial, em função da produtividade do ano anterior e das relações ER/EP (evapotranspiração real e potencial), derivados de balanços hídricos decendiais seqüenciais durante os estádios fenológicos, considerando 16 combinações diferentes. A penalização é feita à medida que haja restrição hídrica para a planta durante os diferentes estádios fenológicos, considerando coeficientes de resposta da cultura ao suprimento hídrico, incorporados numa função aditiva ou multiplicativa. O modelo com penalização aditiva apresentou melhor desempenho na parametrização dos coeficientes em relação ao multiplicativo. Os melhores ajustes entre dados observados e estimados foram obtidos com modelo aditivo que relaciona o fator hídrico durante os trimestres (combinação D1) jun./jul./ag.; set./out./nov. e dez./jan./fev., os quais apresentaram coeficientes de resposta da cultura ao suprimento hídrico (ky) de +0,38 (ky1), +0,61 (ky2) e +0,18 (ky3), respectivamente, para os estádios fenológicos da dormência das gemas/início do florescimento, florescimento/formação do grão e formação do grão/maturação. As magnitudes dos valores de ky1 e ky2 revelam que a produtividade do cafeeiro é particularmente sensível ao estresse hídrico durante os estádios fenológicos do florescimento e formação do grão. O teste do modelo apresentou boas estimativas, com coeficientes de determinação de 0,93 e índice de concordância (d) de 0,98.

This paper describes a new method to reliably monitor and assess drought impact on coffee yields just before the beginning of the maturation growth stage. A good model requires the evaluation of the sensitive indices and test for a specific variety and region. Phenological and yield data for Mundo Novo cultivar were taken from experiments conducted at the Instituto Agronômico Experimental Station located in Mococa (lat. 21°28'S, long. 47°01'W, alt. 665 m), São Paulo State, Brazil, during 1967 to 1974. The models tested are based in the penalization of the crop yield potential according the previous yield and the ER/EP relation (actual/potential evapotranspiration), derived by 10-day soil water balance occurred during different growth stages. These ratios were weighted by derivation of crop phase yield-response coeficients (ky values) in additive and multiplicative type models. Based on the model's statistics, the additive type model presented better performance than the multiplicative one. The additive model which considers the crop phases combination D1: bud dormancy/ flowering beginning (Jun/Jul/Aug), flowering/grain formation (Sep/Oct/Nov) and grain formation/maturation (Dec/Jan/Feb) presented the best performance. An analysis of the ky values shows that this combination D1 gives higher weigth to the water relations during the flowering and grain formation (fruit set), with R2 of 0.93 and d-index agreement of 0.98.