Serviços ecossistêmicos na bacia hidrográfica do Rio Caeté: dinâmica hidroclimática, oferta e valoração sob cenários de mudança de uso e cobertura do solo

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dc.contributor.advisor1BELTRÃO, Ely Santos
dc.contributor.advisor1latteshttp://lattes.cnpq.br/9434131723316393
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0003-1991-2977
dc.creatorGOMES, Dênis José Cardoso
dc.creator.latteshttp://lattes.cnpq.br/1987185580532060
dc.creator.orcidhttps://orcid.org/0000-0001-6441-6783
dc.date.accessioned2026-10-21T15:08:51Z
dc.date.available2026-10-21T15:08:51Z
dc.date.issued2026-02-26
dc.description.abstractEnvironmental changes, mainly represented by natural and anthropogenic factors—such as climatic extremes and the advance of deforestation—exert pressures that cause imbalances in the functioning patterns of environmental systems, including Ecosystem Services (ESs). Analyzing changes in ESs within this context of intense environmental transformations at the watershed scale allows for assessing the extent to which ESs related to the hydrological cycle, such as water provision and regulation (gas, climate, water, extreme events, and erosion control), are being affected. The objective of this research was to analyze the extent to which environmental changes have impacted the provision of ESs in the Caeté River Basin (CRB). In the climatic analysis, hydroclimatic data were used, including climate indices, precipitation, maximum air temperature, evapotranspiration, and streamflow. The Mann–Kendall and Pettitt tests were applied to detect the presence and timing of climatic change signals. To assess the ESs, geospatial data (altitude, slope, geomorphology, hydrography, roads, and land use and land cover) were obtained to project deforestation and the provision of ESs in the CRB for the year 2040. Environmental modeling using Dinamica EGO was employed to perform the projection, and the methodology proposed by The Economics of Ecosystems and Biodiversity (TEEB) was applied to classify the ESs based on land use and land cover (1985, 2023, and 2040). The Ecosystem Services Valuation (ESV) was estimated using the benefit transfer method. Statistical analyses were performed in RStudio, and the mapping was produced using QGIS 3.3 software. The northern sector of the Tropical Atlantic Ocean shows the strongest relationship with the rainfall regime in the CRB. Among the hydrometeorological variables, there is a strong correlation between precipitation and maximum air temperature, as well as between precipitation and the Caeté River streamflow. No statistically significant trends were detected for the hydrometeorological variables. However, change points were identified in the patterns of climatic indices in the years 1996 (TNA) and 2014 (TSA). The highest precipitation (2,618.5 mm) and evapotranspiration (1,628.8 mm) values are concentrated in the southwestern region of the CRB. In the northeastern region, the highest values of maximum air temperature prevail. The CRB showed extensive areas of deforestation, mainly driven by the expansion of pasturelands, which by 2023 occupied approximately 48.3% of the basin area. Oil palm cultivation has expanded in the headwater region of the Caeté River, a highly sensitive zone, and its negative effects on local hydrology are alarming. Urbanization has advanced over the lower course of the Caeté River and has also contributed, to a lesser extent, to the suppression of riparian vegetation. All these anthropogenic activities have caused substantial deficits in the ESV of the CRB, with estimated losses of approximately USD 2 billion. Livestock farming was the primary driver, leading to reductions in regulating ecosystem services (gases, climate, water, extreme events, and erosion control). Agriculture threatens the ESV associated with water provision and regulation (hydrological regulation, protection against extreme events, and erosion control). Projections for the year 2040 are entirely pessimistic. Deforestation was identified as the main cause of the reduction in ESV in the CRB. Containment measures, such as the implementation of agroforestry systems, are urgently needed to provide short-term responses.
dc.description.resumoAs mudanças ambientais, representadas principalmente por fatores naturais e antrópicos, ou seja, extremos climáticos e avanço do desmatamento. Essas pressões ocasionam desequilíbrio nos padrões de funcionamento dos sistemas ambientais, como os Serviços Ecossistêmicos (SEs). Analisar as alterações dos SEs neste cenário de intensas mudanças ambientais a nível de bacias hidrográficas, possibilita obter informações do quanto está sendo afetado os SEs relacionados ao ciclo hidrológico, como provisão da água e regulação (gases, clima, hídrica, eventos extremos e controle da erosão). O objetivo desta pesquisa foi analisar o quanto os as mudanças ambientais impactaram na oferta de SEs na Bacia Hidrográfica do rio Caeté (BHC). Na análise climática, utilizou-se dados hidroclimáticos (índices climáticos, precipitação, temperatura máxima do ar, evapotranspiração e vazão). Aplicou-se os testes de Mann-Kendall e Pettitt para detectar se houve sinais mudanças climáticas e o ano exato. Para verificar os SEs, adquiriu-se dados geoespacializados (altitude, declividade, geomorfologia, hidrografia, estradas e uso e cobertura do solo) com a finalidade de projetar o desmatamento e os SEs da BHC para o ano de 2040. Usouse a modelagem ambiental do Dinamica EGO para realizar a projeção e metodologia do The Economics of Ecosystems and Biodiversity (TEEB) na classificação dos SEs com base no uso e cobertura do solo (1985, 2023 e 2040). A Valoração dos Serviços Ecossistêmicos (VSE) foi estimada através do método de transferêncida de benefícios. Os cálculos estatísticos foram feitos no R Studio e o mapeamento produzido no software QGIS 3.3. No setor norte do oceano Atlântico Tropical possui maior relação com o regime de chuvas da BHC. Dentre as variáveis hidrometeorológicas, destaca-se a forte correlação entre a precipitação e temperatura máxima do ar, assim como a precipitação e vazão do rio Caeté. Não há tendências estatisticamente significativas em relação as variáveis hidrometeorológicas. Entretanto, detectou-se pontos de mudanças nos padrões dos índices climáticos nos anos de 1996 (ATN) e 2014 (ATS). Os maiores volumes de precipitação (2.618,5 mm) e evapotranspiração (1.628,8 mm) concentram-se na região Sudoeste da BHC. Na região Nordeste predomina-se os maiores valores de temperatura máxima do ar. A BHC apresentou grandes áreas de desmatamento, motivado especialmente pelo avanço do pasto até alcançar no ano de 2023 aproximadamente 48,3% de área da BHC. A plantação de dendê expandiu-se na região da nascente do rio Caeté em uma zona altamente sensível e seus efeitos negativos na hidrologia local são alarmantes. A urbanização avançou sobre região do baixo curso do rio Caeté e também contribuiu em uma menor escala para a supressão da mata ciliar. Todas essas ações antrópicas causaram grandes déficits nas VSE da BHC com perdas de aproximadamente 2 bilhões de dólares, principalmente a pecuária que reduziu os SEs de regulação (gases, clima, água, eventos extremos e controle da erosão). A agricultura ameaça a VSE de provisão da água e regulação (hídrica, eventos extremos e controle de erosão). Projeções para o ano de 2040 são todas pessimistas. Não houve sinais de mudanças hidroclimáticas significativas. O desmatamento foi a principal causa da redução dos VSE na BHC, medidas de contenção como implementação de sistemas agroflorestais são extremamente necessários para respostas a curto prazo.
dc.description.sponsorshipUniversidade do Estado do Pará
dc.identifier.citationGOMES, Dênis José Cardoso. Serviços ecossistêmicos na bacia hidrográfica do Rio Caeté: dinâmica hidroclimática, oferta e valoração sob cenários de mudança de uso e cobertura do solo. Orientador: Ely Santos Beltrão. 2026. 199 f. Tese (Doutorado em Ciências Ambientais) - Centro de Ciências Naturais e Tecnologia, Universidade do Estado do Pará, Belém, 2026.
dc.identifier.urihttps://portaldaposgraduacao.uepa.br/handle/riuepa/373
dc.languagePortuguês
dc.publisherUniversidade do Estado do Pará
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Naturais e Tecnologia
dc.publisher.initialsUEPA
dc.publisher.programPPGCA - Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais
dc.rightsAberto
dc.subjectMudanças climáticas
dc.subjectDesmatamento
dc.subjectImpacto ambiental
dc.subjectProteção ambiental
dc.subjectClimate change
dc.subjectDeforestation
dc.subjectEnvironmental impact
dc.subjectEnvironmental protection
dc.subject.cnpqCiências Agrárias::Recursos Florestais e Engenharia Florestal::Conservação da Natureza::Conservação de Bacias Hidrográficas
dc.subject.cnpqCiências Agrárias::Recursos Florestais e Engenharia Florestal::Conservação da Natureza::Recuperação de Áreas Degradadas
dc.titleServiços ecossistêmicos na bacia hidrográfica do Rio Caeté: dinâmica hidroclimática, oferta e valoração sob cenários de mudança de uso e cobertura do solo
dc.title.alternativeEcosystem services in the Caeté River watershed: hydroclimatic dynamics, supply, and valuation under land-use and land-cover change scenarios
dc.typeTese

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