Erosão e reflorestamento na Caatinga: aplicação de modelos RUSLE3D e USPED combinado com inteligência artificial

dc.contributor.advisorAmorim, Jhones da Silva
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0001-7012-9465pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6904912327180800pt_BR
dc.contributor.authorOliveira, Francisco Guaraci Gomes de
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5853957163068936pt_BR
dc.contributor.referees1Silva, Danilo Paulucio da
dc.contributor.referees2Junqueira, Rubens
dc.date.accessioned2024-08-08T22:06:17Z
dc.date.available2024-08-08T22:06:17Z
dc.date.issued2024-06-19
dc.description.abstractLand use and land cover changes (LULC), expansion of farming, and reduction of native vegetation have exposed soil to erosion, compromising local ecosystem productivity and sustainability. This study aimed to analyze the impact of LULC alteration on erosive processes in the Caatinga and assess the applicability of AI-driven reforestation strategies in erosion control. In the first article, the Revised Universal Soil Loss Equation ThreeDimensional model (RUSLE3D) was applied to the Seridó River Basin (SRB) to analyze soil erosion between 1988 and 2018. The study revealed a reduction in native vegetation, with a 15.12% decrease in Caatinga forest cover, and over 35% of the area experienced LULC changes, primarily due to farming expansion. There was a direct relationship between reduced vegetation cover and increased erosion. The second article proposed forest restoration in the Caatinga using optimization algorithms to identify priority areas for reforestation. Applying the Unit Stream Power Erosion Deposition model (USPED) and AI, which aimed for a 20% increase in forest cover, reduced soil loss from 105,000 to 75,000 tons per year. The proposed reforestation improved soil stability, expanding stable areas from 39.48% to 43.07%, but led to increased fragmentation, potentially impacting carbon storage and edge effects. Thus, AI demonstrated promise in optimizing forest restoration, emphasizing the need to balance erosion mitigation with maintaining connectivity among vegetation fragments. The research underscores the critical role of forests in soil erosion mitigation and maintaining essential ecosystem services. Soil erosion models and AI techniques have proven powerful in guiding environmental management decisions.pt_BR
dc.description.resumoAs mudanças do uso e cobertura do solo (UCS), a expansão da agropecuária e a redução da vegetação nativa têm exposto o solo à erosão, que pode comprometer a produtividade e a sustentabilidade dos ecossistemas locais. Diante disso, esse estudo teve como objetivo analisar o efeito da alteração UCS sobre os processos erosivos na Caatinga e a aplicabilidade das estratégias de reflorestamento elaborado com utilização de Inteligência Artificial (IA) no controle da erosão. No primeiro artigo, foi aplicado o modelo Revised Universal Soil Loss Equation Three-Dimensional (Equação Universal de Perda de Solo Revisada Tridimensional, RUSLE3D) na Bacia Hidrográfica do Rio Seridó (BHRS) para analisar a erosão do solo durante os anos de 1988 e 2018. O estudo revelou uma redução na vegetação nativa, com diminuição de 15,12% na Floresta de Caatinga e, mais de 35% da área sofreu alterações no UCS, principalmente devido à expansão da agropecuária. Houve uma relação direta entre a redução da cobertura vegetal e o aumento da erosão. No segundo artigo, foi proposta a restauração florestal na Caatinga usando algoritmos de otimização para identificar áreas prioritárias para reflorestamento. A aplicação do modelo Unit Stream Power Erosion Deposition (Erosão e Deposição Baseado na Potência Fluxo Unitário, USPED) e IA considerando uma proposta de aumento de 20% na cobertura florestal acarretou na redução da perda de solo de 105 mil para 75 mil Ton/ano. O reflorestamento proposto melhorou a estabilidade do solo, ampliando as áreas estáveis de 39,48% para 43,07%, mas levou a um aumento na fragmentação, o que pode impactar negativamente o armazenamento de carbono e ter maior efeito de borda. Desta forma, o uso de IA mostrou-se promissora na otimização da restauração florestal, mas deve-se considerar o equilíbrio entre a mitigação da erosão e a manutenção da conectividade dos fragmentos vegetais. A pesquisa evidencia a importância crítica das florestas na mitigação da erosão do solo e na manutenção dos serviços ecossistêmicos essenciais. O uso de modelos de erosão de solo e técnicas de IA provou serem ferramentas poderosas para orientar decisões de gestão ambiental.pt_BR
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.identifier.citationOLIVEIRA, Francisco Guaraci Gomes de. Erosão e reflorestamento na Caatinga: aplicação de modelos RUSLE3D e USPED combinado com inteligência artificial. Orientador: Dr. Jhones da Silva Amorim. 2024. 110f. Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais) - Escola Agrícola de Jundiaí, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/59080
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS FLORESTAISpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectPerda de solopt_BR
dc.subjectFloresta tropical secapt_BR
dc.subjectSustentabilidadept_BR
dc.subjectAlgoritmo genéticopt_BR
dc.subjectSeridópt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::RECURSOS FLORESTAIS E ENGENHARIA FLORESTALpt_BR
dc.titleErosão e reflorestamento na Caatinga: aplicação de modelos RUSLE3D e USPED combinado com inteligência artificialpt_BR
dc.title.alternativeErosion and reforestation in the Caatinga: application of RUSLE3D and USPED models combined with artificial intelligencept_BR
dc.typemasterThesispt_BR

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