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Title: Impacto das mudanças climáticas sobre a produtividade e pegada hídrica da soja cultivada na região do Matopiba.
Other Titles: Impact of climate change on productivity and water footprint of soybeans grown in the Matopiba region.
???metadata.dc.creator???: SILVA, Roberta Araújo e.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: SILVA, Vicente de Paulo Rodrigues da.
???metadata.dc.contributor.referee1???: SILVA, Bernardo Barbosa da.
???metadata.dc.contributor.referee2???: SILVA, Madson Tavares.
???metadata.dc.contributor.referee3???: MACIEL, Girlene Figueiredo;
???metadata.dc.contributor.referee4???: HOLANDA, Romildo Morant de.
Keywords: Glycine Max;AquaCrop;Rendimento;Clima Futuro;Yield;Future Climate
Issue Date: 30-Jan-2018
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: SILVA, R. A. e. Impacto das mudanças climáticas sobre a produtividade e pegada hídrica da soja cultivada na região do Matopiba. 2018. 113 f. Tese (Doutorado em Meteorologia) – Programa de Pós-Graduação em Meteorologia, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2018.
???metadata.dc.description.resumo???: Neste estudo foram avaliadas as condições atuais e os efeitos das mudanças climáticas sobre a produtividade e pegada hídrica da soja cultivada na região de Matopiba. Para simular a produtividade da cultura foi usado o modelo AquaCrop versão 5.0 da FAO, calibrado com dados do ano de 2016 e validado com os de 2014, usando parâmetros de clima, solo, cultura e manejo coletados em duas campanhas experimentais realizadas entre os meses de junho e outubro nos anos de 2014 e 2016 em Palmas, TO. O desempenho do modelo foi avaliado utilizando os indicadores estatísticos: erro de previsão (Ep), coeficiente de determinação (R2), raiz quadrada do erro médio (RMSE), erro médio absoluto (EMA), eficiência de Nash e Sutcliffe (NSE), e o índice de concordância de Willmontt´s (d). A calibração e validação da produtividade da cultura de soja estimada pelo modelo AquaCrop, apresentaram resultados satisfatórios, ilustrando a robustez e a aplicabilidade geral do modelo. O modelo AquaCrop subestima a produtividade de grãos de soja, para condições de estresse hídrico severo durante todo o ciclo de cultivo. Após a calibração e validação, o AquaCrop foi utilizado como ferramenta de simulação de produtividade da cultura da soja para o cenário atual (2016) e de mudanças climáticas a médio (2045/2046; 2055/2056) e longo prazo (2075/2076; 2064/2095), alimentado por dados de dois modelos climáticos (HadGEM2-ES e MIROC5) e considerando as RCP 4.5 e 8.5. Em seguida, calculou-se a pegada hídrica (verde, azul e cinza) de soja atual dos principais municípios produtores, de cada estado que compõem a região do Matopiba. Posteriormente, avaliaram-se os efeitos das possíveis mudanças climáticas sob a produtividade e pegada hídrica da soja, considerando as variações climáticas com foco na temperatura, precipitação e CO2. Os modelos climáticos projetaram aumento da produtividade em ambas as RCP consideradas, porém mais acentuado sob a RCP 8.5, em decorrência do aumento da temperatura e concentração de CO2 e a precipitação, que mesmo sofrendo redução nos totais pluviométricos ao longo do tempo, ainda atendendo a necessidade hídrica da soja. As PHsoja atuais da região do Matopiba, variaram de 2036,60 m³t-1 a 2584,12 m³t-1, valores similares aos encontradas na literatura. Sob cenários de mudanças climáticas, a PHsoja decresce ao longos os anos. A PHsoja futura decresce, especialmente a componente verde, devido ao aumento menos acentuado da evapotranspiração, resultando em maior rendimento final. As PHverde diminuem ao longos dos anos, as PHazul aumenta na mesma proporção e as PHcinza apresentam comportamento praticamente continuo. Os resultados deste estudo podem ser usados para quantificar a produtividade futura da soja, a demanda de água e a sua utilização, bem como obter informações úteis para a gestão dos recursos hídricos na região de estudo.
Abstract: This study evaluated the current conditions and effects of climate change on the productivity and water footprint of soybean cultivated in Matopiba region. To simulate crop productivity, the FAO AquaCrop version 5.0 model was used, calibrated with data from 2016 and validated with 2014, using climate, soil, crop and management parameters collected in two experimental campaigns conducted between the months of June and October in the years 2014 and 2016 in Palmas, TO. The performance of the model was evaluated using the statistical indicators: prediction error (Ep), coefficient of determination (R2), square root mean error (RMSE), mean absolute error (EMA), Nash efficiency and Sutcliffe (NSE) and Willmontt's agreement index (d). Calibration and validation of soybean crop productivity estimated by the AquaCrop model presented satisfactory results, illustrating the robustness and general applicability of the model. The AquaCrop model underestimates soybean grain yield for severe water stress conditions throughout the growing cycle. After calibration and validation, AquaCrop was used as a simulation tool for soybean crop productivity for the current scenario (2016) and medium-term (2045/2046; 2055/2056) and long-term (2075/2076; 2064/2095), fed by data from two climatic models (HadGEM2-ES and MIROC5) and considering RCPs 4.5 and 8.5. Then, the water footprint (green, blue and gray) of the current soybean of the main producing municipalities of each state that compose the Matopiba region was calculated. Subsequently, the effects of possible climatic changes under soybean productivity and water footprint, considering the climatic variations with focus on temperature, precipitation and CO2, were evaluated. The climatic models projected increase of productivity in both RCP considered, but more accentuated under RCP 8.5, due to the increase in temperature and concentration of CO2 and precipitation, that even undergoing a reduction in rainfall totals over time, still taking into account water requirement of soybeans. The current PHsoja of the Matopiba region, ranged from 2036.60 m³t-1 to 2584.12 m³t-1, values similar to those found in the literature. Under scenarios of climate change, the PHsoja decreases over the years. The future PHsoja decreases, especially the green component, due to the less accentuated increase of the evapotranspiration, resulting in greater final yield. PHverde decreases over the years, PHazul increases in the same proportion and PHcinza show practically continuous behavior. The results of this study can be used to quantify future soybean yield, water demand and utilization, as well as to obtain useful information for the management of water resources in the study region.
Keywords: Glycine Max
AquaCrop
Rendimento
Clima Futuro
Yield
Future Climate
???metadata.dc.subject.cnpq???: Meteorologia
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/1454
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