A floresta tropical amazônica está sendo substituída por pastagens e lavouras, mas quando essas áreas são abandonadas após um período de uso agrícola, muitas vezes ocorre o recrescimento de uma floresta secundária. Pesquisas sugerem que esta floresta secundária é limitada pelo clima e pela disponibilidade de nutrientes e, usando um modelo acoplado biosfera-atmosfera, investigamos os padrões do recrescimento da floresta amazônica após um evento de desmatamento total, considerando diferentes tipos de estresse nutricional. Os resultados sugerem que ao longo de um período de recrescimento de 50 anos, a redução da precipitação causada pelo desmatamento em grande escala não foi suficiente para impedir o recrescimento da floresta secundária, mas essa diminuição da precipitação combinada a uma limitação de nutrientes, devido ao desmatamento e ao uso frequente do fogo, impediu a regeneração da floresta na região central e sul da Amazônia, levando a um processo de savanização. Estes resultados são preocupantes, pois o norte do Mato Grosso tem a maior taxa de desmatamento na Amazônia. A baixa resiliência da floresta sob estresse nutricional indica que uma perturbação de grande escala poderia expandir a área adequada para lavouras, acelerando o desaparecimento da floresta.

Amazon tropical forests are being replaced by pasturelands and croplands, but they sometimes revert to regrowth forest when abandoned after a period of agricultural use. Research suggests that this secondary regrowth is limited by climate and nutrient availability and, using a coupled biosphere-atmosphere model, we investigated patterns in the regrowth of the Amazon rainforest after a full deforestation event, considering different types of nutrient stress. We found that, over a 50 year regrowth period, the reduction of precipitation caused by large-scale deforestation was not sufficient to prevent secondary forest regrowth, but this decrease in precipitation combined with nutrient limitation, due to logging and frequent fires, did indeed prevent forest regrowth in central and southern Amazonia, leading to a savannization. These results are concerning, as the northern Mato Grosso region has the highest clearing rate in Amazonia. The low resilience of the forest under nutrient stress indicates that a large scale disturbance could greatly expand the area suitable for cropland, accelerating forest disappearance.

Diversos estudos hidrobiogeoquímicos têm sido realizados na Amazônia oriental para contribuir no entendimento sobre como as mudanças em ecossistemas florestais e agroecossistemas afetam a provisão de serviços ecossistêmicos. Os seus resultados demonstram que as boas práticas agrícolas e a presença da vegetação secundária favorecidas pelo manejo agrícola na agricultura familiar são fatores importantes para a ciclagem hidrobiogeoquímica, a conservação do ecossistema aquático, a conservação dos solos e a mitigação das emissões de gases traço oriundos da queima de biomassa em pequenas bacias amazônicas. Neste contexto dois desafios se apresentam para a gestão dos serviços hídricos. Primeiramente observa-se que a baixa densidade populacional e o relevo relativamente plano resultam que uma massa crítica de beneficiários a jusante de tais serviços - um prerequisito para a intervenção pública - torna-se de mais difícil sua identificação do que em áreas montanhosas mais densamente povoadas. Em segundo lugar, os provedores de serviços hídricos (produtores rurais) sejam em certa medida também beneficiários, os conflitos de terra e a heterogenidade cultural entre eles inibe uma ação coletiva local para salvaguardar a qualidade da água. A inclusão de agricultores familiares em arranjos para pagamento por carbono que compensem a manutenção da vegetação ripária parece ser uma solução financeira efetiva para assegurar os serviços hídricos como benefícios adicionais na mitigação das mudanças climáticas com base na conservação de florestas.

Several hydrobiogeochemical research activities have been conducted in the Eastern Amazon, contributing to the understanding of how changes in forests and agro-ecosystems affect the provision of services to ecosystems. The findings have demonstrated that good agricultural practices and the presence of natural secondary vegetation favored by the management of small family farms are important factors for hydrobiogeochemical cycling, aquatic ecosystem conservation, soil conservation, and mitigation of trace gases emissions from biomass burning in Amazonian small catchments. Two challenges for watershed service management arise in this context. First, low population densities and the relatively flat landscape mean that a critical mass of downstream beneficiaries of such services - a prerequisite for public intervention is more difficult to identify than in more densely populated mountainous areas. Second, although watershed service providers (farmers) are also to a considerable extent service beneficiaries, conflicts over land and cultural heterogeneities among settlers inhibit local collective action to safeguard the quality of stream water. Including small landholders in carbon payment schemes that compensate for the maintenance of riverbank vegetation would appear to be a cost-effective means to secure watershed services as additional benefits of forest-based mitigation of climate change.