Carbon Stocks and Ecological Implications of Open Spaces [Elektronische Ressource] : A Case Study in Recife, Brazil / Oliver Jende

Oliver Jende

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• Publié par: rheinische_friedrich-wilhelms-universitat_bonn
• Publié le: 01 janvier 2011
• Nombre de lectures: 22
• Langue: English
• Poids de l'ouvrage: 4 Mo

Extrait

Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressocuernschutz
der Rheinischen Friedrich- Wilhelms- Universität nBno



CARBON STOCKS ANDE COLOGICAL IMPLICATIONS OFO PEN SPACES –
A CASE STUDY INR ECIFE - BRAZIL


Inaugural-Dissertation

zur

Erlangung des Grades
Doktor der Agrarwissenschaften
(Dr. agr.)

der

Hohen Landwirtschaftlichen Fakultät
der

Rheinischen Friederich- Wilhelms- Universität
zu Bonn



Vorgelegt von Oliver Jende
aus Sao Paulo - Brasilien
















Erscheinungsjahr: 2011
Referent: Prof. Dr. M.J.J. Janssens
Korreferent: Prof. Dr. H.A.J. Pohlan
Korreferent: Prof. Dr. D. Wittmann
Tag der Mündlichen Prüfung: 22.06.2011

ACKNOWLEDGEMENTS
I want to gratefully thank Prof. Dr. Marsct Jsupeansrsveinsor, ,m y who firoriented me all
the time during this research. Thank you for aytourive eixensmplpiarayt iconre, your moral
support, your friendship, your endless optimism and ifonori ngne vtehar t queourst goal
would be reached.
Thank you Prof. Dr. Jürgen Pohlan, my second super rcvriisotirc,a lf orr eaydioungs and
orientation in issues directly related to this werlelse, arrceh,la tebud t to a science,
philosophy, and life during the years I had the hyou.onour to work with
Further I want to thank Prof. Dr. Dieter Wittmupeann,rv ismory , thiforrd gsenerously
accepting this supervision.
Special thanks to Prof. Dr. Ana Maria Benko Iseppo mn e, whoena bslupingpor teadn
effective start up and networking in the academciomc munand ity scofie ntReicfifce . Thanks
as well for your logistical support and, of iceonurdlys e,c oufnsore ly oeurac h frtime I asked
for.
Thanks to the DAAD (Deutscher Akademischer Austauscfoh rdi preonsvidt)i ng me with the
needed financial support, enabling the realisation of this work.
Thank you, Thiago Dias Caires, Esther Wiebel, ToSbiimaones T öpfScehmr iadtnd , all others
who contributed through their own researches, friendshi p,a nd moriansl pisurppoatiront al
discussions. You turned the field trip to Recis fem omientnto ofa mpry ilciefle.s
I want to thank kindly Senhor Israel and Claudio fro om Mathcea cosAs seent ament
Pedreiros and all people that I met in the study a rmee a an and enorwho mogusa vseupport,
sharing with me their personal experiences and proiintbutsi ngof evfifeorw,t lecsons tto this
work in a decisive manner.
Finally, I would like to thank my loved wife myCi drntehayams fwiorth lmiev,i ngfo r loving
and supporting me in the most difficult times and sheha rimosngt prwiteh ciomuse t
moments of my life. Thank you for trusting in ouner vejrour gneivyi ngand up.for

i
This w ork is dedicated to m y w ife Cinthya and m y sons
M atheus and L eonardo w ho faced m any house m ovings,
distancing them selves from friends and fam iliar
structures, nevertheless, sacrificing their tim e w ith m e on
innum erous w eekends and holidays in w hich this research
could be com plied besides the usual w orking routine.

I love you!
ii ERKLÄRUNG

Ich versichere, dass ich diese Arbeit selbständig
verfasst habe, keine anderen Quellen und
Hilfsmittel als die angegebenen benutz und die
Stellen der Arbeit, die anderen Werken dem
Wortlaut oder dem Sinn nach entnommen sind,
kenntlich gemacht habe.

Die Arbeit hat in gleicher oder ähnlicher Form
keiner anderen Prüfungsbehörde vorgelegen.
iii SUMMARY
The aim of this work is to evaluate the ecol ogofi ctahel iwhmolplei cartaingonse of
urban and rural land use systems from a common pedr sopen cticaver bofn ocusstoce ks and
land use change (LUC) in urbanizing areas ofT o Reacnaifel yzei n theB raozpein l. spaces
(OS), 22 representative experimental areas were t derfeiprneesd,e ntt ha6 experimental
systems identified in the urban to rural transt,e cft;a llnaow turlanld, forpeersennial crops,
annual crops, recreation areas and street treethods. olA ogciomcamon l amppre oach was
applied to all systems during a 24 month survey composaesd ureofme ntfsi eald nd me
personal interviews on a household/farm level betwee00n 6. 200T5h e asntrd uc2tural
composition, carbon stocks, biodiversity, indicator (s Riof) arned siclooliencinge potential
were analyzed and projected to 6 case studies reprle selntanidsngca petypis cunadergoing
rapid changes in the peri-urban fringe profof Rielcei fwae.s A drsaocwn iatlo support the
understanding of the LUC process on a household/farm ltheev elc raeantd ion enaoblf e a
scenario in which carbon stocks are kept neutro al uriban thLeU C rprurocale ss,t
maintaining functions of OS to their users. Theyz ed paurndeamretgeo rs aa nahugle
variation across the experimental systems which turdisn triundbutieon rgoeis n a huge
variation across the case studies. Recreation mosta rhaealsf softor etd hea lcarbon (24,23
t/ha) than natural forest fragments (48,33 t/ha ) craopsnd pe(6r1e,nni77 ta/hal ) but had the
highest Ri (206) and plant diversity (62 specipopules). aIten d adernseaels y the income
generating functions of OS are reduced, resulting morin e fpraoporllow tiloanand ll(y5 0%)
than in less populated areas (13,07%) and the extinc tfioron est off rnaagmturentasl on a
household level. The importance of perennial cropsne id s fraomlm os3t5 % mato int29a% i
due to their role in supporting subsistence in pooride rhiousnge holtheds .f uncConstionality
of OS across the study area, a distribution of 23% buituraldl- up,for 1es8t,% na24%
perennial crops, 19% annual crops and 16% recrecaomtipoen nsatre eath ec oculad rbon
stocks reduced during the urbanization process.duc Anyti on furofthe rO S rewould implicate
in a compromise of functions to the settlers ansd/.or F icnaarlblon y asrtoce kdiscussed the
(i) ecological implications of the land-tushee ismyplsteimcs;a ti(onsii ) of LUC; (iii) a future
outlook about Emergy analysis and sustainability; tiavnd e/s(triavt)e gai c proospepen cspace
planning approach for the peri-urban fringe of megacities.
iv ZUSAMMENFASSUNG
Ziel der vorliegenden Dissertation war es, diicehe n unterschiedl
Landnutzungssysteme in der ruralen und urbanen Landscha f-t vBonra siRleiceinf e
methodisch einheitlich zu bearbeiten und besonders de raeln s KPohlotenetnsiatolffspeicher
und die Einflüsse auf den Landnutzungswandel (LNW) zu bewurwerdeten n.i nsEsgesamt 22
Versuchsflächen selektiert, die es ermöglichten, tydapirscaheus Asgerchso- Ökosysteme zu
definieren, die typische im LNW befindliche Landsch-aurftbaenne n des Repecirfies
repräsentieren und als Fallstudien analysiert cwurhen,den R(uWdealrdfaläflächen,
Dauerkulturen, annuelle Kulturen, parkähnliche Erholtrungaßensfbäumläec)he. nVon un d S
2005 bis 2006 wurden in einem 24 monatigen Feldversturuch elledi eB esctrhaukffenheit
der Ökosysteme, der Kohlenstoffspeicher, die Biodi veIrndisitäkta torsowien e für Resilienz
(Ri) und das Kühlungspotential erhoben. Um die Entsche iduvngersprtehoezn esseund
analysieren zu können, erfolgten zusätzlich direknate ch Beferianegungm esn ozialen
Bewertungssystem. Die analysierten Parameter preäisneen tisetarren ke Variation zwischen
den einzelnen Landnutzungssystemen. Erholungsflächen speich cher24n ,23 let/dihagl i
Kohlenstoff im Vergleich zu 48,33 t/ha in Wald7f7l äcthe/han ubendi 6D1a,uerkulturen,
weisen aber den höchsten Ri – Index (206) und die reiieclhsfatlet P(f6l2 anzAretnven) auf. In
dicht besiedelten Gegenden ist die ökonomische Bedeutung von rt, FFwa sr edurduziceh
einen verhältnismäßig großen Anteil von Ruderalfliäcmh en Verg(5l0e%)i ch zu dünner
besiedelten Gegenden (13,07%) verdeutlicht wird. Waldfelräscchehwin ndevn in rein
urbanen Siedlungen, während Dauerkulturen ihre Bedeutungha slo teng ut( vwione 3e5r zu
29% der FF). Eine Verteilung von 23% bebauter Flächeäc,h e,1 82% 4% WaDladfuelrkulturen,
19% annuelle Kulturen und 16% Erholungsflächen könnte den iKcohlherevnsertoflusf-t Spe
im Urbanisierungsprozess ausgleichen. Jede weiterede rR eduzFiF erwürungde negative
Veränderungen in der Funktionalität für deren Nutzerot entsowiiael s iahrlse s P
Kohlenstoffspeicher bedeuten. Abschließend werden thesenhaifet rt: disk(iut) die
ökologische Wertigkeit der Landnutzungssysteme; (ioni)om siozsicohe-ök Einflüsse der LNW;
(iii) ein Ausblick zu “Emergy analysis” undu nd Nac(hhaiv) ltiegikn eit;hy pothetisch
strategischer Planungsansatz für FF im peric-h urvbaonn en MegBaersteäidten.

v RESUMO
O objetivo deste trabalho é avaliar as impls ideca çõesis stecmaolsóg ideca uso do
solo (SUS) urbanos e rurais de uma perspectiva comtumoqu efsoc adeda caerm boeno s e na
mudança de uso do solo (MUS) em áreas sujeitas a urbaecniifez aç-ã o Brema siRl. Para
analisar os espaços livres (EL) foram defipeniridamesnt a22 isá reqaues erxepresentam 6
sistemas identificados em um transecto urbano/ruratuarla;l M(aftraa gmn