Land use change emission scenarios: anticipating a forest transition process in the Brazilian Amazon

Abstract

Following an intense occupation process that was initiated in the 1960s, deforestation rates in the Brazilian Amazon have decreased significantly since 2004, stabilizing around 6000 km(2) yr(-1) in the last 5 years. A convergence of conditions contributed to this, including the creation of protected areas, the use of effective monitoring systems, and credit restriction mechanisms. Nevertheless, other threats remain, including the rapidly expanding global markets for agricultural commodities, large-scale transportation and energy infrastructure projects, and weak institutions. We propose three updated qualitative and quantitative land-use scenarios for the Brazilian Amazon, including a normative 'Sustainability' scenario in which we envision major socio-economic, institutional, and environmental achievements in the region. We developed an innovative spatially explicit modelling approach capable of representing alternative pathways of the clear-cut deforestation, secondary vegetation dynamics, and the old-growth forest degradation. We use the computational models to estimate net deforestation-driven carbon emissions for the different scenarios. The region would become a sink of carbon after 2020 in a scenario of residual deforestation (~1000 km(2) yr(-1)) and a change in the current dynamics of the secondary vegetation - in a forest transition scenario. However, our results also show that the continuation of the current situation of relatively low deforestation rates and short life cycle of the secondary vegetation would maintain the region as a source of CO2 - even if a large portion of the deforested area is covered by secondary vegetation. In relation to the old-growth forest degradation process, we estimated average gross emission corresponding to 47% of the clear-cut deforestation from 2007 to 2013 (using the DEGRAD system data), although the aggregate effects of the postdisturbance regeneration can partially offset these emissions. Both processes (secondary vegetation and forest degradation) need to be better understood as they potentially will play a decisive role in the future regional carbon balance.

Scenarios of land-use change in a deforestation corridor in the Brazilian Amazon: combining two scales of analysis

“…The highest deforestation estimates were calculated for the subregional quantification of the Trend scenarios. To reduce deforestation, it will be critical to find pathways toward more sustainable development at the global, regional, and subregional scales (Aguiar et al 2016).…”

“…For the Brazilian Amazon, a number of scenarios have been published (Aguiar et al 2016;Assis et al 2011;Lapola et al 2010Lapola et al , 2011Laurance et al 2001;Maeda et al 2011;Moreira 2009;Oliveira et al 2013;Rosa et al 2013Rosa et al , 2014Soares-Filho et al 2001, 2004Verburg et al 2014;Wassenaar et al 2007). Dalla-Nora et al (2014) critically assessed key elements of the different scenarios and realized that most scenario models failed to capture the amount of deforestation over recent decades.…”

Predictores antropogénicos y biofísicos de deforestación en la Amazonia: hacia la integración de actividades REDD+

“…Por esta razón, el estudio de procesos ecosistémicos en Amazonas tienen alta importancia frente a los alarmantes cambios climáticos globales y cambios en el uso de la tierra a escala regional, presentando las mayores tasas de deforestación histórica y acumulada entre los bosques tropicales (Lapola et al 2013. Se destaca que del total de las emisiones de carbono a la atmósfera durante los últimos 10 años, la deforestación es responsable de hasta 47 % (Aguiar et al 2016). Por esta razón, existe la preocupante y reciente evidencia de que estos bosques no garantizarían completamente un balance estable de carbono entre la atmósfera y biósfera a largo plazo (Brienen et al 2015).…”

“…Más recientemente, las reformas agrarias en algunos países de la cuenca, basadas en medidas de desarrollo económico a partir del año 1960, incentivaron procesos de colonización con la expansión de la frontera agrícola de forma heterogénea, intensificándose el proceso de deforestación a partir del año 1970, principalmente entre el sur y sureste de la cuenca con el establecimiento de plantaciones de soja, ganadería y tala selectiva , Rodrigues-Filho et al 2015, Aguiar et al 2016. En este contexto, una primera aproximación para alcanzar los objetivos REDD+, es comprender los patrones y procesos asociados con los cambios en el uso de la tierra, a través del análisis de diferentes causas antropogénicas y biofísi-cas de la deforestación y degradación forestal (figura 1).…”

“…En todo caso, estos predictores están actuando sinérgicamente (Laurance et al 2002, Rodrigues-Filho et al 2015. Si bien, existen algunas investigaciones que explican cómo diferentes predictores antropogénicos y biofísicos influyen directamente en la dinámica de deforestación de la Amazonía (Laurance et al 2002, Verburg et al 2014RodriguesFilho et al 2015, Aguiar et al 2016, todavía es necesario entender como los procesos sociales y económicos también pueden ser importantes causas de deforestación que deben considerarse para el futuro de la conservación de los bosques en la región.…”