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Studies of future scenarios for tropical forages Dra. Patricia Menezes Santos Embrapa Southeast Livestock

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Studies  of  future  scenarios  for  tropical  forages    

Dra.  Patricia  Menezes  Santos  Embrapa  Southeast  Livestock  

Tela  de  abertura  da  apresentação:  opção  2  

 

Prospec>ve  studies  

 “The  study  of  the  future  to  develop  strategies  for  

building  a  desirable  future”    

Mayerhoff  (2008)    

Tela  de  conteúdo  (somente  texto):  opção  1  

 

Scenarios  Studies  

“Method  to  prospect  the  future  through  systema:c  building  of  alterna:ve  ways,  determining  possible  

scenarios”    

Mayerhoff  (2008)    

Tela  de  conteúdo  (somente  texto):  opção  1  

 

“Special  Report  on  Emissions  Scenarios”  

Tela  de  conteúdo  (somente  texto):  opção  1  

 

Fonte:  IPCC,  2000  

“Special  Report  on  Emissions  Scenarios”  

•   A1:    a  future  world  of  very  rapid  economic  growth,  global  popula>on  that  peaks  in  mid-­‐century  and  declines  thereaRer,  and  rapid  introduc>on  of  new  and  more  efficient  technologies    • A2:  a  very  heterogeneous  world  with  con>nuously  increasing  global  popula>on  and  regionally  oriented  economic  growth  that  is  more  fragmented  and  slower  than  in  other  storylines.    

Tela  de  conteúdo  (somente  texto):  opção  1  

 

“Special  Report  on  Emissions  Scenarios”  

•   B1:  a  convergent  world  with  the  same  global  popula>on  as  in  the  A1  but  with  rapid  changes  in  economic  structures  toward  a  service  and  informa>on  economy,  with  reduc>ons  in  material  intensity,  and  the  introduc>on  of  clean  and  resource-­‐efficient  technologies    •   B2:  a  world  in  which  the  emphasis  is  on  local  solu>ons  to  economic,  social,  and  environmental  sustainability,  with  con>nuously  increasing  popula>on  (lower  than  A2)  and  intermediate  economic  development.    

Tela  de  conteúdo  (somente  texto):  opção  1  

 

“Representa>ve  Concentra>on  Pathways  Scenarios”  

•   RCP  2.6:  very  low  GHG  concentra>on  levels;  radia>ve  forces  peaks  around  3.1  W/m2  mid  century  and  returns  to  2.6  W/m2  by  2100;  GHG  emissions  are  reduced  substan>ally  over  >me  

•   RCP  4.5:  stabiliza>on  scenario;  radia>ve  forcing  is  stabilized  before  2100  by  employment  of  technologies  and  strategies  for  reducing  GHG  emissions  

Tela  de  conteúdo  (somente  texto):  opção  1  

 

“Representa>ve  Concentra>on  Pathways  Scenarios”  

•   RCP  6.0:  stabiliza>on  scenario;  radia>ve  forcing  is  stabilized  aRer  2100  without  overshoot  by  employment  of  technologies  and  strategies  for  reducing  GHG  emissions  

•   RCP  8.5:  representa>ve  for  high  GHG  concentra>on  levels  with  increasing  GHG  emissions  over  >me    

Tela  de  conteúdo  (somente  texto):  opção  1  

 

Scenarios  for  tropical  forages  

•   IPCC  scenarios    •   ETA  and  PRECIS  models  used  for  regional  climate  projec>on  •   Approaches:  

 -­‐  Climate  suitability    -­‐  Forage  produc>on  –  empirical  models    -­‐  Forage  produc>on  –  mechanis>c  models  

Tela  de  conteúdo  (somente  texto):  opção  1  

 

Climate  suitability  

Climate  suitability  -­‐  Cenchrus  ciliaris    

Tela  de  conteúdo  (somente  texto):  opção  1  

 

•  Search  of  climate  characteris>cs  of  na>ve  areas  and  places  where  species  is  cul>vated:  •  Rainfall  =  348  a  1.027  mm  •  Mean  temperature  =    22  a  29oC  •  Water  deficit  =  246  a  971  mm  

•  Criteria:  •  Rainfall  •  Water  deficit  •  Mean  temperature  and  rainfall  

•  Maps:  •  Geographic  Informa>on  Systems  -­‐  GIS  •  20%  of  pixels  with  occurrence  >=  0,6  

Tela  de  conteúdo  (somente  texto):  opção  1  

 

Tela  de  conteúdo  (somente  texto):  opção  1  

 

Tela  de  conteúdo  (somente  texto):  opção  1  

 

hhp://tecnologias.cppse.embrapa.br/scafforragem/  

Empirical  models  

Tela  de  conteúdo  (somente  texto):  opção  1  

 

Grass Variable Slope Inter-cept R² Reference

B. brizanta cv. Marandu Tmin 11.93 -134.95 0.73 Cruz et al. (2011) B. brizanta cv. Marandu Tmincorr 5.78 -17.24 0.75 Cruz et al. (2011) B. brizanta cv. Marandu GDDcorr 12.9 6.52 0.75 Cruz et al. (2011) Brachiaria Group 1§ Tmin 8.19 -94.92 0.5 Tonato et al. (2010) Brachiaria Group 2¶ Tmin 10.66 -128.07 0.6 Tonato et al. (2010) Cynodon Group 1† Tmin 9.06 -84.69 0.6 to 0.7 Tonato et al. (2010) Cynodon Group 2§§ Tmin 7.97 -67.01 0.6 to 0.7 Tonato et al. (2010) Panicum Group1¶¶ Tmin 6.36 -55.22 <0.4 Tonato et al. (2010) Panicum Group 2†† Tmin 5.93 -29.15 <0.4 Tonato et al. (2010) P. maximum cv. Mombaça ƩUF 0.226 600.01 0.86 Araujo et al. (2013) P. maximum cv. Mombaça ƩICC 368.14 -311.94 0.83 Araujo et al. (2013) P. maximum cv. Mombaça ƩGDD 11.52 -304.8 0.78 Araujo et al. (2013) P. maximum cv. Tanzânia AET 34.73 -21.58 0.87 Pezzopane et al. (2012) P. maximum cv. Tanzânia GDDcorr 18.80 -17.02 0.84 Pezzopane et al. (2012) P. maximum cv. Tanzânia GDDcorr 18.90 -6.38 0.87 Pezzopane et al. (2012) P. maximum cv. Tanzânia CGI 330.09 -12.88 0.84 Pezzopane et al. (2012)

Empirical  models    

Tela  de  conteúdo  (somente  texto):  opção  1  

 

Climate  x  forage  produc>on  

Tela  de  conteúdo  (somente  texto):  opção  1  

 

Panicum  maximum  –  empirical  models  

Tela  de  conteúdo  (somente  texto):  opção  1  

 

y  =  10,76***xR²  =  0,7927

0

50

100

150

200

250

0 5 10 15 20

Observeted

 DMAR

 (Kg  D

M    ha  -­‐

1  dia-­‐1

)

Mean degree-days

São  Carlos

Piracicaba

Sobral

Juiz  de  Fora

y  =  0.6756x  +  13.255R²  =  0.8137d  =  0,93

MSEP=  265,6E  =  -­‐19,58  

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Estim

ated

DM

AR (K

g DM

ha

-1 d

ia-1

)

Observeted DMAR (Kg DM ha -1 dia-1)

São  Carlos

Piracicaba

Juiz  de  Fora

Actual  scenario  -­‐  Panicum  

Tela  de  conteúdo  (somente  texto):  opção  1  

 

Future  scenarios  -­‐  Panicum  Tela  de  conteúdo  (somente  texto):  opção  1  

 

Future  scenarios  -­‐  Panicum  

Tela  de  conteúdo  (somente  texto):  opção  1  

 

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000

Prob

abilit

y

Annual Production (kg DM ha-1 year-1)

BaselineETA B2 2042-2070ETA A2 2042-2070PRECIS B2 2042-2070PRECIS A2 2042-2070

0

15

30

45

60

75

90

105

120

135

150

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

Dry

mat

ter (

kg D

M h

a-1.d

ay)

Month

Baseline

ETA B2 2042-2070

ETA A2 2042-2070

PRECIS B2 2042-2070

PRECIS A2 2042-2070

Accumulated  probability  of  annual  produc>on  

Seasonal  herbage  accumula>on  rate  

Actual  scenario  –  Brachiaria    

Tela  de  conteúdo  (somente  texto):  opção  1  

 

Future  scenarios  -­‐  Brachiaria  Tela  de  conteúdo  (somente  texto):  opção  1  

 

10000

15000

20000

25000

30000

35000

1963

1967

1971

1975

1979

1983

1987

1991

1995

1999

2003

2007

2011

2015

2019

2023

2027

2031

2035

2039

2043

2047

2051

2055

2059

2063

2067

Ann

ual y

ield

(kg

DM

ha-

1ye

ar-1

)

Years

Moi 60 mmObserved climatePRECIS HIPRECIS LOWETA-CPTEC HIETA-CPTEC LOW

Mean  Brachiaria  brizantha  produc>on  in  Sao  Paulo  State    

Mean  Brachiaria  brizantha  produc>on  in  Sao  Paulo  State    

0

20

40

60

80

100

120

140

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

DM

AR

(kg

DM

ha-1

day-1

)

DMAR atualDMAR A.E. 2013-2040DMAR A.E. 2043-2070DMAR B.E. 2013-2040DMAR B.E. 2043-2070

0102030405060708090

100

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov DecVa

riat

ion

(%)

Moi 40Moi 60Moi 100

0

20

40

60

80

100

120

140

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

DMAR

(kg

DM h

a-1da

y-1)

DMAR atualDMAR A.E. 2013-2040DMAR A.E. 2043-2070DMAR B.E. 2013-2040DMAR B.E. 2043-2070

0102030405060708090

100

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

Varia

tion

(%)

Moi 40Moi 60Moi 100

Limita>ons  of  meteorological  empirical  models  

•   Soil  proper>es  •   Fer>liza>on  •   Pasture  management  •   CO2  concentra>on  

Tela  de  conteúdo  (somente  texto):  opção  1  

 

Mechanis>c  models  

Mechanis>c  models  –  Cropgro  Perennial  Forage  Model  

Tela  de  conteúdo  (somente  texto):  opção  1  

 

Does  not  simulate  more  than  10,000  days!  

Mechanis>c  models  –  Cropgro  Perennial  Forage  Model  

Tela  de  conteúdo  (somente  texto):  opção  1  

 

 Simula>on  stops  under  extreme  water  deficit!  

Mechanis>c  models  –  Cropgro  Perennial  Forage  Model  

Tela  de  conteúdo  (somente  texto):  opção  1  

 

Higher  temperature  (C5,  C6  e  C7)  =  Lower  produc>on  and  higher  dispersion  Lower  temperature  (C4)  =  slight  increase  in  produc>on  

Mechanis>c  models  –  Apsim  

Tela  de  conteúdo  (somente  texto):  opção  1  

 

0

5000

10000

15000

20000

25000

-­‐3 atual 3 6 9

Aragarças

Pelotas

Porto  dos  Gaúchos

São  Carlos

Sobral

Votuporanga

Mechanis>c  models  –  Apsim  

Tela  de  conteúdo  (somente  texto):  opção  1  

 

Thank  you!  

[email protected]  

Tela  de  encerramento:  opção  português