O documento discute um experimento de enriquecimento de CO2 em uma floresta amazônica para avaliar os efeitos do aumento das concentrações atmosféricas de CO2 no crescimento da floresta, biodiversidade e serviços ecossistêmicos. O experimento usará tecnologia FACE para expor parcelas de floresta a níveis mais altos de CO2 e responderá perguntas sobre como o CO2 afeta os fluxos de carbono, uso da água, ciclagem de nutrientes e composição da comunidade vegetal. Os resultados serão usados para

1. Avaliandoosefeitosdoaumentodeco2atmosférico
naecologiaeresiliênciadaflorestaamazônica
Assessing the effects of increased atmospheric CO2 on the ecology
and resilience of the Amazon forest
www.inpa.gov.br/amazonface

2. RapidchangesintheEarth’sclimatecausedbyburningoffossilfuelsanddeforestationpose
a severe threat to the forests of the Amazon basin. However, the trajectory of climate change in
tropical ecosystems is highly uncertain. A key source of uncertainty is the potential for rising
atmospheric CO2
concentrations to buffer tropical forests against the deleterious effects of
climate change by stimulating forest growth and resilience to drought.
The rapid and unprecedented rise in atmospheric CO2
concentration [CO2
] over the past
century is an unambiguous indication of human influence on the global environment, and there is
little doubt that [CO2
] will continue to rise during the coming decades. As the primary substrate
for all terrestrial productivity, this increase in [CO2
] will affect the metabolism of the Amazon
forest and tropical forests worldwide. The qualitative and quantitative expression of the effects,
however, is largely unknown, representing a major source of uncertainty that limits the capacity
to understand tropical ecosystem processes, assess their vulnerabilities to climate change, and
improve the representation of these processes in Earth system models.
The uncertainty surrounding tropical forest responses to atmospheric and climatic change
is especially critical given the large impact that the forests of the Amazon basin have on global
carbon cycling and climate, as well as harboring a considerable fraction of the world’s biodiversity
andprovidingsubstantialadditionalecosystemservicestohumankind.Futureclimatechangemay
be particularly severe in the Amazon region, compromising the provision of those services. The
CO2
fertilization effect, however, could be an important protection of the forest against climate
change, and as such its existence must be evaluated.
As rápidas mudanças no clima terrestre causadas pela queima de
combustíveis fósseis e pelo desmatamento representam uma grave
ameaça para as florestas da bacia Amazônica. No entanto, os impactos
das mudanças climáticas sobre os ecossistemas tropicais são altamente
incertos. Uma das principais fontes de incerteza é o potencial efeito que
o aumento das concentrações atmosféricas de CO2
teria ao proteger as
florestas tropicais contra os efeitos deletérios das mudanças climáticas,
estimulando o crescimento da floresta e sua resiliência às secas.
O aumento rápido e sem precedentes da concentração de CO2
atmosférico [CO2
] ao longo do século passado é uma indicação inequívoca
da influência humana sobre o meio ambiente global, e há pouca dúvida
de que o [CO2
] vai continuar a aumentar durante as próximas décadas.
Uma vez que o CO2
é o substrato primário para toda a produtividade
terrestre, esse aumento de [CO2
] vai afetar o metabolismo da floresta
Amazônica e das florestas tropicais em todo o mundo. A expressão desses
efeitos em termos qualitativos e quantitativos, no entanto, é em grande
parte desconhecida, representando uma importante fonte de incerteza
que limita a capacidade de compreender os processos dos ecossistemas
tropicais,avaliarsuasvulnerabilidadesàsmudançasclimáticasemelhorar
a representação desses processos em modelos do sistema terrestre.
A incerteza que permeia as respostas das florestas tropicais às
mudançasclimáticasécríticadevidoaograndeimpactoqueasflorestasda
baciaAmazônicatêmparaocicloglobaldocarbonoeparaoclimaregional,
e também por abrigar uma fração considerável da biodiversidade mundial
e prover outros importantes serviços ecossistêmicos para a humanidade.
AmazôniaeasmudançasclimáticasAmazoniaandClimateChange
SumárioIndex
02 Amazônia e as Mudanças Climáticas
Amazonia and Climate Change
09 Componentes de Pesquisa
Science Tasks
03 Objetivos e Questões Científicas
Objectives and Research Questions
17 Impactos Externos ao Projeto
Broader Impacts
Estratégia de Implementação
Implementation Strategy05
Cronograma
Project Timeline
Institutional Arrangement and Partner Projects
18
Fases do Projeto
Project Phasing07
Arranjo Institucional e Projetos Parceiros
19
Equipe Científica
Research Team20
Uma vez que as mudanças climáticas futuras podem ser particularmente
severas na região Amazônica, a provisão desses serviços pode ficar
comprometida. O efeito de fertilização por CO2
, no entanto, pode ser uma
importante proteção da floresta contra as mudanças climáticas e, sendo
assim, sua existência deve ser avaliada cientificamente.

3. Um experimento de enriquecimento por CO2
de abrangência e
importância sem precedentes será implementado em uma floresta
madura da bacia Amazônica.
O experimento irá simular a composição atmosférica de CO2
do
futuro e abordar a questão: Como o aumento de CO2
atmosférico pode
afetar a resiliência da floresta Amazônica, a biodiversidade que ela
abriga e os serviços ecossistêmicos que ela fornece?
Cinco perguntas-chave científicas focam sobre o metabolismo e
ciclagemdecarbono,usodaágua,ciclagemdenutrientes,composição
da comunidade florestal e as interações com estresses ambientais:
• Os fluxos de carbono do sistema planta-solo são afetados
pelo [CO2
] elevado? Quais são as consequências das mudanças nos
fluxos de carbono para o armazenamento de carbono a longo prazo
no ecossistema?
• Como o uso da água pela vegetação e as condições de água no
solo são afetados pelo [CO2
] elevado?
• Como o [CO2
] elevado afeta a disponibilidade, absorção e uso
dos nutrientes pela vegetação, especialmente nitrogênio e fósforo?
• Como a variação de tratos funcionais das plantas levam
a alterações na composição da comunidade vegetal sob [CO2
]
elevado? Como as mudanças na comunidade vegetal podem alterar o
metabolismo do ecossistema?
A CO2
enrichment experiment of unprecedented scope and importance will be
implemented in a primary, old-growth forest of the Amazon basin. The experiment will
simulate the atmospheric CO2
composition of the future and address the question:
How will rising atmospheric CO2
affect the resilience of the Amazon forest, the
biodiversity it harbors, and the ecosystem services it provides?
Fivekeyresearchquestionsfocusoncarbonmetabolismandcycling,wateruse,nutrient
cycling, forest community composition, and interactions with environmental stressors:
• Does e[CO2
] affect fluxes of carbon to and from the plant-soil system? What
are the consequences of changes in carbon fluxes to long-term carbon storage within the
ecosystem?
• How are water use of vegetation and soil water status affected by e[CO2
]?
• How are the availability, uptake, and use of nutrients, especially nitrogen and
phosphorus, by vegetation affected by e[CO2
]?
• Howdoesvariationinplantfunctionaltraitsleadtoalterationsinplantcommunity
composition under e[CO2
]? How will plant community changes alter ecosystem metabolism?
• How do environmental stressors such as high temperature, drought, and nutrient
limitation alter the responses of tropical forests to e[CO2
]?
Uma equipe multidisciplinar de cientistas vai empregar
o estado da arte em ferramentas desde o fundo do solo até
acima do dossel da floresta. Os conjuntos de dados descrevendo
as respostas fisiológicas e ecológicas serão disponibilizados
ao público e serão usados como informação importante para
a parametrização, testes e melhoria de modelos de superfície
da terra utilizados para prever as respostas de ecossistemas
terrestres à elevação de [CO2
], mudanças climáticas e outras
perturbações. Os conjuntos de dados resultantes representarão
um recurso valioso para uma ampla comunidade de cientistas.
Amultidisciplinaryteamofscientistswillusestate-of-the-art toolsfromdeep
in the soil to above the forest canopy. Data sets describing physiological and ecological
responses will be made available to the public and will be used as important inputs for
parameterizing, testing, and improving land surface models used to predict terrestrial
ecosystem responses to elevated [CO2
], climate change, and other disturbances. The
resultingdatasetswillbecomevaluableresourcesforabroadcommunityofscientists.
ObjetivoseQuestõesCientíficas
ObjectivesandResearchQuestions
33 AMAZONFACE 44AMAZONFACE
• Estresses ambientais, como altas temperaturas, secas e
limitação de nutrientes, alteram as respostas de florestas tropicais
frente ao [CO2
] elevado?

4. Sítio de pesquisa
O experimento será implementado em uma floresta de platô da Amazônia Central na
Estação Experimental de Silvicultura Tropical, localizada cerca de 60 km ao norte de Manaus.
O local é administrado pelo Instituto Nacional de Pesquisa da Amazônia (INPA) e tem uma
longatradiçãoempesquisassobreecologiadeflorestatropical,manejoflorestaleinterações
biosfera-atmosfera.
A vegetação local é uma floresta de crescimento antigo, com copa fechada e terra firme
(não alagável). Os solos nos platôs são argilosos e bem drenados e favorecem florestas
de grande biomassa, com 30-40 m de altura, com árvores emergentes ultrapassando os
45 m de altura. A média de temperatura do ar é de 26o
C e a precipitação média anual é
de aproximadamente 2400 mm, com uma estação seca distinta durante julho, agosto e
setembro, quando há menos de 100 mm de chuva por mês.
Research site
TheexperimentwillbeimplementedinaforestintheCentralAmazonattheExperimentalStationofTropicalForestry
(Estação Experimental de Silvicultura Tropical), located approximately 60 km north of Manaus. The site is administered by
Brazil’sNationalInstituteforAmazoniaResearch(INPA)andhasalongtraditionofresearchintropicalforestecology,forest
management and biosphere-atmosphere interactions.
The vegetation is old-growth closed-canopy terra firme (non-flooded) forest. The soils on the plateaus are well-
drained clay and favor high biomass forests 30–40 m in height with emergent trees over 45 m tall. Mean air temperature
is 26º C and average annual rainfall is about 2400 mm, with a distinct dry season during July, August, and September when
there is less than 100 mm rainfall per month.
Estratégia de
ImplementaçãoImplementation Strategy
55 66AMAZONFACEAMAZONFACE
FACE technology
Free-airCO2
enrichment(FACE)willbeusedtoexposetheforestecosystemin30-meter-
diameterplotstoanatmosphereenrichedwithCO2
(200ppmhigherthanthecurrentambient
concentration of 400 ppm). FACE technology has proven to be a valuable method to determine
long-term, ecosystem-scale responses of forests to elevated CO2
in temperate regions.
However, no such experiment has ever been attempted in a tropical forest.
FACE is a technology that allows elevation of the atmospheric CO2
concentration in large
field plots with minimal disturbance to the natural ecosystem. CO2
is released from pipes on
theupwindsideofacircularresearchplot, andtheCO2
iscarriedacrosstheplotanddilutedby
ambient wind. Computer controlled feed-back and feed-forward algorithms maintain a target
CO2
concentration within the plot.
Tecnologia FACE
A tecnologia de enriquecimento de CO2
ao ar livre (FACE na sigla
em inglês) será usada para expor o ecossistema florestal, em parcelas
de 30 metros de diâmetro, a uma atmosfera enriquecida com CO2
(200 ppm a mais que a concentração ambiente atual de 400 ppm).
A tecnologia FACE já provou ser um método valioso para determinar
as respostas – de longo prazo e em escala de ecossistema – de
florestas ao CO2
elevado em regiões temperadas. No entanto, nunca
um experimento desse tipo foi conduzido em uma floresta tropical.
FACE é uma tecnologia que permite a elevação da concentração
de CO2
na atmosfera em grandes parcelas de campo, com o mínimo
de perturbação para o ecossistema natural. O CO2
é liberado a partir
de tubos verticais do lado favorável ao vento fluindo para dentro da
parcela de pesquisa. Algoritmos de retroalimentação controlados por
computador mantêm a concentração de CO2
desejada dentro da parcela
de pesquisa.
Infrastructure
Each experimental plot will be equipped with a crane to assist in constructing the plot infrastructure and to
providescientistswithcanopyaccessduringtheexperiment.Awalkupstyletowerwillbeplacedinthecenterofthe
plot to allow placement of the required sensors and instruments within and above the canopy.
Meteorological variables will be measured continuously. An instrument package mounted above the canopy
will include sensors for air temperature and relative humidity, global and diffuse radiation, photosynthetically
active radiation (PAR), wind speed and direction, and precipitation. An additional sensor package will be installed
below the canopy in each plot to measure air temperature, relative humidity, soil temperature, PAR, and throughfall
precipitation. In addition to monitoring of CO2
concentration as part of the FACE control package, a multiport
sampling system will be deployed to measure [CO2
] throughout the 3-dimensional space of the plot.
Thevaporizerbanksandthestoragetankswillbesizedaccordingtothepilotexperimentneeds,andadditional
units will be installed as needed for the full experiment. The CO2
storage tanks and vaporizers may be leased from
the vendor or purchased outright depending on vendor and economic considerations.
Infraestrutura
Cadaparcelaexperimentalseráequipadacomumguindasteparaauxiliarnafixação
das torres da parcela e também para fornecer aos cientistas acesso ao dossel durante
o experimento. Uma torre modular será colocada no centro da parcela para permitir a
colocação dos sensores e instrumentos necessários dentro e acima do dossel.
Variáveismeteorológicasserãomedidascontinuamente.Umconjuntodeinstrumentos
montadoacimadodosselincluirásensoresdetemperaturadoareumidaderelativadoar,
radiação global e difusa, radiação fotossinteticamente ativa (PAR). velocidade e direção
do vento e precipitação. Um conjunto adicional de sensores será instalado abaixo
do dossel em cada parcela para medir a temperatura do ar, umidade relativa do ar,
temperatura do solo, PAR e precipitação. Além ao monitoramento da concentração de
CO2
, que é parte do sistema FACE, um sistema de amostragem múltipla será empregado
para medir [CO2
] em todo o espaço tridimensional da parcela.
As unidades vaporizadoras e os tanques de armazenamento de CO2
serão
dimensionados para o experimento-piloto e unidades adicionais serão instaladas,
conforme necessário, para o experimento de longo prazo. Dependendo do fornecedor
de CO2
e de considerações econômicas, os tanques de armazenamento de CO2
e
vaporizadores poderão ser alugados do fornecedor ou comprados diretamente.

5. 1. Medições pré-tratamento
Um conjunto abrangente de dados observacionais
sobre processos ocorrendo acima e abaixo do
solo florestal deve ser estabelecido antes que os
tratamentos com CO2
elevado comecem. O sítio de
pesquisa selecionado já tem uma longa história de
observações de muitas árvores que estarão nas
parcelasdepesquisa.Novasmedidasdecaracterísticas
físico-químicas, fisiologia, crescimento e dinâmica do
ecossistema florestal terão que passar a ser tomadas,
comoporexemploatividadefotossintéticaerespiração
em âmbito foliar, crescimento de árvores e plântulas,
umidade do solo e carga de nutrientes, distribuição
e desenvolvimento de raízes finas e outros estoques
e fluxos críticos. Essas medidas pré-tratamento irão
subsidiar a localização dos pontos de amostragem
nas parcelas experimentais e aumentar a capacidade
em detectar as respostas para o tratamento de
CO2
elevado.
1. Pre-Treatment Measurements
A comprehensive set of observational data from aboveground and belowground forest
processes must be established before the elevated CO2
treatments commence. The selected
research site already has a long history of observations of many of the trees within the study
area. New measurements of forest ecosystem physico-chemical characteristics, physiology,
growth, and dynamics will include foliar photosynthetic and respiratory activity, tree and
saplinggrowth,soilmoistureandnutrientcontent,finerootdistributionanddevelopment,and
other critical pools and fluxes. These pre-treratment measurements will guide the location of
sampling points in the experimental plots and increase the power to detect responses to the
elevated CO2
treatment.
2. Experimento-Piloto
A fase 2 do projeto Amazon-FACE contará com
um experimento-piloto de curto prazo, que operará
por pelo menos dois anos, logo após um período de
um ano e meio, dedicados à construção e às medições
pré-tratamento. O experimento-piloto será composto
por duas parcelas de 30 m de diâmetro, sendo que uma
receberá ar enriquecido com CO2
e a outra, também
com todo o equipamento FACE, porém, recebendo
apenas ar ambiente. Essas parcelas serão utilizadas
para estudar o desempenho da estrutura FACE sob as
condiçõeslocaisdasAmazônia,melhorarasestimativas
de uso de CO2
e também para avaliar a necessidade de
parcelas de controle totalmente instrumentadas no
experimento de longo prazo. As parcelas-protótipo
também irão permitir que os cientistas testem e
aperfeiçoem suas técnicas de amostragem e planos
de pesquisa sob condições experimentais reais. Os
resultados desse estudo-piloto levarão a hipóteses
testáveis para o subsequente experimento replicado
de longo prazo.
2. Pilot experiment
The second phase of the Amazon-FACE project will count with a short-term pilot
experiment, running for at least 2 years following a 1.5 year construction and pre-treatment
measurement period. The pilot experiment will consist of two 30 m diameter plots, one
receiving CO2
-enriched air and the other with all of the FACE equipment but receiving only
ambient air. These plots will be used to study the performance of the FACE facility under local
conditions, improve estimates of CO2
use, and evaluate the need for fully instrumented control
plotsinthefullyreplicatedexperiment.Theprototypeplotswillalsoallowthescientiststotest
andperfecttheirsamplingtechniquesandresearchplansunderactualexperimentalconditions.
The results of this pilot study will lead to testable hypotheses for the subsequent long-term,
fully replicated experiment.
3. Experimento replicado de longo prazo
O experimento FACE de longo prazo na floresta
Amazônica, totalmente replicado, começará após
a conclusão bem-sucedida do estudo-piloto. O
experimento de longo prazo será projetado para rodar
por pelo menos durante dez anos, de forma a capturar
a resposta dos processos do ecossistema, incluindo
os de dinâmica lenta como a rotatividade de carbono
no solo. O desenho experimental será composto por
quatro parcelas de enriquecimento de CO2
e quatro
parcelas de controle instaladas na mesma área do
experimento-piloto e incorporando o tratamento e
controledoexperimento-pilotocomopartedoestudo.
Parcelas de tratamento serão separadas das outras
parcelasadjacentes(sejatratamentooucontrole)pela
distância de, pelo menos, quatro diâmetros de parcela,
contados a partir do centro de cada parcela. A escolha
dos locais das parcelas irá também ser ajustada para
acomodar a topografia local e a presença de árvores
emergentes que excedam significativamente a altura
do dossel circundante. A meta de enriquecimento
de CO2
será de 200 ppm acima da concentração
ambiente, medida no topo do dossel da floresta. Tal
enriquecimento ocorrerá somente durante o dia,
durante todo o ano.
3. Long-term Replicated Experiment
The long-term, fully replicated Amazon forest FACE experiment will begin after the
successfulconclusionofthepilotstudy.Itwillbedesignedtorunforatleast10yearstocapture
theresponseofecosystemprocessesincludingslowdynamicssuchassoilcarbonturnover.The
experimental design will comprise four CO2
enrichment plots and four control plots installed
in the same area used in the prototype study and incorporating the prototype treatment and
control plots as part of the study. Treatment plots will be separated from adjacent treatment
and control plots by at least four plot diameters between plot centers. The selection of plot
locationswillalsobeadjustedtoaccommodatelocaltopographyandthepresenceofemergent
trees that significantly exceed the height of the surrounding canopy. The CO2
enrichment
targetwillbe200ppmaboveambientconcentration,measuredatthetopoftheforestcanopy.
Enrichment will occur during daylight hours throughout the year.
Fases do ProjetoProject Phasing
77 AMAZONFACE 88AMAZONFACE

6. Task 1 - Aboveground processes
TwokeychallengesinunderstandingtheresponsesofabovegroundprocessestoelevatedCO2
are:(i)representingtheshortandlongtermphysiological
andgrowthresponsestoe[CO2
]inleaves,stemsandwholetrees;(ii)andtakingintoaccountthehighlevelofdiversity.Thetwochallengeswillbeaddressed
bymeasurementofprocesses,stocksandplanttissuecompositionandthroughanalysisofthevarianceintraitcharacteristicsandprocessresponsesamong
individualsandspecies.Model-basedanalysesoftheresponsestoe[CO2
]compriseabovegroundandbelowgroundelementsandhencetheworkofTask1will
be closely linked with that of Tasks 2 and 3, both empirically and through simulation.
Dois desafios importantes para entender as respostas dos processos acima do solo ao CO2
elevado são: (i)
representar as respostas fisiológicas e de crescimento, de curto e longo prazo, em folhas, caules e árvores inteiras, e
(ii) levar em conta a alta diversidade de espécies presentes. Os dois desafios serão abordados através da medição de
processos, estoques e composição de tecidos vegetais e através da análise de variância em características de tratos
vegetacionais e respostas de processos em indivíduos e espécies. As análises das respostas ao CO2
elevado baseadas
em modelos compreendem elementos tanto acima como abaixo do solo e, sendo assim, o trabalho da Componente 1
estará intimamente ligado às Componentes 2 e 3, tanto empiricamente como através de simulação.
99
ComponentesdePesquisaScienceTasks
Componente 1
Processos Acima do Solo
AMAZONFACE 1010AMAZONFACE

7. 1111 AMAZONFACE
Componente 2
Processos Abaixo do Solo
Task 2 - Belowground processes
The four belowground task components are: (i) quantifying root production as a component of NPP, and the
turnover and distribution of roots in the soil profile; (ii) identifying potential nutrient limitations and the potential
mechanisms through which the limitations may be alleviated; (iii) quantifying changes in decomposition rates; and
(iv) determining impacts on soil water movements.
Os quatro principais desafios da componente abaixo do solo são: (i) quantificação
da produção de raízes como um componente da produtividade primária líquida (NPP),
e a rotatividade e distribuição de raízes no perfil do solo; (ii) identificar potenciais
limitações de nutrientes e dos mecanismos através dos quais essas limitações podem
ser atenuadas; (iii) quantificar alterações na taxa de decomposição; (iv) determinar os
impactos sobre movimentação de água no solo.
1212AMAZONFACE

8. Os três principais desafios a serem assumidos
pela tarefa de modelagem são: (i) gerar projeções
de modelo a serem testadas no experimento; (ii)
aperfeiçoar os modelos de vegetação através de
uma melhor representação de processos ou novas
abordagens de modelagem (por exmplo, interação
entre [CO2
] e nutrientes, temperatura, alocação
de fotossintetizados...); (iii) reduzir incertezas
relacionadas a [CO2
] elevado em projeções de longo
prazo sobre mudanças em ecossistemas florestais
tropicais.
Task 3 - Ecosystem Modeling
The three key challenges to be undertaken by the Ecosystem
Modeling task are: (i) generating model projections to be tested by the
experiment; (ii) improving vegetation models through better process
representation or new model approaches (e.g. interaction between
[CO2] and nutrients, temperature, allocation of photosynthates...);
(iii) reduction of elevated [CO2
]-related uncertainties in projections of
long-term changes in tropical forest ecosystems.
1313
Componente 3
Modelagem Ecossistêmica
AMAZONFACE 1414AMAZONFACE

9. Muitos resultados significativos deste esforço
experimentalirãoderivardeumaforteinteraçãoentre
dados experimentais e modelagem, e as respostas
experimentais mais importantes para avaliar os
modelos são respostas em relação a ecossistema que
requerem uma integração de diferentes fluxos de
dados.Entreastarefasintegrativasdestecomponente
estão: (i) Como a produtividade primária líquida
(NPP), a alocação e a eficiência no uso de carbono
respondem ao [CO2
] elevado?; (ii) Qual é o impacto do
[CO2
] elevado para o armazenamento de carbono?; (iii)
Como nutrientes e estoques de água mudam com o
enriquecimento de [CO2
]?; (iv) A síntese de dados e
integração dos resultados em si.
Task 4 – Data Integration and Synthesis
Many significant results from this experimental effort will derive
from a strong interaction between experimental data and modeling.
The most important experimental responses for evaluating models are
ecosystem-levelresponsesthatrequireanintegrationofdifferentdata
streams. Specific integrative tasks of this component include: (i) how
willnetprimaryproductivity(NPP),allocationandcarbon-useefficiency
respond to elevated CO2
?; (ii) What is the impact of elevated [CO2
] on
carbon storage?; (iii) how do nutrient and water stocks change with CO2
enrichment?; and (iv) the synthesis of data and integration of results.
1515 1616AMAZONFACE
Componente 4
Integração e Síntese de Dados
AMAZONFACE

10. O Amazon-FACE é um programa de pesquisas que irá estimular o fortalecimento científico
de grupos de pesquisa no Brasil, bem como estimular a cooperação com grupos de pesquisa dos
Estados Unidos, Europa e Austrália em ciência do ciclo de carbono na Amazônia.
Experimentos de larga escala anteriores permitiram a uma ampla comunidade científica
a oportunidade de se capacitar no gerenciamento de projetos e geraram oportunidades sem
precedentes para a formação de novos jovens cientistas para trabalharem em um ambiente
altamente colaborativo. Esse foi o caso em particular do projeto LBA (Experimento de Larga
Escala da Biosfera-Atmosfera na Amazônia) para a comunidade brasileira.
A análise do efeito de fertilização por CO2
na floresta Amazônica não é apenas de interesse
científico, mas terá muitas implicações econômicas e ambientais significativas para a bacia
Amazônica e para os ciclos de carbono e da água globais. Os efeitos do [CO2
] elevado em
florestas tropicais seguem inexplorados pela ciência, e a possibilidade de que mudanças do
clima causem uma perda substancial de cobertura florestal da Amazônia e dos estoques de
carbono, amplificando o feedback clima-ciclo de carbono – o chamado “Amazon forest dieback”
ou “savanização da Amazônia” – ainda é uma questão em aberto devido à falta de estudos
experimentais de campo. Se esta savanização da Amazônia de fato ocorrer em larga escala, isso
representaria uma ameaça significativa para a economia da região por meio de mudanças nos
padrões de precipitação regional e global, perdas agrícolas e diminuição do potencial de oferta
de energia hidrelétrica. Reduzir as incertezas nessa área é então fundamental para orientar
futuras políticas de desenvolvimento para a região Amazônica.
Espera-seaindaqueoexperimentoAmazon-FACEtragaavançostecnológicosemtécnicasde
monitoramento, o que pode estimular o desenvolvimento de pequenas empresas, especialmente
na América do Sul. Novos desenvolvimentos podem ser antecipados em sensoriamento remoto,
técnicas de observação automatizada do dossel florestal, medições automatizadas de fisiologia
vegetal, análises bioquímicas de solo e raiz e modelagem da interação solo-vegetação.
Amazon-FACE is a research agenda that will stimulate the scientific
empowerment of research groups in Brazil while strengthening cooperation with
USA, European and Australian research groups working in science of the carbon cycle
in the Amazon. Previous large scale experiments have provided the wider scientific
community an opportunity to become skilled at project management, and have
generated unprecedented opportunities for the training of new, young scientists to
work in a highly collaborative environment. The latter has particularly been the case
for the LBA (Large Scale Biosphere-Atmosphere Experiment in the Amazon) and the
Brazilian community.
AnalysisoftheCO2
fertilizationeffectintheAmazonforestisnotjustofscientific
interest but will have many significant economic and environmental implications for
the Amazon basin and for global carbon and water cycles. The effects of e[CO2
] remain
untestedintropicalforests,andthepossibilityofclimatechangecausingasubstantial
loss of Amazon rainforest cover and carbon stocks and amplifying the climate-carbon
cycle feedback—the so-called “Amazon forest dieback”—is still an open question
due to the lack of experimental field studies. If this forest dieback indeed occurs on
a large scale, this would represent a significant threat to the region’s economy via
changes in the regional and global rainfall patterns, agricultural losses and impairment
of hydropower supply. Reducing uncertainty in this area is critical to steer future
development policies for the Amazon region.
TheAmazon-FACEexperimentisexpectedtobringabouttechnologicaladvances
inthefieldofmonitoringtechniques,whichcanpotentiallystimulatethedevelopment
ofsmallenterprises,especiallyinSouthAmerica.Newdevelopmentscanbeanticipated
in remote sensing, automated canopy observation techniques, automated plant
physiology measurement, analysis of soil and root biochemistry, and modelling soil-
vegetation interactions.
Impactos Externos ao ProjetoBroader Impacts
1717 AMAZONFACE 1818AMAZONFACE
ABRIL/2014
APR/2014
SETEMBRO/2015
SEP/2015
SETEMBRO/2016
SEP/2016
Fase 1 do Projeto:
Project phase 1:
Medidas pré-experimentais e
Construção das parcelas-piloto
Pre-Experimental Measurements & Pilot
Plots Construction
Fase 2 do Projeto:
Project phase 2:
Experimento-Piloto (duas parcelas
FACE: 1 controle + 1 tratamento)
Pilot Experiment (two FACE plots:
1 control +1 treatment)
Construção das Parcelas do Experimento Completo
Full experiment plots construction
OUTUBRO/2017
OCT/2017
Fase 3 do Projeto:
Project phase 3:
Experimento Replicado de Longo
Prazo (Seis Parcelas FACE adicionais:
3 controle + 3 tratamento)
Fully Replicated Long Term Experiment (six additional
FACE plots: 3 control + 3 treatment)
SETEMBRO/2017
SEP/2017
SETEMBRO/2027
SEP/2027
CronogramaProject Timeline

11. A coordenação institucional do Amazon-FACE será
centralizada no Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
- INPA, em Manaus. Todos os recursos do projeto originários
defundoscomooBancoInteramericanodeDesenvolvimento
- BID e outras fontes serão administrados pela Fundação
Amazônica de Defesa da Biosfera (FDB), que administra os
fundos de vários projetos do INPA.
Muitas outras instituições terão cientistas e estudantes
participantes no projeto, como a Universidade Estadual
Paulista - Unesp, Oak Ridge National Laboratory, Instituto
Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE, Universidade de
Edimburgo, Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária
- Embrapa, Brookhaven National Laboratory, Wageningen
University, Potsdam Institute for Climate Impact Research
- PIK e Universidade de Exeter.
Sinergias e estímulos com/para outros projetos
científicosemandamentoserãoincentivados.Acomponente
de modelagem do Amazon-FACE, por exemplo, pode se
beneficiar muito com a ciência que está sendo gerada nos
projetos AmazAlert, SecaFlor (experimento de exclusão da
chuva) e GOAmazon (em sua componente terrestre).
Institutional coordination of the Amazon-FACE will be centered
at Brazil’s National Institute for Amazonia Research – INPA in Manaus.
All project resources originated from Funding such as from the Inter-
AmericanDevelopmentBank(IDB)andothersourceswillbeadministered
by the Fundação Amazônica de Defesa da Biosfera (FDB), which
administers funds from several INPA projects.
Many other institutions will have scientists and students
participating in the project such as São Paulo State University – UNESP,
Oak Ridge National Laboratory, Brazil’s National Institute for Space
Research – INPE, Edinburgh University, Brazil’s Agricultural Research
Corporation – EMBRAPA, Brookhaven National Laboratory, Wageningen
University, Potsdam Institute for Climate Impact Research – PIK, and the
University of Exeter.
Synergies with and stimuli to other ongoing related scientific
projects will be encouraged. The Amazon-FACE modelling task for
instance can benefit greatly from the science being generated in
AmazAlert, SecaFlor (rainfall exclusion) and GOAmazon (Terrestrial
Ecosystem component) projects.
1919 2020AMAZONFACEAMAZONFACE
Arranjo Institucional e
Projetos Parceiros
Institutional Arrangement and Partner Projects
Equipe CientíficaResearch Team
David M. Lapola – Universidade Estadual Paulista -
Unesp, Brazil (coordenação)
Carlos A. N. Quesada – Instituto Nacional de Pesquisas
da Amazônia – INPA, Brazil (coordenação)
Richard J. Norby – Oak Ridge National Laboratory, USA
(coordenação)
Alessandro A. C. Araújo – Empresa Brasileira de
Pesquisa Agropecuária – Embrapa, Brazil
Jeffrey Q. Chambers – Berkeley National Laboratory,
USA
Iain Hartley – University of Exeter, United Kingdom
Bart Kruijt – Wageningen University and Research
Centre, Netherlands
Keith Lewin – Brookhaven National Laboratory, USA
Antonio O. Manzi – Instituto Nacional de Pesquisas da
Amazônia – INPA, Brazil
Patrick Meir – University of Edinburgh, United
Kingdom and Australian National University, Australia
Carlos A. Nobre – Ministério de Ciência, Tecnologia e
Inovação – MCTI, Brazil
Jean P. H. B. Ometto – Instituto Nacional de Pesquisas
Espaciais - INPE, Brazil
Anja Rammig – Potsdam Institute for Climate Impact
Research – PIK, Germany
Walter Vergara – Inter-American Development Bank
– IDB, USA
Axelle Boulay – Inter-American Development Bank –
IDB, USA
Marcos Buckeridge – Universidade de São Paulo – USP,
Brazil
Erika Buscardo – Large Scale Biosphere-Atmosphere
Experiment in the Amazon Program – LBA, Brazil
Lucas Cernusak – James Cook University, Australia
Evan De Lucia – University of Illinois, USA
Tomas Domingues – Universidade de São Paulo – USP,
Brazil
Helber Freitas – Universidade de São Paulo – USP,
Brazil
Anne Gander – Inter-American Development Bank –
IDB, Brazil
Luis Gustavo Gonçalves - Instituto Nacional de
Pesquisas Espaciais – INPE, Brazil
Niro Higuchi – Instituto Nacional de Pesquisas da
Amazônia – INPA, Brazil
Marcel Hoosbeek - Wageningen University,
Netherlands.
Hewlley A. Imbuzeiro – Universidade Federal de
Viçosa, Brazil
Colleen Iversen - Oak Ridge National Laboratory, USA
Lars B. Johnsen – Inter-American Development Bank
– IDB, Brazil
Patricia Morelatto - Universidade Estadual Paulista –
UNESP, Brazil
Andrea F. P. Nunes – Ministério de Ciência, Tecnologia
e Inovação – MCTI, Brazil
Ryan Pavlick – California Institute of Technology –
CalTech, USA
Celso von Randow - Instituto Nacional de Pesquisas
Espaciais – INPE, Brazil
Susan Trumbore – Max Planck Institute for
Biogeochemistry, Germany
Anthony Walker – Oak Ridge National Laboratory, USA

13. Iniciativa/Initiative:
Coordenação/Coordination:
Colaboração/Collaboration:
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Universidade Federal de ViÁosa
Amazon FACE.
Antonio O. Manzi – Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia – INPA, Brazil
Patrick Meir – University of Edinburgh, UK
Jean P. H. B. Ometto – Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE, Brazil
Carlos A. N. Quesada – Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia – INPA, Brazil
Anja Rammig – Potsdam Institute for Climate Impact Research – PIK, Germany
With Contributions from:
Marcos Buckeridge – Universidade de São Paulo – USP, Brazil
Lucas Cernusak – James Cook University, Australia
Jeffrey Chambers – Berkeley National Laboratory, USA
Evan De Lucia – University of Illinois, USA
Tomas Domingues – Universidade de São Paulo – USP, Brazil
Helber Freitas – Universidade de São Paulo – USP, Brazil
Niro Higuchi – Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia – INPA, Brazil
Hewlley A. Imbuzeiro – Universidade Federal de Viçosa, Brazil
Patricia Morelatto - Universidade Estadual Paulista – UNESP, Brazil
Laszlo Nagy – Large Scale Biosphere-Atmosphere Experiment in the Amazon – LBA, Brazil
Ryan Pavlick – National Aeronautics and Space Administration – JPL-NASA, USA
Anthony Walker – Oak Ridge National Laboratory, USA
Erica XXXX – Large Scale Biosphere-Atmosphere Experiment in the Amazon – LBA, Brazil
Others to contribute!
And reviewed by:
XXXXXX
XXXXX
Design by Renato Spiller Pacheco
Front Cover Picture by Richard Norby
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Universidade Federal de ViÁosa
Amazon FACE.
Amazon FACE.
SCIENCE PLAN & IMPLEMENTATION STRATEGY
Assessing the Effects of Increased Atmospheric CO2 on the Ecology of the Amazon Forest.
Prepared by:
David M. Lapola – Universidade Estadual Paulista - UNESP, Brazil (Coordination)
Richard J. Norby – Oak Ridge National Laboratory, USA (Coordination)
Alessandro Araújo – Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – EMBRAPA, Brazil
Iain Hartley – University of Exeter, UK
Bart Kruijt – Wageningen University, Netherlands
Keith Lewin – Brookhaven National Laboratory, USA
Antonio O. Manzi – Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia – INPA, Brazil
Patrick Meir – University of Edinburgh, UK
Jean P. H. B. Ometto – Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE, Brazil
Carlos A. N. Quesada – Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia – INPA, Brazil
Anja Rammig – Potsdam Institute for Climate Impact Research – PIK, Germany
With Contributions from:
Marcos Buckeridge – Universidade de São Paulo – USP, Brazil
Lucas Cernusak – James Cook University, Australia
Jeffrey Chambers – Berkeley National Laboratory, USA
Evan De Lucia – University of Illinois, USA
Tomas Domingues – Universidade de São Paulo – USP, Brazil
Helber Freitas – Universidade de São Paulo – USP, Brazil
Niro Higuchi – Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia – INPA, Brazil
Hewlley A. Imbuzeiro – Universidade Federal de Viçosa, Brazil
Patricia Morelatto - Universidade Estadual Paulista – UNESP, Brazil
Laszlo Nagy – Large Scale Biosphere-Atmosphere Experiment in the Amazon – LBA, Brazil
Ryan Pavlick – National Aeronautics and Space Administration – JPL-NASA, USA
Anthony Walker – Oak Ridge National Laboratory, USA
Erica XXXX – Large Scale Biosphere-Atmosphere Experiment in the Amazon – LBA, Brazil
Others to contribute!
And reviewed by:
XXXXXX
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Design by Renato Spiller Pacheco
Front Cover Picture by Richard Norby
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Universidade Federal de ViÁosa
Amazon FACE.
Amazon FACE.
SCIENCE PLAN & IMPLEMENTATION STRATEGY
Assessing the Effects of Increased Atmospheric CO2 on the Ecology of the Amazon Forest.
Prepared by:
David M. Lapola – Universidade Estadual Paulista - UNESP, Brazil (Coordination)
Richard J. Norby – Oak Ridge National Laboratory, USA (Coordination)
Alessandro Araújo – Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – EMBRAPA, Brazil
Iain Hartley – University of Exeter, UK
Bart Kruijt – Wageningen University, Netherlands
Keith Lewin – Brookhaven National Laboratory, USA
Antonio O. Manzi – Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia – INPA, Brazil
Patrick Meir – University of Edinburgh, UK
Jean P. H. B. Ometto – Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE, Brazil
Carlos A. N. Quesada – Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia – INPA, Brazil
Anja Rammig – Potsdam Institute for Climate Impact Research – PIK, Germany
With Contributions from:
Marcos Buckeridge – Universidade de São Paulo – USP, Brazil
Lucas Cernusak – James Cook University, Australia
Jeffrey Chambers – Berkeley National Laboratory, USA
Evan De Lucia – University of Illinois, USA
Tomas Domingues – Universidade de São Paulo – USP, Brazil
Helber Freitas – Universidade de São Paulo – USP, Brazil
Niro Higuchi – Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia – INPA, Brazil
Hewlley A. Imbuzeiro – Universidade Federal de Viçosa, Brazil
Patricia Morelatto - Universidade Estadual Paulista – UNESP, Brazil
Laszlo Nagy – Large Scale Biosphere-Atmosphere Experiment in the Amazon – LBA, Brazil
Ryan Pavlick – National Aeronautics and Space Administration – JPL-NASA, USA
Anthony Walker – Oak Ridge National Laboratory, USA
Erica XXXX – Large Scale Biosphere-Atmosphere Experiment in the Amazon – LBA, Brazil
Others to contribute!
And reviewed by:
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Design by Renato Spiller Pacheco
Front Cover Picture by Richard Norby
Universidade Federal de Viçosa
FAPEAMFUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA
DO ESTADO DO AMAZONAS
CERTIFICADA PELA ISO 9001:2008