Digital soil health mapping of pasturelands to inform carbon-smart and regenerative livestock systems in Brazil

  • Author
  • Jean de Jesus Macedo Novais
  • Co-authors
  • José Alexandre de Melo Demattê , Jorge Tadeu Fim Rosas , Marcelo Henrique Procópio Pelegrino , Raul Roberto Poppiel , Maurício Roberto Cherubin
  • Abstract
  • A degradação de pastagens impulsiona a perda de carbono do solo e as emissões de gases de efeito estufa em sistemas pecuários brasileiros. Desenvolvemos e espacializamos um Índice de Saúde do Solo (ISS) para avaliar a funcionalidade do solo em pastagens, integrando indicadores físicos, químicos e biológicos com covariáveis ambientais. Utilizando aproximadamente 45.000 amostras de solo da Biblioteca Espectral de Solos Brasileira, modelamos atributos-chave com o algoritmo Random Forest no Google Earth Engine em resolução de 30 m. Os indicadores, normalizados por regras de desempenho, formaram cinco funções: ciclagem de nutrientes, sequestro de carbono, regulação hídrica, suporte físico e resistência à erosão. As análises foram restritas a polígonos de pastagem (MapBiomas v7). Avaliamos os fatores determinantes do ISS utilizando algoritmos de não linearidade e erro espacial para controlar a autocorrelação. Os preditores incluíram clima, classe de solo, topografia, NDVI e intensidade de uso da terra. Os resultados demonstraram ISS mais elevado no Sul-Sudeste (média 0,62, ? 0,06), ligado a climas úmidos e NDVI estável. ISS mais baixo em pastagens do Cerrado e da Caatinga (média 0,48, ? 0,07), associado à compactação e depleção de carbono. O clima e o NDVI explicaram aproximadamente 45% da variância do ISS, enquanto a classe de solo e a declividade adicionaram mais 25%. A abordagem identificou hotspots de pastagens degradadas e seus fatores ambientais, para orientação espacial quanto ao manejo regenerativo e políticas com foco em carbono (e.g., ABC+). A integração do ISS com sistemas de monitoramento pode priorizar investimentos em restauração que maximizem os ganhos de carbono no solo e a resiliência das pastagens.

  • Keywords
  • Soil Quality, Carbon-smart Policies, Spatial Modeling, Machine Learning, Degraded Lands, Ecosystem Functionality
  • Modality
  • Pôster
  • Subject Area
  • Carbon monitoring and certification
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The 3rd CCARBON/USP Symposium gathered researchers, students, and professionals to discuss the latest scientific advances and innovative practices for low-carbon and climate-resilient livestock systems in Brazil. The event featured presentations and posters covering ecological, technological, and policy solutions to improve productivity while reducing environmental impacts.

Research contributions highlighted new insights into pasture management, carbon sequestration, emission reduction strategies, and integrated production systems. Discussions also explored indicators for environmental performance, ecosystem services, traceability technologies, and the role of livestock in sustainable food security.

The symposium’s thematic areas included:

- Ecological strategies for pasture management
- Silvopastoral systems and biodiversity conservation
- Carbon sequestration in pastures and native forests
- Greenhouse gas mitigation in livestock
- ILPF systems and climate resilience
- Environmental indicators in sustainable livestock
- Economic and environmental impacts of livestock
- Ecosystem services in productive landscapes
- Public policies for emission reduction
- Soil and vegetation conservation
- Technological innovation and traceability
- Livestock’s role in food security
- Carbon monitoring and certification
- Education and training for regenerative practices

The event strengthened collaboration among academia, industry, and government, reinforcing Brazil’s leadership in developing sustainable livestock systems driven by science, technology, and innovation.

  • Ecological strategies for pasture management
  • Silvopastoral systems and biodiversity conservation
  • Carbon sequestration in pastures and native forests
  • Greenhouse gas mitigation in livestock
  • ILPF systems and climate resilience
  • Environmental indicators in sustainable livestock
  • Economic and environmental impacts of livestock
  • Ecosystem services in productive landscapes
  • Public policies for emission reduction
  • Soil and vegetation conservation
  • Technological innovation and traceability
  • Livestock’s role in food security
  • Carbon monitoring and certification
  • Education and training for regenerative practices

Organizing Committee

Rodolfo Fagundes Costa
Mariana Pezzatte Pollo
Juliana Ramiro 
Nayana Alves 
Thaynã Gonçalves Timm
Lumena Souza Takahashi
Vagner Ovani da Silva
Theyson Duarte Maranhão
Bruna Roberta Amâncio
Stela Soares Zamboin
Vivian Evangelista
Jeraldine Jandre Bastidas Vasconez

Scientific Committee

Adibe Luiz Abdalla
Lumena Takahashi
Thaynã Gonçalves Timm
Theyson Duarte Maranhão
Vagner Ovani da Silva

Catalogação na Publicação
DIVISÃO DE BIBLIOTECA - DIBD/ESALQ/USP

CCARBON/USP Symposium: Sustainable and Resilient Livestock; Ecological Strategies for
Climate Mitigation and Biodiversity Conservation (3 : 2025 : Piracicaba, SP)
Abstracts ... [recurso eletrônico]. - - Piracicaba : CCarbon/CENA/FEALQ, 2025.
Realizado em 06 de novembro de 2025
ISBN: 978-65-89722-93-9
DOI: 10.37856/9786589722939.fealq.2025

Disponível em: https://doity.com.br/anais/3rd-ccarbon-usp-symposium-sustainable-and-
resilient-livestock-ecological-strategies-for-climate-mitigation-and-biodiversity-conservation

1. Metano 2. Gases do efeito estufa 3. Mudança climática - Mitigação 4. Pecuária
sustentável 5. Pastagens 6. Biodiversidade - Conservação 7. Sequestro de carbono I.Título
CDD 636
Elaborada por Maria Angela de Toledo Leme - CRB-8/3359