Essa pesquisa teve como objetivo caracterizar as diferenças no estoque de Carbono e na dinâmica de trocas de massa e de energia em dois ambientes: o natural, representado pelo Cerrado sentido restrito, e floresta plantada, representada por povoamento de Eucalipto híbrido clonal, Eucalyptus urophylla x grandis. Todo o experimento foi conduzido na Fazenda Água Limpa (FAL), Brasília – Distrito Federal, Brasil. Foi utilizado o seguinte estudo integrado: combinando dados mensurados em campo; medição de fluxos de massa e energia; fluxos turbulentos verticais mensurados pelo método de Covariância de Vórtices Turbulentos, “EddyCovariance”; e a modelagem baseada em processos, uma vez que o modelo utilizado (Biome-BGC) avalia a interação entre os componentes edáficos, fisiológicos e meteorológicos e suas repostas na troca líquida de Carbono (NEE) para o ecossistema simulado. Utilizou-se o modelo Biome-BGC para estimar a troca líquida de Carbono anual para o Cerrado e o Eucalipto. A variabilidade da troca líquida de Carbono não foi bem representada, especialmente para o Cerrado sentido restrito, o que pode estar relacionada às características intrínsecas e fenológicas desse ambiente, bem como às limitações e habilidades preditivas do modelo Biome-BGC para estimar a NEE em ecossistema que apresenta heterogeneidade espacial e elevada diversidade de espécies vegetais. A substituição do uso do solo de Cerrado para cultivos de Eucalipto, alterou o estoque de Carbono no solo e na biomassa. O valor do estoque de Carbono total para a área de Cerrado sentido restritofoi de 257,72 Mg ha-1 e para o povoamento de Eucalipto, 203,23 Mg ha-1. No entanto, o Eucalipto avaliado, na faixa de idade estudada, 36 meses, ainda não alcançou a produção máxima de biomassa, em decorrência desse fato, durante o intervalo de tempo monitorado nesse estudo, a área de Cerrado apresentou maior estoque de Carbono total. A troca líquida de Carbono e o fluxo de energia, calor latente (LE), calor sensível (H) e para o solo (G) de cada ecossistema, Cerrado sentido restrito e Eucalyptus urophylla x grandis, apresentaram dinâmica compatível com as suas sazonalidades e fenologias. Em relação ao particionamento da energia, a área de Eucalipto nos anos de 2014 e 2015, apresentou menores valores da razão de Bowen, quando comparados com os valores referentes ao ano de 2016, o que pode estar associado à maior taxa de crescimento na etapa inicial e os processos relacionados a evapotranspiração, perda de vapor d’água, e fotossíntese. Durante o período seco, as duas vegetações apresentaram os maiores valores da razão de Bowen, no entanto, nos primeiros anos, a maior partição de energia foi para o Cerrado. O somatório da NEE para a área de Cerrado sentido restrito, período de 2013 a 2015, foi de 1.535,0 gC m-2, enquanto que para o Eucalipto foi de 1.490,8 gC m-2. Até o presente momento, por meio dessa pesquisa, há indicação de que o aumento da temperatura e de CO2, tem aumentado a assimilação de Carbono no ecossistema para o Cerrado sentido restrito avaliado, fato evidenciado por meio da troca líquida de Carbono anual observada de 2013 a 2015, (439, 518 e 578 gC m-² ano-1), na taxa de recrutamento 3,43% e incremento de biomassa na vegetação arbustivo-arbórea de 1,37 MgC ha-1, referente ao intervalo de 15 meses, abrangendo o ano de 2015, o qual apresentou o maior percentual de incremento em temperatura nos últimos anos. Para compreender esse conjunto de processos, será necessário o monitoramento a longo prazo para a área de Cerrado sentido restrito, assim como, faz-se necessário o monitoramento do povoamento de Eucalipto a longo prazo para avaliar as consequências na dinâmica dos fluxos de massa e energia, como também a capacidade de estoque de Carbono no ecossistema em função da substituição do uso do solo.