O controle do solo sobre a estrutura da floresta e estoques de carbono na Amazônia Central

Transcrição

1 O controle do solo sobre a estrutura da floresta e estoques de carbono na Amazônia Central Demétrius Martins Flávio Luizão Let me bring you songs from the wood (Ian Anderson)) Carlos Alberto Quesada Ted Feldpausch 1

2 Introdução As florestas tropicais armazenam 40% do carbono estocado na biomassa terrestre (Dixon et al. 1994) Amazônia: ~ 80 Pg C (Malhi et al. 2006) Necromassa: ~ 10 Pg C (Chao et al. 2009) Representa de 6 a 25% do total de carbono acima do solo

3 Introdução Amazônia possui grande variação: Dinâmica florestal Taxas de mortalidade Taxas de natalidade Estrutura da floresta: Densidade da madeira Altura das árvores Diâmetro das árvores Biomassa Necromassa diminui (Chao et al. 2009) NE NO Possíveis causas da variação: Distúrbio climáticos recentes Variações da dinâmica e estrutura florestal

4 Introdução Quesada et al Propriedades físicas do solo Vegetação Figura: Quesada et al. (2011) Grande variedade de condições químicas e físicas

5 Introdução Poucos estudo mostram os controladores de necromassa no nível de paisagem Kissing & Powers (2010) Estádio sucessional X Necromassa Chao et al. (2009) Estrutura e dinâmica da floresta X Necromassa Biomassa acima do solo Densidade da madeira Mortalidade de massa

6 Introdução Quesada et al. (2012) Profundidade efetiva do solo Estrutura do solo Dinâmica Densidade da madeira Mortalidade de indivíduos Estrutura da vegetação Biomassa

7 Introdução Profundidade efetiva do solo Estrutura do solo? Necromassa

8 Introdução As florestas localizadas abaixo do Rio Amazonas na Amazônia Central representam uma parte significativa dessa região, no entanto são pouco conhecidas Solos hidromórficos X Solos bem drenados

9 Métodos PDBFF Reserva Ducke Manaus " ± M2 M1 M4 M5 M6 M8 M7 M9 M10 M Kilometers

10 Métodos Amostragem de madeira morta Protocolo (Baker e Chao 2009) Unidade amostral: parcelas de 250 x 20 (0,5 ha) 2 tipos de amostragem Madeira caída Árvores mortas em pé

11 Métodos Classes de decomposição da madeira 3 classes de decomposição (Baker e Chao 2009): Classe 1 Classe 3 Foto: J. J. Toledo Classe 2 Foto: J. J. Toledo

12 Métodos Estimativa de necromassa Volume M N = V ρ * Densidade da madeira morta * Cada classe de decomposição

13 Métodos Estrutura da vegetação Número de indivíduos por hectare Densidade da madeira (vivas) Diâmetro Biomassa Dados das parcelas permanentes em colaboração Susan Laurance (PDBFF) Iêda Amaral (TEAM) Carolina Castilho (PPBio) Juliana Schietti (PPBio/CENBAM)

14 Métodos Propriedades físicas do solo Trincheiras 2 m de profundidade Densidade do solo Descrição da trincheira PDBFF: 3 Reserva Ducke: 3 BR-319: 6 (uma por módulo) Trado Para aumentar a cobertura espacial das propriedades do solo Dados de trado de todas as parcelas do interflúvio

15 Métodos Propriedades físicas do solo Profundidade efetiva Nota Raso (<20 cm ) 4 Menos raso (de 20 a 50 cm) 3 Profundidade entre 50 e 100cm 2 Horizonte C ( > 100 cm) 1 Profundo ( > 150 cm) 0 (Quesada et al. 2010) Estrutura do solo Nota Muito denso, restrição para raiz 4 Denso, menor restrição para raiz 3 Duro, denso, estrutura em bloco 2 Solto, bem agregado 1 Boa agregação, friável 0 Topografia Nota Muito inclinada > 45 4 Inclinada 20 a 44 3 Ondulação suave 8 a 19 2 Inclinação suave 1 a 8 1 Plano 0 Condições anóxicas Nota Água estagnada, saturado 4 Baixa porosidade, sat. sazonal 3 Saturação profunda (50cm de sat.) 2 Saturação profunda (>100cm) 1 Condições de não saturação 0

16 Métodos Dados ambientais Pluviosidade WorldClim Global Climate Data Precipitação total Precipitação nos três meses mais secos

17 Métodos Dados ambientais Drenagem Imagens SRTM Cálculo de um índice topográfico T = log α i tanβ i Área de contribuição Declividade da região Topographic Index Value High : Low : Kilometers ±

18 Resultados e discussão Variações das propriedades do solo Caracterização dos solos permitiu separar as parcelas em 3 grupos: Sem restrição - SR PDBFF e Ducke Baixos níveis de restrição - BNR Interflúvio Altos níveis de restrição - ANR Interflúvio Anóxia = 0 Anóxia < 1 Anóxia > 1 Anóxia Profundidade efetiva Estrutura Topografia Densidade (g cm -3 ) ,8 1,2 1,0 1, ,2 1,7

19 Resultados e discussão Variações das propriedades do solo a a Solos sem restrições b b Solos restritivos 50 cm 50 cm 100 cm100 cm Baixa densidade e bem drenado Marcas de mosqueado apontando a flutuação do lençol 19

20 Resultados e discussão Volume e densidade de necromassa Volume de necromassa variou significativamente entre os diferentes ambientes SR BNR ANR 69,5 ± 11,1 m 3 ha -1 69,5 ± 11,6 m 3 ha -1 33,8 ± 2,0 m 3 ha -1 A densidade da madeira morta não variou entre os diferentes ambientes, mas variou significativamente entre as classes de decomposição SR BNR ANR Classe 1 0,68 ± 0,02 0,67 ± 0,04 0,61 ± 0,02 Classe 2 0,55 ± 0,02 0,53 ± 0,03 0,48 ± 0,01 Classe 3 0,32 ± 0,01 0,34 ± 0,02 0,33 ± 0,02 Baixa fertilidade

21 Resultados e discussão Estoques de necromassa SR 33,1 ± 7,1 Mg ha -1 PDBFF BNR 35,1 ± 7,2 Mg ha -1 Reserva Ducke ANR 16,1 ± 2,6 Mg ha -1 M10 M11 M9 M7 M8 M5 M6 M4 M Kilometers Manaus M1 Necromassa Mg ha -1 6,7 13,1 14,6 24,0 25,2 35,0 35,4. 48,9 53,3 73,0 Sem restrição Baixo nível de restrição Alto nível de restrição

22 Preditores de necromassa ao longo da paisagem ln Necromassa (Mg ha -1 ) ln Necromassa (Mg ha -1 ) ln Necromassa (Mg ha -1 ) r 2 adj=0,35 P<0,001 r 2 adj=0,20 P<0,001 ln Necromassa Mg ha Anóxia Estrutura do solo ln Necromassa Mg ha 1 Sem restrição Baixo nível de restrição Alto nível de restrição r 2 adj=0,30 P<0, Profundidade efetiva do solo

23 Preditores de necromassa ao longo da paisagem ln Necromassa (Mg ha -1 ) ln Necromassa (Mg ha -1 ) r 2 adj=0,10 P=0,017 r 2 adj=0,12 P=0,009 ln Necromass Mg ha 1 ln Necromass Mg ha Topografia Índice topografico Sem restrição Baixo nível de restrição Alto nível de restrição

24 Resultados e discussão Padrões gerais da paisagem Possíveis causas do menor estoque em ANR : Martius (1997) em áreas de Várzea e Chao et al. (2008) planícies alagáveis no Peru encontraram baixos estoques de necromassa Redistribuição da madeira morta pelas águas dos rios Das 79 parcelas apenas 9 estavam em áreas de alagamento Nenhuma próxima de grandes rios Maiores taxas de decomposição Taxas de decomposição não foram medidas Espera-se uma relação negativa entre densidade da madeira e taxas de decomposição (Chambers et al. 2000) Não encontramos diferença da densidade da madeira entre as áreas

25 Biomassa (Mg ha -1 ) Resultados e discussão Dados de vegetação Pontos = média Barras = intervalo de confiança a ab b N o de indivíduos ha -1 a b b n=33 n=16 n=30 ANR BNR SR Solos n=33 n=16 n=30 ANR BNR SR Solos

26 Altura média (m) Biomassa por árvore (Mg) DAP médio (cm) Dados de vegetação b Pontos = média Barras = intervalo de confiança b a b c ANR BNR SR Solos Solos c a b ANR BNR SR Solos a

27 Resultados e discussão Preditores de necromassa ao longo da paisagem r2adj=0,20 P<0,001 Alto nível de restrição Baixo nível de restrição Sem restrição ln Necromassa Mg ha 1 O parâmetro da vegetação que melhor explicou a variação de necromassa Biomassa por árvore Mg

28 ln Necromassa Mg ha Resultados e discussão Preditores de necromassa ao longo da paisagem Alto nível de restrição r2adj=0,13 P=0,008 Baixo nível de restrição r2adj=0,10 P=0,01 Sem restrição ln Necromassa Mg ha Altura média (m) DAP médio (cm)

29 Vegetação e necromassa Parâmetro da vegetação tiveram relação fracas com necromassa Necromassa ~ Biomassa (r 2 adj=0,12) Similar à Chao et al. (2009) Necromassa ~ Biomassapor árvore (r 2 adj=0,20) Diferentes níveis de restrição nos solos parecem afetar significativamente a estrutura da floresta influenciando temporalmente e estruturalmente o armazenamento da biomassa Maiores restrições físicas suportam florestas mais dinâmicas com baixa densidade da madeira e baixa biomassa (Jirka et al e Quesada et al. 2012) Restrições no solo podem dificultar o estabelecimento das árvores restringindo o crescimento de raízes profundas e a sobrevivência das árvores afetando a estrutura da vegetação

30 Resultados e discussão Principais causas da variação Se características limitantes do solo afetam positivamente a mortalidade de árvores, como o aumento das restrições físicas (anóxia) podem causar a diminuição dos estoques de necromassa?

31 Resultados e discussão Vegetação e necromassa 31

32 Resultados e discussão Vegetação e necromassa Biomassa por árvore: SR > ANR 1,6 vezes BNR > ANR 1,3 vezes A mortalidade de massa deve ser maior o que resulta em um estoque duas vezes maior em SR e BNR SR e BNR possuem maiores diâmetros e consequentemente devem possuir menores taxas de decomposição (van Geffen et al. 2010) Apesar da biomassa por árvore ser menor em BNR do que em SR os estoques são similares BNR deve ter maiores taxas de mortalidade pois as condições do solo são piores

33 Conclusão Importante constituinte dos ecossistemas pois contribui com: SR 13% BNR 17% ANR 8% Variações nos estoques de necromassa: Níveis de restrições dos solos afetam a estrutura e dinâmica das florestas que, por sua vez, afetam a necromassa Necromassa esta positivamente relacionada com biomassapor árvore e apresenta relação negativa indireta com anóxia do solo Restrições edáficas atuam na estrutura e dinâmica da floresta: altura diâmetro Solos restritivos devem aumentar as taxas de mortalidade de indivíduos (decomposição), mas devem diminuir as taxas de mortalidade de massa biomassapor árvore Importância das propriedades do solo e sua capacidade de controlar a estrutura da floresta influenciando gradientes de necromassa na escala da paisagem

34 Obrigado! Foto: J. Purri