Floresta Densa Equatorial (Floresta Virgem ou Floresta Ombrófila)
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O controle do solo sobre a estrutura da floresta e estoques
de carbono na Amazônia Central
Demétrius Martins
Flávio Luizão
Carlos Alberto Quesada
Ted Feldpausch “Let me bring you songs from the wood ”
(Ian Anderson))
Introdução
As florestas tropicais armazenam 40% do carbono estocado na
biomassa terrestre (Dixon et al. 1994)
Necromassa: ~ 10 Pg C (Chao et al. 2009)
Representa de 6 a 25% do total de carbono acima do
solo
Amazônia: ~ 80 Pg C (Malhi et al. 2006)
Estrutura da floresta:
Amazônia possui grande variação:
Taxas de mortalidade
Dinâmica florestal
Taxas de natalidade
Densidade da madeira
Diâmetro das árvores
Altura das árvores
Necromassa diminui (Chao et al. 2009)
NE NO
Possíveis causas da variação:
Distúrbio climáticos recentes
Variações da dinâmica e estrutura florestal
Introdução
Biomassa
Grande variedade de condições químicas e físicas
Figura: Quesada et al. (2011)
Introdução
Propriedades físicas
do solo
Quesada et al. 2012
Vegetação
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
Introdução
Quesada et al. (2012)
Profundidade efetiva
do solo
Estrutura do solo
Introdução
Dinâmica
Densidade da madeira
Mortalidade de indivíduos
Estrutura da
vegetação
Biomassa
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
Introdução
Amostragem de madeira morta
Métodos
Unidade amostral: parcelas de 250 x 20 (0,5 ha)
2 tipos de amostragem
Madeira caída
Árvores mortas em pé
Protocolo (Baker e Chao 2009)
Classes de decomposição da madeira
3 classes de decomposição (Baker e Chao 2009):
Classe 1
Classe 2
Métodos
Classe 3
Foto: J. J. Toledo
Foto: J. J. Toledo
MN = V ×
ρ
Volume
Densidade da
madeira morta
Estimativa de necromassa
Métodos
*
* Cada classe de
decomposição
Estrutura da vegetação
Número de indivíduos por hectare
Biomassa
Densidade da madeira (vivas)
Susan Laurance (PDBFF)
Iêda Amaral (TEAM)
Carolina Castilho (PPBio)
Juliana Schietti (PPBio/CENBAM)
Métodos
Dados das parcelas permanentes em colaboração
Diâmetro
Propriedades físicas do solo
Trincheiras
2 m de profundidade
PDBFF: 3
Reserva Ducke: 3
BR-319: 6 (uma por módulo)
Trado
Para aumentar a cobertura espacial das propriedades do solo
Densidade do solo
Descrição da trincheira
Métodos
Dados de trado de todas as parcelas do interflúvio
Propriedades físicas do solo
Métodos
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
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
(Quesada et al. 2010)
Dados ambientais
Pluviosidade WorldClim – Global Climate Data
Métodos
Precipitação total
Precipitação nos três meses mais secos
Dados ambientais
Drenagem
Imagens SRTM
Cálculo de um índice topográfico
𝑇 = 𝑙𝑜𝑔 𝛼𝑖
𝑡𝑎𝑛𝛽𝑖 Área de
contribuição
Declividade
da região
Métodos
0 5 10 20 Kilometers
±Topographic Index
Value
High : 22.9931
Low : 5.87597
Variações das propriedades do
solo Caracterização dos solos permitiu separar as parcelas em 3 grupos:
Sem restrição - SR Baixos níveis de
restrição - BNR Altos níveis de
restrição - ANR
PDBFF e Ducke Interflúvio
Anóxia = 0 Anóxia < 1
Interflúvio
Anóxia > 1
Anóxia 2 - 4 0 0 - 1
Profundidade efetiva
Estrutura
Topografia
Densidade (g cm-3)
1 - 4 0 0 - 2
2 - 4 0 - 1 1 - 2
0 - 1 0 - 2 0 - 1
1,2 – 1,7 0,8 – 1,2 1,0 – 1,6
Resultados e discussão
Marcas de mosqueado
apontando a flutuação do lençol
Variações das propriedades do solo
19
Solos sem restrições Solos restritivos a
50 cm
100 cm
ba
50 cm
100 cm
b
Baixa densidade e bem
drenado
Resultados e discussão
Volume e densidade de necromassa
Volume de necromassa variou significativamente entre os diferentes
ambientes
SR BNR ANR
69,5 ± 11,1 m3 ha-1 69,5 ± 11,6 m3 ha-1 33,8 ± 2,0 m3 ha-1
A densidade da madeira morta não variou entre os diferentes ambientes,
mas variou significativamente entre as classes de decomposição
0,68 ± 0,02
0,55 ± 0,02
0,32 ± 0,01
Classe 1
Classe 2
Classe 3
0,67 ± 0,04
0,53 ± 0,03
0,34 ± 0,02
0,61 ± 0,02
0,48 ± 0,01
0,33 ± 0,02
SR BNR ANR
Baixa fertilidade
Resultados e discussão
Estoques de necromassa
SR 33,1 ± 7,1 Mg ha-1
BNR 35,1 ± 7,2 Mg ha-1
ANR 16,1 ± 2,6 Mg ha-1
PDBFF
Reserva Ducke
M1
M2
M4
M5 M6
M7
M8
M9 M10
M11
Manaus
6,7 – 13,1
14,6 – 24,0
25,2 – 35,0
35,4.– 48,9
53,3 – 73,0
Necromassa Mg ha-1
0 80 160 40 Kilometers
Sem restrição
Baixo nível de restrição
Alto nível de restrição
Resultados e discussão
Preditores de necromassa ao longo da paisagem
0 1 2 3 4
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
Anóxia
ln N
ecr
om
ass
a
Mg h
a1
r2adj=0,35 P<0,001
0 1 2 3 4
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
Profundidade efetiva do solo
ln N
ecr
om
ass
a
Mg h
a1
r2adj=0,30
P<0,001
Sem restrição
Baixo nível de restrição
Alto nível de restrição
0 1 2 3 4
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
Estrutura do solo
r2adj=0,20 P<0,001
ln N
ecro
massa (
Mg h
a-1
)
ln N
ecro
massa (
Mg h
a-1
)
ln N
ecro
massa (
Mg h
a-1
)
7 8 9 10 11 12 13 14
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
Índice topografico
ln N
ecr
om
ass
M
g h
a1
r2adj=0,12
P=0,009
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
Topografia
ln N
ecr
om
ass
M
g h
a1
0 1 2
r2adj=0,10
P=0,017
Preditores de necromassa ao longo da paisagem
ln N
ecro
massa (
Mg h
a-1
)
ln N
ecro
massa (
Mg h
a-1
) Sem restrição
Baixo nível de restrição
Alto nível de restrição
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
Maiores taxas de decomposição
Redistribuição da madeira morta pelas águas dos rios
Não encontramos diferença da densidade da madeira entre as áreas
Das 79 parcelas apenas 9 estavam em áreas de alagamento
Espera-se uma relação negativa entre densidade da madeira e
taxas de decomposição (Chambers et al. 2000)
Taxas de decomposição não foram medidas
Nenhuma próxima de grandes rios
Resultados e discussão
Dados de vegetação
60
0
65
0
70
0
75
0
80
0
Solos
No d
e in
div
íduos ha -
1
ANR BNR SR
n=33 n=16 n=30
a
b
b
a
ab
b
20
0
22
0
24
0
26
0
Bio
ma
ssa
(M
g h
a-1
)
ANR BNR SR
n=33 n=16 n=30
Solos
Pontos = média Barras = intervalo de confiança
Resultados e discussão
0.2
50
.30
0.3
50
.40
B
iom
assa p
or
árv
ore
(M
g)
ANR BNR SR
Solos
a
b
c
15
.21
5.4
15
.61
5.8
16
.01
6.2
16
.41
6.6
Altura
média
(m
)
a
b
c
20
21
22
23
Solos
DA
P m
édio
(cm
)
a
b
b
ANR BNR SR Solos
Pontos = média Barras = intervalo de confiança
Dados de vegetação
Preditores de necromassa ao longo da paisagem
0.2 0.3 0.4 0.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
Biomassapor árvore Mg
ln N
ecro
massa
Mg h
a1
Sem restrição
Baixo nível de restrição
Alto nível de restrição r2adj=0,20
P<0,001
O parâmetro da vegetação
que melhor explicou a
variação de necromassa
Resultados e discussão
14 15 16 17 18
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
Altura média (m)
ln N
ecro
massa
Mg h
a1
18 20 22 24 26
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
DAP médio (cm)
ln N
ecro
massa
Mg h
a1
Preditores de necromassa ao longo da paisagem
Sem restrição Baixo nível de restrição Alto nível de restrição
r2adj=0,13 r2adj=0,10
P=0,008 P=0,01
Resultados e discussão
Vegetação e necromassa
Parâmetro da vegetação tiveram relação fracas com
necromassa
Necromassa ~ Biomassa (r2adj=0,12) Similar à Chao et al. (2009)
Necromassa ~ Biomassapor árvore (r2adj=0,20)
Diferentes níveis de restrição nos solos parecem afetar
significativamente a estrutura da floresta influenciando
temporalmente e estruturalmente o armazenamento da
biomassa
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
Maiores restrições físicas suportam florestas mais dinâmicas com baixa
densidade da madeira e baixa biomassa (Jirka et al. 2007 e Quesada et al.
2012)
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?
Resultados e discussão
Vegetação e necromassa
Biomassa por árvore:
SR
BNR
ANR > 1,6 vezes
ANR > 1,3 vezes
A mortalidade de massa deve ser maior o que resulta em um estoque duas
vezes maior em e SR BNR
e possuem maiores diâmetros e consequentemente devem
possuir menores taxas de decomposição (van Geffen et al. 2010)
SR BNR
Apesar da biomassa por árvore ser menor em do que em os
estoques são similares
SR
BNR deve ter maiores taxas de mortalidade pois as condições do solo
são piores
BNR
Resultados e discussão
Conclusão
Importante constituinte dos ecossistemas pois contribui com:
ANR SR BNR
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
biomassapor árvore
Solos restritivos devem aumentar as taxas de mortalidade de indivíduos
(decomposição), mas devem diminuir as taxas de mortalidade de massa
Importância das propriedades do solo e sua capacidade de controlar a
estrutura da floresta influenciando gradientes de necromassa na escala
da paisagem
13% 17% 8%