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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
FACULDADE DE AGRONOMIA E MEDICINA VETERINAacuteRIA
Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Agricultura Tropical
MONITORAMENTO CONTIacuteNUO DO POTENCIAL REDOX E
DE VARIAacuteVEIS COMPLEMENTARES EM AMBIENTE
HIPERSAZONAL NO PANTANAL DE BARAtildeO DE
MELGACcedilO
INDIRA ASHANT MARTINS MESSIAS
CUIABAacute ndash MT
2011
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
FACULDADE DE AGRONOMIA E MEDICINA VETERINAacuteRIA
Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Agricultura Tropical
MONITORAMENTO CONTIacuteNUO DO POTENCIAL REDOX E
DE VARIAacuteVEIS COMPLEMENTARES EM AMBIENTE
HIPERSAZONAL NO PANTANAL DE BARAtildeO DE
MELGACcedilO
INDIRA ASHANT MARTINS MESSIAS
Engenheira Agrocircnoma
Orientador Prof Dr EDUARDO GUIMARAtildeES COUTO
Dissertaccedilatildeo apresentada agrave Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria da Universidade Federal de Mato Grosso para obtenccedilatildeo do tiacutetulo de Mestre em Agricultura Tropical
CUIABAacute ndash MT
2011
FICHA CATALOGRAacuteFICA
Dados Internacionais para Catalogaccedilatildeo na Publicaccedilatildeo (CIP)
Bibliotecaacuteria Patriacutecia Jaeger CRB1-1736
M585m Messias Indira Ashant Martins
Monitoramento contiacutenuo do potencial redox e de variaacuteveis complementares em ambiente hipersazonal do Pantanal de Baratildeo de Melgaccedilo Indira Ashant Martins Messias - Cuiabaacute Universidade Federal de Mato Grosso - UFMT 2011
57fil
Dissertaccedilatildeo apresentada a Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria ao Programa de Poacutes Graduaccedilatildeo em Agricultura Tropical da Universidade Federal de Mato Grosso - UFMT como requisito para obtenccedilatildeo ao Tiacutetulo de Mestre em Agricultura Tropical
Orientador Profordm Dr Eduardo Guimaratildees Couto 1 Solo 2 Sazonalidade 3 Potencial redox 4 Solos hidromoacuterficos -
hipersazonalidade 5 Ciclo hidroloacutegico I Tiacutetulo II Messias Indira Ashant Martins III UFMT
CDU 631(8172)
3
4
EPIacuteGRAFE
ldquoAlegrai-vos na esperanccedila sede pacientes na tribulaccedilatildeo e perseverai na
oraccedilatildeo Romanos 1212
Agrave minha tia Marilda Martins dos Santos (in memoriam) dedico o que de
precioso Deus me deu este ano a conclusatildeo de um sonho
DEDICO
AGRADECIMENTOS
Agravequele que me tem sustentado ateacute aqui e muito fez e tem feito por
mim pela minha vida e pela vida da minha famiacutelia A Deus agradeccedilo
Aos meus pais Itamar e Orlandina Espero poder retribuir em dobro
tudo o que vocecircs fizeram e ainda fazem por mim Amo vocecircs
Ao meu irmatildeo Idvaldo minha irmatilde Luanna e ao Joe pela confianccedila e
apoio sempre presentes
Ao Orleans Nasser por todo seu carinho e apoio (sob a forma de
palavras e accedilotildees) sempre presente e ainda tambeacutem por saber que posso
contar com vocecirc
Ao professor Eduardo Guimaratildees Couto pela sua orientaccedilatildeo e
confianccedila depositada em mim na realizaccedilatildeo desta dissertaccedilatildeo e pelo apoio
no acompanhamento deste trabalho
Agrave Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria da Universidade
Federal de Mato Grosso por meio do Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em
Agricultura Tropical pela oportunidade de realizaccedilatildeo do curso
Ao professor Mark Johnson pela sua paciecircncia e orientaccedilatildeo no
periacuteodo em que estive na cidade de Vancouver Canadaacute
Ao professor Osvaldo Borges Pinto Juacutenior pelo companheirismo
amizade e orientaccedilatildeo sempre disposto a colaborar com seus ensinamentos
e por ter se tornado um grande amigo
Agrave Universidade de British Columbia por meio do Instituto IRES
(Institute for Research Environment and Sustainability) pela oportunidade
de intercacircmbio concedida
A Suzana pela paciecircncia e ajuda no periacuteodo em que estive em
Vancouver
Aos amigos Samantha Maria George Renata Osvaldo (fu) Flair
seu Vicente (in memoriam) Guilherme Jader Susan Michael Gillian
Adrian Iain Angela Ashley e Jack
MONITORAMENTO CONTIacuteNUO DO POTENCIAL REDOX E
DE VARIAacuteVEIS COMPLEMENTARES EM AMBIENTE
HIPERSAZONAL NO PANTANAL DE BARAtildeO DE
MELGACcedilO
RESUMO ndash Neste trabalho foram estudados o Potencial Redox e as
variaacuteveis do solo (CO2 O2 temperatura umidade e potencial matricial) e
micrometereoloacutegicas (direccedilatildeo e velocidade do vento e intensidade e
acumulada meacutedia diaacuteria de precipitaccedilatildeo) pelo monitoramento contiacutenuo e
ininterrupto Para isso foram realizadas determinaccedilotildees na profundidade de
10 e 30 cm em solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico
na fitofisionomia Cerrado sensu stricto localizado na RPPN SESC Pantanal
municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo nordeste do Pantanal Matogrossense Os
valores de Potencial Redox variaram de 636 mV (enchente) a -341 mV
(cheia) caracterizando ambiente anaeroacutebico na estaccedilatildeo cheia e ambiente
oxidado nas demais estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico Os resultados obtidos
permitem concluir que o potencial redox eacute um bom indicador da
hipersazonalidade dos solos hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense
Mostram tambeacutem que o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as
variaacuteveis que tecircm maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de
dados obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico indicando serem determinantes
nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com hipersazonalidade
Palavras-chave sazonalidade ciclo hidroloacutegico e Eh
MONITORING OF THE REDOX POTENTIAL IN BARAtildeO DE MELGACcedilO
AND ITS INTERACTIONS
ABSTRACT - This study investigated the redox potential and soil variables
(CO2 O2 temperature moisture and matric potential) and meteorologic
variables (direction and wind speed and intensity and cumulative average
daily precipitation) by monitoring continuous and uninterrupted For that
determinations were made at a depth of 10 and 30 cm in a soil classified as
Haplic Planosol Gleysols alito on Cerrado sensu stricto vegetation types
located in RPPN SESC Pantanal Baron Melgaccedilo municipality northeastern
Pantanal Redox potential values ranged from 636 mV (flood) to -341 mV
(filled) in the anaerobic environment featuring full season and oxidized
environment in the other seasons of the hydrological cycle The results
indicate that the redox potential is a good hyperseasonality indicator of the
Pantanal lowlands They also show that the matrix potential and soil moisture
are the variables that matter most to explain the variation in the data set
along the hydrological cycle indicating that biological processes are crucial in
this tropical soil with hyperseasonality
Keywords Seasonality hydrologic cycle and Eh
SUMAacuteRIO
1 INTRODUCcedilAtildeO 9
2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA 10
21 Potencial Redox 10
22 Pantanal 12
23 Solos do Pantanal 14
3 METODOLOGIA 16
31 Aacuterea de estudo 16
32 Medidas de Campo 17
33 Medidas Micrometereoloacutegicas 21
34 Anaacutelises estatiacutesticas 22
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO 23
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas 23
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA) 36
5 CONCLUSOtildeES 43
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 44
ANEXO A 52
9
1 INTRODUCcedilAtildeO
O Pantanal situado cerca de 2000 km para o sul do cinturatildeo equatorial
apresenta alteraccedilotildees sazonais que se caracterizam por uma estaccedilatildeo seca e
uma estaccedilatildeo chuvosa a cada ano O iniacutecio e o fim de cada estaccedilatildeo variam
de ano para ano com vaacuterias semanas de diferenccedila (Heckman 1998) O
pulso de inundaccedilatildeo eacute monomodal (Junk et al 1989) e de ano para ano as
cheias mostram grandes diferenccedilas em suas amplitudes com grande
variaccedilatildeo no tempo e no espaccedilo (Girard no prelo)
Devido agrave inundaccedilatildeo do monomodal vaacuterias regiotildees deste bioma mudam
de habitats aquaacuteticos para terrestres e vice-versa ocasionando momentos
em que as cheias ocupam 80 do Pantanal embora no periacuteodo de
estiagem grande parte da aacuterea inundada seque pois a aacutegua evapora ou
retorna para o leito dos rios (Lobato 2000)
Neste contexto dados obtidos em estudos sobre potencial redox podem
ser ferramentas versaacuteteis para compreender as reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo nos
solos (Vespraskas e Faulkner 2001) especialmente aqueles submetidos agrave
sazonalidade de cheia (fase anaeroacutebica) e seca (fase aeroacutebica) comuns no
Pantanal A anaacutelise conjunta do potencial redox com outras variaacuteveis pode
ser uacutetil para o entendimento da dinacircmica dos solos hidromoacuterficos ao longo
de todo o ciclo hidroloacutegico a que o Pantanal estaacute submetido
Portanto aliado agraves determinaccedilotildees de potencial redox a anaacutelise da
respiraccedilatildeo do solo e da difusatildeo do oxigecircnio e dioacutexido de carbono eacute de
extrema importacircncia pois as mudanccedilas do potencial redox satildeo o resultado
de efeitos combinados de processos quiacutemicos fiacutesicos e bioloacutegicos no solo
(Nemecek et al 1990) Tendo em vista a importacircncia de se estudar o
potencial redox em aacutereas uacutemidas junto com outras variaacuteveis para
compreender a dinacircmica de solos hidromoacuterficos os objetivos deste trabalho
foram caracterizar e monitorar o potencial redox e outras variaacuteveis
complementares (CO2 O2 temperatura umidade potencial matricial) no
solo de uma cordilheira na fitofisionomia Cerrado sensu stricto localizado
na RPPN SESC Pantanal analisando-o em conjunto com variaacuteveis
micrometereoloacutegicas (precipitaccedilatildeo e vento)
10
2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
21 Potencial Redox
O potencial redox eacute a medida do estado de reduccedilatildeo e oxidaccedilatildeo em
que se encontra o solo sendo considerado um dos mais importantes fatores
que regem a produccedilatildeo de CO2 nas aacutereas uacutemidas (Reddy e DeLaune 2008
Seo e DeLaune 2010)
A biogeoquiacutemica das aacutereas uacutemidas eacute controlada pelas inundaccedilotildees
em funccedilatildeo das reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo A inundaccedilatildeo no solo muda
drasticamente a hidrosfera atmosfera biosfera e a biogeoquiacutemica A
difusividade do oxigecircnio atmosfeacuterico do solo diminui em solos inundados e
coloca em movimento uma seacuterie uacutenica de processos fiacutesicos quiacutemicos e
bioloacutegicos natildeo encontrados em solos secos eou que natildeo satildeo submetidos a
periacuteodos de inundaccedilatildeo (Neue et al 1997)
Apoacutes o O2 ser esgotado pela respiraccedilatildeo aeroacutebia organismos
anaeroacutebicos facultativos e obrigatoacuterios progressivamente usam os substratos
oxidados do solo como aceptores de eleacutetrons para a respiraccedilatildeo Bacteacuterias
denitrificadoras usam nitrato como um eleacutetron aceptor alternativo para
oxidaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica em valores de potencial redox abaixo de 420
mV em pH 7 Quando o nitrato eacute esgotado a reduccedilatildeo do manganecircs (Mn+4)
comeccedila abaixo de 400 mV seguida pela reduccedilatildeo do ferro (Fe+3) em valor de
potencial redox de 180 mV Essas reaccedilotildees satildeo catalisadas por diversas
bacteacuterias que usam a fermentaccedilatildeo para obter energia com o manganecircs
(Mn+4) e ferro (Fe+3) agindo diretamente como aceptores de eleacutetrons (Lovely
e Phillips 1989) Organismos anaeroacutebicos obrigatoacuterios reduzem o sulfato
quando o potencial redox cai abaixo -215 mV e o metano (CH4) eacute formado a
-244 mV (Neue et al 1997)
O potencial redox eacute usado para descrever o sistema de capacidade
de reduzir e oxidar O potencial redox eacute determinado em milivolts (mV) em
relaccedilatildeo a um eletrodo padratildeo de hidrogecircnio e eacute comumente estimado
utilizando um eletrodo de platina com um eletrodo de calomelano saturado
como referecircncia Em aacuteguas muito oxidadas enquanto as concentraccedilotildees de
oxigecircnio ficam aproximadamente acima de 1 mg O2 L-1 o potencial redox eacute
11
altamente positivo (acima de 300-500 mV) Em ambientes reduzidos como
nas aacuteguas profundas dos lagos estratificados ou sedimentos de lagos
eutroacuteficos o potencial redox eacute baixo (abaixo de 100 mV ou mesmo
negativo)
A saturaccedilatildeo pela aacutegua promove condiccedilotildees anoacutexicas no solo e outros
aceptores de eleacutetrons diferentes do O2 satildeo utilizados na oxidaccedilatildeo da mateacuteria
orgacircnica (Tiedje et al 1984) Dependendo do potencial redox do pH e da
disponibilidade de aceptores de eleacutetrons o proacuteximo processo de reduccedilatildeo
microbiana pode ocorrer depois do esgotamento de O2 nitrato manganecircs
ferro sulfato e por uacuteltimo da reduccedilatildeo do CO2 (Zehnder e Stumm 1988
Paul e Clark 1996) O uacuteltimo segue uma sequecircncia chamada de cadeia de
reduccedilatildeo sequencial
Os solos das aacutereas uacutemidas satildeo diferentes da maioria dos solos de
terras altas e sedimentos porque satildeo submetidos frequentemente a ciclos de
umedecimento e secagem dando apoio suficiente para comunidades
aeroacutebias e anaeroacutebicas que exploram uma ampla gama de receptores de
eleacutetrons durante a respiraccedilatildeo como a O2 NO3- Fe (+3) 2SO4 e CO2 (Lovley
e Klug 1986) Portanto o desenvolvimento da atividade microbiana do solo
e as relaccedilotildees de propriedade para as aacutereas uacutemidas requerem um
entendimento da respiraccedilatildeo do solo (aeroacutebica e anaeroacutebica) para solos com
uma ampla gama de caracteriacutesticas (DAngelo e Reddy 1999)
No niacutevel dos agregados do solo a temperatura pode influenciar a
respiraccedilatildeo do solo indiretamente atraveacutes de seus efeitos sobre o transporte
de O2 A difusatildeo de ambos os gases e solutos atraveacutes de filmes de aacutegua eacute
determinada pela difusividade e umidade do solo Por um lado a
difusividade aumenta com a temperatura numa determinada umidade
(Nobel 2005) Por outro lado um aumento na temperatura durante um
periacuteodo de tempo reduz o teor de aacutegua no solo e a espessura de seus filmes
de aacutegua Em aacutereas uacutemidas um decreacutescimo na temperatura induz um
decreacutescimo na umidade do solo como uma resposta na concentraccedilatildeo de O2
e nas condiccedilotildees do potencial redox Desde que o oxigecircnio inveacutes dos solutos
orgacircnicos eacute comumente o limitante para a respiraccedilatildeo nas aacutereas uacutemidas
12
solos secos tendem a aumentar a temperatura podendo estimular a
respiraccedilatildeo do solo (Luo e Zhou 2006)
A magnitude e a intensidade da reduccedilatildeo do solo satildeo controladas pela
quantidade de mateacuteria orgacircnica facilmente biodegradaacutevel sua taxa de
decomposiccedilatildeo e a quantidade e tipos de nitratos manganecircs e ferro
redutiacuteveis como tambeacutem sulfato e substratos orgacircnicos O mais importante
sistema tampatildeo em aacutereas uacutemidas satildeo oxi-hidroacutexidos de ferro (Fe3+ e Fe2+) e
compostos orgacircnicos porque estatildeo presentes em grandes quantidades
(Neue et al 1997)
22 Pantanal
As aacutereas uacutemidas (wetlands) possuem lenccedilol freaacutetico pouco profundo
apresentando solos saturados por um determinado tempo resultando em
baixos niacuteveis de oxigecircnio (Banner e MacKenzie 2000 Van der Walk 2006)
Essas aacutereas realizam serviccedilos essenciais para o ecossistema ndash estoque de
carbono controle das cheias manutenccedilatildeo da biodiversidade produccedilatildeo de
pescado recarga de aquumliacuteferos entre outros ndash e tecircm se mostrado cada dia
mais importantes no cenaacuterio global (Keddy et al 2009)
Tais aacutereas cobrem aproximadamente 6 da superfiacutecie terrestre (700
milhotildees de ha) e satildeo encontradas em diferentes continentes e em qualquer
zona climaacutetica aleacutem de serem consideradas aacutereas de prioridade para
conservaccedilatildeo (Van der Walk 2006 Keddy 2009) Entretanto estudos
recentes tecircm alertado que os ecossistemas permanentemente aquaacuteticos
(lagos rios) e das aacutereas uacutemidas ainda natildeo tecircm sido suficientemente
estudados sendo subestimados nos cenaacuterios globais de mudanccedilas
climaacuteticas (Neue et al 1997)
Entretanto a importacircncia das aacutereas inundaacuteveis para o ciclo global do
carbono balanccedilo hiacutedrico vida selvagem manutenccedilatildeo da biodiversidade e
produccedilatildeo de alimento humano eacute muito maior do que o tamanho que elas
ocupam na superfiacutecie terrestre (Cole e Brooks 2000)
13
Cerca da metade das aacutereas uacutemidas se encontra nos troacutepicos A mateacuteria
orgacircnica em decomposiccedilatildeo faz com que estas aacutereas sejam importantes
drenos para o carbono Cerca de 250 Gt de carbono satildeo conservadas nas
aacutereas uacutemidas dos troacutepicos Pequenas diferenccedilas no regime climaacutetico
hiacutedrico nutrientes e uso da terra podem modificar drasticamente o estoque
de carbono dessas aacutereas (Neue et al 1997)
O Pantanal Mato-Grossense eacute a maior planiacutecie inundaacutevel contiacutenua do
planeta cobrindo uma aacuterea de cerca de 135 000 Km2 na bacia hidrograacutefica
do Rio Paraguai (Assine e Soares 2004) O Pantanal eacute caracterizado por ser
uma planiacutecie pluvial sazonalmente inundada com baixa declividade (Brazil
1979) do leste para o oeste (30 - 50 cm km-1) e mais baixa ainda do norte
para o sul (3 ndash 15 cm km-1) O pulso de inundaccedilatildeo regula os processos
ecoloacutegicos que ali ocorrem (Junk et al 1989)
Materiais provenientes de regiotildees circunvizinhas se depositam nas
aacutereas mais baixas Aleacutem disto a variaccedilatildeo do niacutevel de aacutegua eacute um fator
decisivo na caracterizaccedilatildeo ecoloacutegica da regiatildeo pois propicia condiccedilotildees
favoraacuteveis a vaacuterias espeacutecies que natildeo tecircm origem na aacuterea mas que
apresentam adaptaccedilotildees a este ambiente de mudanccedilas constantes devido agrave
alternacircncia marcante de periacuteodos de cheia e de seca Sua posiccedilatildeo
geograacutefica representa um grande interstiacutecio entre os biomas da Amazocircnia
Chaco e o Cerrado favorecendo a troca de espeacutecies (Couto 2002)
A inundaccedilatildeo na aacuterea deste estudo (parte norte do Pantanal) eacute o
reflexo da variaccedilatildeo anual do niacutevel de aacutegua que ocorre no Rio Cuiabaacute e eacute
altamente influenciada pela precipitaccedilatildeo e pela difiacutecil drenagem da aacutegua da
chuva no solo O padratildeo de inundaccedilatildeo na reagiatildeo eacute o tipo monomodal ou
seja somente uma inundaccedilatildeo por ano (Junk et al 1989) com pequena
amplitude (Hamilton et al 1996) Aleacutem dos ciclos anuais de inundaccedilatildeo
tambeacutem satildeo reconhecidos ciclos plurianuais com periacuteodos de grandes
cheias e grandes secas (Nunes da Cunha e Junk 2001)
A vegetaccedilatildeo heterogecircnea existente conhecida como o ldquoComplexo do
Pantanalrdquo eacute resultante da inundaccedilatildeo perioacutedica que favorece a rica
diversidade de ambientes Portanto o Pantanal deve ser estudado como um
14
todo devido agraves interaccedilotildees entre o clima e a hidrologia como tambeacutem agraves
mudanccedilas nos ciclos de cheia e seca todos os anos (Heckman 1998)
Segundo Nunes da Cunha e Junk (2004) apenas 5 das espeacutecies
arboacutereas no Pantanal habitam exclusivamente zonas com prolongado
alagamento enquanto 30 estatildeo restritas agraves aacutereas raramente alagadas e
65 satildeo de ampla distribuiccedilatildeo no gradiente
Na fisionomia pantaneira o cerradatildeo ocupa aacutereas mais elevadas e o
cerrado sensu stricto aacutereas mais baixas tendendo para campo agrave medida
que aumenta o grau de inundaccedilatildeo Estas aacutereas satildeo uma continuidade da
grande regiatildeo fitoecoloacutegica do cerrado brasileiro consideradas junto com a
Ilha do Bananal as uacutenicas aacutereas extensas de cerrado sobre sedimentos
quartenaacuterios (Adaacutemoli 1986)
23 Solos do Pantanal
O carbono dos solos eacute originaacuterio da mateacuteria orgacircnica que assume um
papel fundamental em solos tropicais e subtropicais fornecendo nutrientes
estruturando o solo propiciando condiccedilotildees de aeraccedilatildeo e retenccedilatildeo de
umidade bem como para o estabelecimento dos seres vivos que datildeo
suporte aos processos que conferem aos solos suas propriedades e funccedilotildees
nos ecossistemas e na produccedilatildeo agriacutecola (Santos e Camargo 1999 Moreira
e Siqueira 2006)
O desenvolvimento dos solos de aacutereas uacutemidas e suas propriedades
satildeo influenciados pela saturaccedilatildeo temporaacuteria ou permanente de aacutegua na
parte superior do perfil do solo ou seja solos com sinais de reduccedilatildeo em
condiccedilotildees perioacutedicas ou permanentes de saturaccedilatildeo Condiccedilotildees de reduccedilatildeo
podem ocorrer em solos que contecircm quantidades consideraacuteveis de oxigecircnio
dissolvido falta de mateacuteria orgacircnica decomponiacutevel em combinaccedilatildeo com
altos teores de carbonato de caacutelcio e outros fatores que suprimem a
atividade de microrganismos (Moormann e Van de Wetering 1985)
De uma maneira geral os solos pantaneiros guardam estreita
relaccedilatildeo com a natureza dos sedimentos depositados o que por sua vez eacute
consequecircncia da natureza do ldquomaterial fonterdquo e dos processos ou formas de
15
deposiccedilatildeosedimentaccedilatildeo Assim as diversas regiotildees da planiacutecie por terem
sido contempladas com tipos de sedimentos diferenciados apresentam
naturalmente dinacircmica hiacutedrica proacutepria e este conjunto eacute determinante para a
definiccedilatildeo dos processos pedogeneacuteticos que atuaram eou atuam na regiatildeo
(Couto 2002)
Sabe-se que quando os solos se tornam saturados com aacutegua o
oxigecircnio presente neles eacute consumido formando condiccedilotildees anaeroacutebicas
Se houver fonte de carbono oxidaacutevel se a temperatura for suficientemente
alta para que os microrganismos estejam ativos (Rabenhorst e Parikh 2000)
e se houver persistecircncia das condiccedilotildees anaeroacutebicas impostas pelo longo
periacuteodo em que os solos pantaneiros permanecem sob uma espessa lacircmina
drsquoaacutegua cria-se a condiccedilatildeo para que o ferro na forma feacuterrica (Fe+3) presente
nos oacutexidos seja reduzido para ferro na forma ferrosa (Fe+2) O ferro na
forma ferrosa (reduzida) eacute bastante soluacutevel o que permite sua translocaccedilatildeo
na fase aquosa
As caracteriacutesticas morfoloacutegicas destes solos advecircm principalmente
dos processos de reduccedilatildeo e oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs que lhes
conferem cores distintas O estado de oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs
influencia fortemente sua solubilidade e cor conferindo os mosqueados
marrons cinzentos azuis pretos e amarelos frequentemente observados
em solos hidromoacuterficos (Fanning e Fanning 1989)
Os padrotildees das cores dos mosqueados derivam da segregaccedilatildeo do
ferro em zonas com diferentes valores de potencial redox resultando desta
maneira em zonas de vermelho amarelo e cinza Os mosqueados satildeo muito
comuns em solos do Pantanal e geralmente indicam uma flutuaccedilatildeo de curta
duraccedilatildeo do lenccedilol freaacutetico (Buol e Rebertus 1988)
Os solos hidromoacuterficos tambeacutem podem apresentar horizontes
escurecidos devido ao acuacutemulo de mateacuteria orgacircnica uma vez que os
organismos anaeroacutebicos satildeo menos eficientes na mineralizaccedilatildeo do que os
organismos aeroacutebios Aleacutem disso os processos de reduccedilatildeo geralmente
envolvem a produccedilatildeo ou o consumo de H+ e consequentemente possuem
um importante efeito sobre o pH (Ponnamperuma 1972)
16
3 METODOLOGIA
31 Aacuterea de estudo
O presente trabalho foi conduzido de fevereiro de 2010 a janeiro de
2011 na RPPN (Reserva Particular do Patrimocircnio NaturalSistema Nacional
de Unidades de Conservaccedilatildeo ndash SNUC) Estacircncia Ecoloacutegica SESC (Serviccedilo
Social do Comeacutercio) Pantanal (Figura 1) municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo
nordeste do Pantanal de Mato Grosso
Neste estudo o ciclo hidroloacutegico foi dividido em estaccedilotildees a estaccedilatildeo
ldquocheiardquo corresponde aos meses de fevereiro marccedilo e abril a estaccedilatildeo
ldquovazanterdquo aos meses de maio junho e julho a estaccedilatildeo ldquoestiagemrdquo aos
meses de agosto setembro e outubro e por fim a estaccedilatildeo ldquoenchenterdquo aos
meses de novembro dezembro e janeiro
Os periacuteodos foram divididos em manhatilde tarde e noite manhatilde das
700 agraves 1330h o periacuteodo da tarde das 1400 agraves 1830h e o periacuteodo da
noite das 1900 agraves 630h
A RPPN SESC Pantanal eacute uma Unidade de Conservaccedilatildeo (UC)
particular localizada entre as coordenadas geograacuteficas 16deg 30` a 16deg 44` S e
56deg 20` a 56deg 30` W ocupando uma aacuterea de aproximadamente 1076 Km2
Em 2002 a RPPN foi reconhecida como site Ramsar (Convenccedilatildeo sobre
Zona Uacutemidas Ramsar Iratilde 1971) e considerada aacuterea prioritaacuteria para
Conservaccedilatildeo da Biodiversidade (Cordeiro 2004) Foi tambeacutem incluiacuteda na
Lista de Aacutereas Uacutemidas da Convenccedilatildeo Ramsar de importacircncia internacional
(Junk e Nunes da Cunha 2005)
O clima da regiatildeo eacute tipo Aw segundo a classificaccedilatildeo de Koumlppen
apresentando sazonalidade caracteriacutestica com uma estaccedilatildeo chuvosa
(outubro-abril) e outra seca (maio-setembro) (Nunes da Cunha e Junk
2004) A temperatura meacutedia anual do ar na RPPN SESC Pantanal oscila
entre 22 a 32ordmC e a precipitaccedilatildeo meacutedia anual entre 1100 e 1200 mm com o
total meacutedio do mecircs mais seco inferior a 40 mm (Hasenack et al 2003)
O solo no local de estudo foi classificado como Planossolo Haacuteplico
Aliacutetico Gleissoacutelico e a fitofisionomia do local foi classificada como Cerrado
sensu stricto Os solos desta classe apresentam mudanccedila textural abrupta
17
com acentuada diferenccedila de textura do A para o horizonte B imediatamente
subjacente permeabilidade lenta ou muito lenta profundidade de 150 cm e
textura arenosa (Anexo A)
Figura 1 Localizaccedilatildeo da RPPN SESC Pantanal
32 Medidas de Campo
Foram instalados sensores horizontalmente no perfil do solo na borda
de uma ldquocordilheirardquo nas profundidades de 10 e 30 cm para o monitoramento
contiacutenuo da concentraccedilatildeo de CO2 (ppm) conteuacutedo de O2 () temperatura
(ordmC) umidade do solo () potencial matricial (Kpa) e potencial redox (mV)
por meio de um datalogger modelo CR1000 (Campbell Scientific Logan
Utah USA) O datalogger foi conectado a uma bateria de 12V com uma
18
placa solar (45 W) o que garantia energia suficiente para o monitoramento
contiacutenuo e ininterrupto
A concentraccedilatildeo de CO2 no solo foi determinada in situ por meio de
um analisador de gaacutes por infravermelho (modelo GMM221 Vaisala Inc
Helsinki Finland) (Jassal et al 2004 Johnson et al 2008) (Figura 2)
Durante os primeiros 5 minutos de cada meia hora os sensores eram
ligados devido ao alto consumo de energia (4W cada) (Vaisala Oyj 2008)
Neste intervalo de 5 minutos os primeiros 3 minutos em que os sensores
ficavam ligados correspondem ao seu periacuteodo de aquecimento e os
subsequentes 2 minutos restantes correspondem agraves leituras feitas num
intervalo de 30 segundos resultando em registros de meia em meia hora
Figura 2 Sensor de CO2 (modelo GMM221 Vaisala Inc Helsinki
Finland)
O Potencial Redox foi determinado atraveacutes de um sensor ColeParmer
ColeParmer (Figura 3) que utiliza uma aacuterea superficial de platina (02
polegadas em torno do eletrodo de vidro) permitindo a sensibilidade do
sensor a atividades de eleacutetrons do fluido A banda de platina ajuda a prevenir
a entrada de resiacuteduos orgacircnicos no sensor evitando erros A faixa de
estimativa da sonda eacute de -700mV a 1100 mV sendo este intervalo
aproximado do potencial redox existente em aacuteguas naturais e no
escoamento superficial O sensor de potencial redox de 30 cm foi instalado
19
em fevereiro de 2010 e o sensor de potencial redox de 10 cm em setembro
do mesmo ano Os dados de potencial redox foram corrigidos pela equaccedilatildeo
de regressatildeo Equaccedilatildeo 1 proposta por Vepraskas e Faulkner (2001)
Fator de ajuste = -06743times(T) + 21376 (Equaccedilatildeo 1)
Em que T eacute a temperatura (degC) na profundidade do sensor redox
Potencial Redox (Eh mV) = Fator de ajuste + medida do sensor redox
(Equaccedilatildeo 2)
Figura 3 Sensor de potencial redox (ColeParmer)
As determinaccedilotildees de pressatildeo atmosfeacuterica e temperatura do solo
(sensor BPS e termostato Apogee Instruments Logan Utah USA) foram
usadas para corrigir as leituras de concentraccedilatildeo de CO2 pela dependecircncia
desses valores agrave lei dos gases perfeitos (Vaisala Oyj 2008)
A umidade do solo foi estimada por sensores baseados no domiacutenio da
capacitacircnciafrequecircncia (Decagon Instruments model EC-5) (Figura 4)
calibrados segundo Sakaki et al (2008) O potencial matricial do solo
(potencial matricial) foi analisado usando um sensor deste mesmo fabricante
(Decagon Instruments model MPS-1) (Figura 5) E todas as variaacuteveis foram
determinadas em intervalos de 30 minutos
20
Figura 4 Sensor de conteuacutedo de aacutegua (Decagon Instruments model
EC-5)
Figura 5 Sensor de potencial matricial do solo (Decagon Instruments
model MPS-1)
O O2 do solo foi determinado por meio de um sensor de ceacutelulas
galvacircnicas no estado soacutelido fabricado pela Apogee Instruments modelo SO-
111 (Kallestad et al 2008) (Figura 6) O sensor de oxigecircnio inclui um
termostato para determinar a temperatura do ambiente O sensor de
oxigecircnio de 30 cm apresentou problemas teacutecnicos durante os meses que
correspondem agraves estaccedilotildees da estiagem e enchente comprometendo assim
a produccedilatildeo de informaccedilotildees neste periacuteodo
21
Figura 6 Sensor de O2 (Apogee Instruments)
33 Medidas Micrometereoloacutegicas
No mesmo local em que foram instalados os equipamentos descritos
anteriormente foi instalado tambeacutem um sensor Vaisala modelo WXT520
(Vaisala Wheather Transmitter WXT520) (Figura 7) Este sensor faz
determinaccedilotildees numa frequecircncia de 10 Hz das seguintes variaacuteveis
velocidade do vento (ms) direccedilatildeo do vento (grau azimutal) temperatura do
ar (˚C) umidade relativa () pressatildeo do ar (kA) precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria (mm) e intensidade da precipitaccedilatildeo(mmh)
22
Figura 7 Sensor Vaisala WXT520 (Vaisala Wheather Transmitter WXT520)
34 Anaacutelises estatiacutesticas
Os valores de concentraccedilatildeo de CO2 foram estimados por interpolaccedilatildeo
linear quando a distacircncia dos valores de antes e depois (que natildeo saiacutessem
do intervalo) natildeo fossem maiores que 48 horas Este procedimento foi
automatizado utilizando o software de seacuteries temporais Aquarius (Aquatic
Informatica Aquarius 26004 Pro Edition) evitando a subjetividade das
estimativas Para a anaacutelise de dados foram feitos testes de meacutedias com
niacutevel de significacircncia de 95 aleacutem da anaacutelise multivariada dos
componentes principais
23
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas
A variaccedilatildeo do potencial redox para o solo estudado estaacute mostrada na
Figura 8 na qual foram plotados os dados meacutedios determinados pelo
sensor Entre abril de 2010 e fevereiro de 2011 o solo esteve insaturado ou
seja em estado de oxidaccedilatildeo e o intervalo de valores neste periacuteodo foi de
400 mV No periacuteodo de saturaccedilatildeo marccedilo de 2010 e marccedilo de 2011 a
variaccedilatildeo de valores foi superior a 750 mV
O tipo de variabilidade ilustrado na Figura 8 eacute esperado para solos
submetidos a uma sazonalidade de seca e cheia caso do solo estudado no
Pantanal de Mato Grosso Quando o Potencial Redox ficou maior que 400
mV o solo estava insaturado e o O2 controlava o sistema Na ausecircncia de
O2 os microrganismos reduzem uma variedade de aceptores de eleacutetrons
considerados alternativos que em ordem decrescente de termodinacircmica
satildeo NO3- (denitrificaccedilatildeo) Fe (III) (reduccedilatildeo do ferro) Mn (III IV) (reduccedilatildeo do
manganecircs) e SO4- (reduccedilatildeo do sulfato) (Keller et al 2009)
A linha que mostra a fase de mudanccedila de Fe(OH)3 para Fe2+ estaacute
adicionada agrave Figura 8 pela linha horizontal no Eh de 467mV de acordo com
o pH da soluccedilatildeo do solo do local de estudo que eacute aproximadamente 6
(Beirigo 2011 no prelo) (Vepraskas e Faulkner 2001) Durante o mecircs de
marccedilo o Fe2+ estava na soluccedilatildeo do solo ou seja se o Fe2+ estava presente
pode-se assumir que a maior parte do O2 dissolvido foi reduzido para H2O a
maior parte do NO3- presente foi desnitrificado e a maior parte dos oacutexidos de
Mn foram reduzidos para Mn2+ O estado de reduccedilatildeo do solo acontece ao
longo do ano mesmo nas estaccedilotildees secas do Pantanal havendo uma
dinacircmica de o potencial redox diminuir na cheia (meados de fevereiro) e
aumentar nas outras estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico
Os valores positivos obtidos satildeo tiacutepicos de solos aeroacutebicos
(Ponnamperuma 1972) demonstrando predominarem condiccedilotildees natildeo
limitantes no crescimento de plantas (Volk 1993)
24
Figura 8 Variaccedilatildeo (meacutedia diaacuteria) do Potencial Redox na profundidade de 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores meacutedios do potencial redox na profundidade de 10 cm
(Figura 9) satildeo estatisticamente diferentes quando comparados com as
estaccedilotildees estiagem e enchente mas quando comparados com os periacuteodos
manhatilde tarde e noite nestas estaccedilotildees natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica Jaacute na
profundidade de 30 cm natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica entre os periacuteodos
manhatilde tarde e noite em nenhuma das estaccedilotildees mas haacute diferenccedila entre os
valores obtidos nas estaccedilotildees estiagem e enchente
Pode-se observar que as meacutedias na profundidade de 10 cm (440 mV
e 460 mV) nas estaccedilotildees estiagem e enchente satildeo maiores que as meacutedias
da profundidade de 30 cm (340 mV e 360 mV) Os metais presentes em Eh
lt 150 mV estatildeo unidos a espeacutecies de sulfatos formando FeS2 MnSO4
entre outros enquanto em valores gt 150 mV (todas as estaccedilotildees em ambas
as profundidades) a maioria dos metais presentes satildeo soluacuteveis e unidos agraves
25
espeacutecies oxidadas Fe3O4 Mn2O4 (Clark et al 1998 Vepraskas e Faulkner
2001)
O potencial redox foi menor em maiores profundidades (30 cm) do
que perto da superfiacutecie do solo (10 cm) confirmando os dados encontrados
em estudos anteriores (Clay et al 1992 Bohrerova et al 2004)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
150
200
250
300
350
400
450
500
Po
ten
cial
Re
do
x
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
Figura 9 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do Potencial Redox nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de CO2 no solo (Figura 10) na profundidade de 10 cm satildeo
mais altos na cheia e vazante do que na estiagem e enchente Agrave medida que
as estaccedilotildees mais secas do Pantanal se aproximam (estiagem e enchente) a
produccedilatildeo de CO2 no solo diminui em aproximadamente 30 Os valores
meacutedios entre estaccedilotildees satildeo estatisticamente diferentes e entre periacuteodos
dentro de cada estaccedilatildeo os valores satildeo iguais em ambas as profundidades
Na profundidade de 30 cm os maiores valores foram encontrados nas
estaccedilotildees cheia e enchente enquanto os menores nas estaccedilotildees vazante e
estiagem Pode-se observar que o comportamento do CO2 no solo foi
diferente entre as profundidades enquanto o maior valor na profundidade de
26
10 cm foi determinado na vazante na profundidade de 30 cm nesta mesma
estaccedilatildeo foi detectado o menor valor
Figura 10 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do CO2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os solos secos (estiagem em ambas as profundidades) podem ser
associados a baixas concentraccedilotildees de CO2 visto que possuem alta
difusividade permitindo um raacutepido efluxo de CO2 do solo para a atmosfera
(Risk et al 2008) Tal dinacircmica foi observada na profundidade de 10 cm na
estaccedilatildeo estiagem no solo seco (Figura 12) com altas concentraccedilotildees de O2
(Figura 11) e baixas concentraccedilotildees de CO2 (Figura 10) O mesmo foi
encontrado na profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees vazante e estiagem As
altas concentraccedilotildees de CO2 encontradas nas estaccedilotildees cheia e vazante na
profundidade de 10 cm indicam condiccedilotildees mais aeroacutebicas do solo porque
em condiccedilotildees anaeroacutebicas natildeo existe produccedilatildeo de CO2 mas sim de
metano (Luo e Zhou 2006) Aleacutem disto vaacuterios estudos de campo sugerem
tambeacutem que o efluxo de CO2 pode ser limitado pela umidade em niacuteveis
muito altos ou muito baixos (Bowden 1993 Xu et al 2004)
27
Os valores meacutedios de O2 do solo (Figura 11) satildeo estatisticamente
diferentes entre as estaccedilotildees e natildeo houve diferenccedila significativa entre os
periacuteodos dentro de cada estaccedilatildeo Na profundidade de 10 cm os valores
meacutedios de O2 foram maiores nas estaccedilotildees vazante e estiagem e menores
nas estaccedilotildees cheia e enchente devido ao fato de em solos uacutemidos a
difusividade do solo ficar prejudicada Observa-se que na profundidade de
10 cm os maiores valores meacutedios (vazante e estiagem) foram encontrados
nas mesmas estaccedilotildees de baixa umidade do solo (Figura 12) e esta mesma
tendecircncia foi encontrada para a profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees cheia e
vazante para as ambas as profundidades
O O2 do solo tende a diminuir seus valores na estaccedilatildeo cheia quando
o solo jaacute estaacute completamente alagado Os menores valores meacutedios de O2
foram encontrados na profundidade de 30 cm na estaccedilatildeo cheia e
independentemente das estaccedilotildees na profundidade de 30 cm sempre foram
observados menores valores meacutedios A tendecircncia de os valores serem
menores na profundidade de 30 cm confirma os dados obtidos por Marshall
e Holmes (1988)
28
Figura 11 Meacutedias nas estaccedilotildees vazante e cheia do O2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Durante as estaccedilotildees de seca no Pantanal (vazante e estiagem) os
valores de O2 estatildeo na faixa de 15 a 18 em ambas as profundidades
confirmando os dados de Grable e Siemer (1968) os quais afirmam que o
conteuacutedo de O2 decresce de 21 a 13 da superfiacutecie do solo ateacute 60 cm em
condiccedilotildees de solo natildeo alagado
Um solo saturado natildeo eacute uniformemente desprovido de oxigecircnio A
concentraccedilatildeo de oxigecircnio em geral eacute alta na camada superficial oxidada
(formada pela difusatildeo de O2 pela atmosfera na aacutegua sobrejacente da
inundaccedilatildeo e em seguida no solo) onde ocorrem as reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo
(Ponnameoeruma 1972 Moore e Reddy 1994) Processos de reduccedilatildeo
dominam abaixo da camada oxidada Esta fina camada oxidada na
superfiacutecie de solos alagados eacute importante para as transformaccedilotildees do N
porque o NH4+ pode oxidar-se para NO3
- (nitrificaccedilatildeo) nesta camada O
esgotamento do NH4+ nesta camada causa sua difusatildeo para cima
(ascendente) em resposta agrave concentraccedilatildeo do gradiente (Luo e Zhou 2006)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
O2
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
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21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
era
tura
do
So
lo (
0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
FACULDADE DE AGRONOMIA E MEDICINA VETERINAacuteRIA
Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Agricultura Tropical
MONITORAMENTO CONTIacuteNUO DO POTENCIAL REDOX E
DE VARIAacuteVEIS COMPLEMENTARES EM AMBIENTE
HIPERSAZONAL NO PANTANAL DE BARAtildeO DE
MELGACcedilO
INDIRA ASHANT MARTINS MESSIAS
Engenheira Agrocircnoma
Orientador Prof Dr EDUARDO GUIMARAtildeES COUTO
Dissertaccedilatildeo apresentada agrave Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria da Universidade Federal de Mato Grosso para obtenccedilatildeo do tiacutetulo de Mestre em Agricultura Tropical
CUIABAacute ndash MT
2011
FICHA CATALOGRAacuteFICA
Dados Internacionais para Catalogaccedilatildeo na Publicaccedilatildeo (CIP)
Bibliotecaacuteria Patriacutecia Jaeger CRB1-1736
M585m Messias Indira Ashant Martins
Monitoramento contiacutenuo do potencial redox e de variaacuteveis complementares em ambiente hipersazonal do Pantanal de Baratildeo de Melgaccedilo Indira Ashant Martins Messias - Cuiabaacute Universidade Federal de Mato Grosso - UFMT 2011
57fil
Dissertaccedilatildeo apresentada a Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria ao Programa de Poacutes Graduaccedilatildeo em Agricultura Tropical da Universidade Federal de Mato Grosso - UFMT como requisito para obtenccedilatildeo ao Tiacutetulo de Mestre em Agricultura Tropical
Orientador Profordm Dr Eduardo Guimaratildees Couto 1 Solo 2 Sazonalidade 3 Potencial redox 4 Solos hidromoacuterficos -
hipersazonalidade 5 Ciclo hidroloacutegico I Tiacutetulo II Messias Indira Ashant Martins III UFMT
CDU 631(8172)
3
4
EPIacuteGRAFE
ldquoAlegrai-vos na esperanccedila sede pacientes na tribulaccedilatildeo e perseverai na
oraccedilatildeo Romanos 1212
Agrave minha tia Marilda Martins dos Santos (in memoriam) dedico o que de
precioso Deus me deu este ano a conclusatildeo de um sonho
DEDICO
AGRADECIMENTOS
Agravequele que me tem sustentado ateacute aqui e muito fez e tem feito por
mim pela minha vida e pela vida da minha famiacutelia A Deus agradeccedilo
Aos meus pais Itamar e Orlandina Espero poder retribuir em dobro
tudo o que vocecircs fizeram e ainda fazem por mim Amo vocecircs
Ao meu irmatildeo Idvaldo minha irmatilde Luanna e ao Joe pela confianccedila e
apoio sempre presentes
Ao Orleans Nasser por todo seu carinho e apoio (sob a forma de
palavras e accedilotildees) sempre presente e ainda tambeacutem por saber que posso
contar com vocecirc
Ao professor Eduardo Guimaratildees Couto pela sua orientaccedilatildeo e
confianccedila depositada em mim na realizaccedilatildeo desta dissertaccedilatildeo e pelo apoio
no acompanhamento deste trabalho
Agrave Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria da Universidade
Federal de Mato Grosso por meio do Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em
Agricultura Tropical pela oportunidade de realizaccedilatildeo do curso
Ao professor Mark Johnson pela sua paciecircncia e orientaccedilatildeo no
periacuteodo em que estive na cidade de Vancouver Canadaacute
Ao professor Osvaldo Borges Pinto Juacutenior pelo companheirismo
amizade e orientaccedilatildeo sempre disposto a colaborar com seus ensinamentos
e por ter se tornado um grande amigo
Agrave Universidade de British Columbia por meio do Instituto IRES
(Institute for Research Environment and Sustainability) pela oportunidade
de intercacircmbio concedida
A Suzana pela paciecircncia e ajuda no periacuteodo em que estive em
Vancouver
Aos amigos Samantha Maria George Renata Osvaldo (fu) Flair
seu Vicente (in memoriam) Guilherme Jader Susan Michael Gillian
Adrian Iain Angela Ashley e Jack
MONITORAMENTO CONTIacuteNUO DO POTENCIAL REDOX E
DE VARIAacuteVEIS COMPLEMENTARES EM AMBIENTE
HIPERSAZONAL NO PANTANAL DE BARAtildeO DE
MELGACcedilO
RESUMO ndash Neste trabalho foram estudados o Potencial Redox e as
variaacuteveis do solo (CO2 O2 temperatura umidade e potencial matricial) e
micrometereoloacutegicas (direccedilatildeo e velocidade do vento e intensidade e
acumulada meacutedia diaacuteria de precipitaccedilatildeo) pelo monitoramento contiacutenuo e
ininterrupto Para isso foram realizadas determinaccedilotildees na profundidade de
10 e 30 cm em solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico
na fitofisionomia Cerrado sensu stricto localizado na RPPN SESC Pantanal
municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo nordeste do Pantanal Matogrossense Os
valores de Potencial Redox variaram de 636 mV (enchente) a -341 mV
(cheia) caracterizando ambiente anaeroacutebico na estaccedilatildeo cheia e ambiente
oxidado nas demais estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico Os resultados obtidos
permitem concluir que o potencial redox eacute um bom indicador da
hipersazonalidade dos solos hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense
Mostram tambeacutem que o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as
variaacuteveis que tecircm maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de
dados obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico indicando serem determinantes
nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com hipersazonalidade
Palavras-chave sazonalidade ciclo hidroloacutegico e Eh
MONITORING OF THE REDOX POTENTIAL IN BARAtildeO DE MELGACcedilO
AND ITS INTERACTIONS
ABSTRACT - This study investigated the redox potential and soil variables
(CO2 O2 temperature moisture and matric potential) and meteorologic
variables (direction and wind speed and intensity and cumulative average
daily precipitation) by monitoring continuous and uninterrupted For that
determinations were made at a depth of 10 and 30 cm in a soil classified as
Haplic Planosol Gleysols alito on Cerrado sensu stricto vegetation types
located in RPPN SESC Pantanal Baron Melgaccedilo municipality northeastern
Pantanal Redox potential values ranged from 636 mV (flood) to -341 mV
(filled) in the anaerobic environment featuring full season and oxidized
environment in the other seasons of the hydrological cycle The results
indicate that the redox potential is a good hyperseasonality indicator of the
Pantanal lowlands They also show that the matrix potential and soil moisture
are the variables that matter most to explain the variation in the data set
along the hydrological cycle indicating that biological processes are crucial in
this tropical soil with hyperseasonality
Keywords Seasonality hydrologic cycle and Eh
SUMAacuteRIO
1 INTRODUCcedilAtildeO 9
2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA 10
21 Potencial Redox 10
22 Pantanal 12
23 Solos do Pantanal 14
3 METODOLOGIA 16
31 Aacuterea de estudo 16
32 Medidas de Campo 17
33 Medidas Micrometereoloacutegicas 21
34 Anaacutelises estatiacutesticas 22
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO 23
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas 23
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA) 36
5 CONCLUSOtildeES 43
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 44
ANEXO A 52
9
1 INTRODUCcedilAtildeO
O Pantanal situado cerca de 2000 km para o sul do cinturatildeo equatorial
apresenta alteraccedilotildees sazonais que se caracterizam por uma estaccedilatildeo seca e
uma estaccedilatildeo chuvosa a cada ano O iniacutecio e o fim de cada estaccedilatildeo variam
de ano para ano com vaacuterias semanas de diferenccedila (Heckman 1998) O
pulso de inundaccedilatildeo eacute monomodal (Junk et al 1989) e de ano para ano as
cheias mostram grandes diferenccedilas em suas amplitudes com grande
variaccedilatildeo no tempo e no espaccedilo (Girard no prelo)
Devido agrave inundaccedilatildeo do monomodal vaacuterias regiotildees deste bioma mudam
de habitats aquaacuteticos para terrestres e vice-versa ocasionando momentos
em que as cheias ocupam 80 do Pantanal embora no periacuteodo de
estiagem grande parte da aacuterea inundada seque pois a aacutegua evapora ou
retorna para o leito dos rios (Lobato 2000)
Neste contexto dados obtidos em estudos sobre potencial redox podem
ser ferramentas versaacuteteis para compreender as reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo nos
solos (Vespraskas e Faulkner 2001) especialmente aqueles submetidos agrave
sazonalidade de cheia (fase anaeroacutebica) e seca (fase aeroacutebica) comuns no
Pantanal A anaacutelise conjunta do potencial redox com outras variaacuteveis pode
ser uacutetil para o entendimento da dinacircmica dos solos hidromoacuterficos ao longo
de todo o ciclo hidroloacutegico a que o Pantanal estaacute submetido
Portanto aliado agraves determinaccedilotildees de potencial redox a anaacutelise da
respiraccedilatildeo do solo e da difusatildeo do oxigecircnio e dioacutexido de carbono eacute de
extrema importacircncia pois as mudanccedilas do potencial redox satildeo o resultado
de efeitos combinados de processos quiacutemicos fiacutesicos e bioloacutegicos no solo
(Nemecek et al 1990) Tendo em vista a importacircncia de se estudar o
potencial redox em aacutereas uacutemidas junto com outras variaacuteveis para
compreender a dinacircmica de solos hidromoacuterficos os objetivos deste trabalho
foram caracterizar e monitorar o potencial redox e outras variaacuteveis
complementares (CO2 O2 temperatura umidade potencial matricial) no
solo de uma cordilheira na fitofisionomia Cerrado sensu stricto localizado
na RPPN SESC Pantanal analisando-o em conjunto com variaacuteveis
micrometereoloacutegicas (precipitaccedilatildeo e vento)
10
2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
21 Potencial Redox
O potencial redox eacute a medida do estado de reduccedilatildeo e oxidaccedilatildeo em
que se encontra o solo sendo considerado um dos mais importantes fatores
que regem a produccedilatildeo de CO2 nas aacutereas uacutemidas (Reddy e DeLaune 2008
Seo e DeLaune 2010)
A biogeoquiacutemica das aacutereas uacutemidas eacute controlada pelas inundaccedilotildees
em funccedilatildeo das reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo A inundaccedilatildeo no solo muda
drasticamente a hidrosfera atmosfera biosfera e a biogeoquiacutemica A
difusividade do oxigecircnio atmosfeacuterico do solo diminui em solos inundados e
coloca em movimento uma seacuterie uacutenica de processos fiacutesicos quiacutemicos e
bioloacutegicos natildeo encontrados em solos secos eou que natildeo satildeo submetidos a
periacuteodos de inundaccedilatildeo (Neue et al 1997)
Apoacutes o O2 ser esgotado pela respiraccedilatildeo aeroacutebia organismos
anaeroacutebicos facultativos e obrigatoacuterios progressivamente usam os substratos
oxidados do solo como aceptores de eleacutetrons para a respiraccedilatildeo Bacteacuterias
denitrificadoras usam nitrato como um eleacutetron aceptor alternativo para
oxidaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica em valores de potencial redox abaixo de 420
mV em pH 7 Quando o nitrato eacute esgotado a reduccedilatildeo do manganecircs (Mn+4)
comeccedila abaixo de 400 mV seguida pela reduccedilatildeo do ferro (Fe+3) em valor de
potencial redox de 180 mV Essas reaccedilotildees satildeo catalisadas por diversas
bacteacuterias que usam a fermentaccedilatildeo para obter energia com o manganecircs
(Mn+4) e ferro (Fe+3) agindo diretamente como aceptores de eleacutetrons (Lovely
e Phillips 1989) Organismos anaeroacutebicos obrigatoacuterios reduzem o sulfato
quando o potencial redox cai abaixo -215 mV e o metano (CH4) eacute formado a
-244 mV (Neue et al 1997)
O potencial redox eacute usado para descrever o sistema de capacidade
de reduzir e oxidar O potencial redox eacute determinado em milivolts (mV) em
relaccedilatildeo a um eletrodo padratildeo de hidrogecircnio e eacute comumente estimado
utilizando um eletrodo de platina com um eletrodo de calomelano saturado
como referecircncia Em aacuteguas muito oxidadas enquanto as concentraccedilotildees de
oxigecircnio ficam aproximadamente acima de 1 mg O2 L-1 o potencial redox eacute
11
altamente positivo (acima de 300-500 mV) Em ambientes reduzidos como
nas aacuteguas profundas dos lagos estratificados ou sedimentos de lagos
eutroacuteficos o potencial redox eacute baixo (abaixo de 100 mV ou mesmo
negativo)
A saturaccedilatildeo pela aacutegua promove condiccedilotildees anoacutexicas no solo e outros
aceptores de eleacutetrons diferentes do O2 satildeo utilizados na oxidaccedilatildeo da mateacuteria
orgacircnica (Tiedje et al 1984) Dependendo do potencial redox do pH e da
disponibilidade de aceptores de eleacutetrons o proacuteximo processo de reduccedilatildeo
microbiana pode ocorrer depois do esgotamento de O2 nitrato manganecircs
ferro sulfato e por uacuteltimo da reduccedilatildeo do CO2 (Zehnder e Stumm 1988
Paul e Clark 1996) O uacuteltimo segue uma sequecircncia chamada de cadeia de
reduccedilatildeo sequencial
Os solos das aacutereas uacutemidas satildeo diferentes da maioria dos solos de
terras altas e sedimentos porque satildeo submetidos frequentemente a ciclos de
umedecimento e secagem dando apoio suficiente para comunidades
aeroacutebias e anaeroacutebicas que exploram uma ampla gama de receptores de
eleacutetrons durante a respiraccedilatildeo como a O2 NO3- Fe (+3) 2SO4 e CO2 (Lovley
e Klug 1986) Portanto o desenvolvimento da atividade microbiana do solo
e as relaccedilotildees de propriedade para as aacutereas uacutemidas requerem um
entendimento da respiraccedilatildeo do solo (aeroacutebica e anaeroacutebica) para solos com
uma ampla gama de caracteriacutesticas (DAngelo e Reddy 1999)
No niacutevel dos agregados do solo a temperatura pode influenciar a
respiraccedilatildeo do solo indiretamente atraveacutes de seus efeitos sobre o transporte
de O2 A difusatildeo de ambos os gases e solutos atraveacutes de filmes de aacutegua eacute
determinada pela difusividade e umidade do solo Por um lado a
difusividade aumenta com a temperatura numa determinada umidade
(Nobel 2005) Por outro lado um aumento na temperatura durante um
periacuteodo de tempo reduz o teor de aacutegua no solo e a espessura de seus filmes
de aacutegua Em aacutereas uacutemidas um decreacutescimo na temperatura induz um
decreacutescimo na umidade do solo como uma resposta na concentraccedilatildeo de O2
e nas condiccedilotildees do potencial redox Desde que o oxigecircnio inveacutes dos solutos
orgacircnicos eacute comumente o limitante para a respiraccedilatildeo nas aacutereas uacutemidas
12
solos secos tendem a aumentar a temperatura podendo estimular a
respiraccedilatildeo do solo (Luo e Zhou 2006)
A magnitude e a intensidade da reduccedilatildeo do solo satildeo controladas pela
quantidade de mateacuteria orgacircnica facilmente biodegradaacutevel sua taxa de
decomposiccedilatildeo e a quantidade e tipos de nitratos manganecircs e ferro
redutiacuteveis como tambeacutem sulfato e substratos orgacircnicos O mais importante
sistema tampatildeo em aacutereas uacutemidas satildeo oxi-hidroacutexidos de ferro (Fe3+ e Fe2+) e
compostos orgacircnicos porque estatildeo presentes em grandes quantidades
(Neue et al 1997)
22 Pantanal
As aacutereas uacutemidas (wetlands) possuem lenccedilol freaacutetico pouco profundo
apresentando solos saturados por um determinado tempo resultando em
baixos niacuteveis de oxigecircnio (Banner e MacKenzie 2000 Van der Walk 2006)
Essas aacutereas realizam serviccedilos essenciais para o ecossistema ndash estoque de
carbono controle das cheias manutenccedilatildeo da biodiversidade produccedilatildeo de
pescado recarga de aquumliacuteferos entre outros ndash e tecircm se mostrado cada dia
mais importantes no cenaacuterio global (Keddy et al 2009)
Tais aacutereas cobrem aproximadamente 6 da superfiacutecie terrestre (700
milhotildees de ha) e satildeo encontradas em diferentes continentes e em qualquer
zona climaacutetica aleacutem de serem consideradas aacutereas de prioridade para
conservaccedilatildeo (Van der Walk 2006 Keddy 2009) Entretanto estudos
recentes tecircm alertado que os ecossistemas permanentemente aquaacuteticos
(lagos rios) e das aacutereas uacutemidas ainda natildeo tecircm sido suficientemente
estudados sendo subestimados nos cenaacuterios globais de mudanccedilas
climaacuteticas (Neue et al 1997)
Entretanto a importacircncia das aacutereas inundaacuteveis para o ciclo global do
carbono balanccedilo hiacutedrico vida selvagem manutenccedilatildeo da biodiversidade e
produccedilatildeo de alimento humano eacute muito maior do que o tamanho que elas
ocupam na superfiacutecie terrestre (Cole e Brooks 2000)
13
Cerca da metade das aacutereas uacutemidas se encontra nos troacutepicos A mateacuteria
orgacircnica em decomposiccedilatildeo faz com que estas aacutereas sejam importantes
drenos para o carbono Cerca de 250 Gt de carbono satildeo conservadas nas
aacutereas uacutemidas dos troacutepicos Pequenas diferenccedilas no regime climaacutetico
hiacutedrico nutrientes e uso da terra podem modificar drasticamente o estoque
de carbono dessas aacutereas (Neue et al 1997)
O Pantanal Mato-Grossense eacute a maior planiacutecie inundaacutevel contiacutenua do
planeta cobrindo uma aacuterea de cerca de 135 000 Km2 na bacia hidrograacutefica
do Rio Paraguai (Assine e Soares 2004) O Pantanal eacute caracterizado por ser
uma planiacutecie pluvial sazonalmente inundada com baixa declividade (Brazil
1979) do leste para o oeste (30 - 50 cm km-1) e mais baixa ainda do norte
para o sul (3 ndash 15 cm km-1) O pulso de inundaccedilatildeo regula os processos
ecoloacutegicos que ali ocorrem (Junk et al 1989)
Materiais provenientes de regiotildees circunvizinhas se depositam nas
aacutereas mais baixas Aleacutem disto a variaccedilatildeo do niacutevel de aacutegua eacute um fator
decisivo na caracterizaccedilatildeo ecoloacutegica da regiatildeo pois propicia condiccedilotildees
favoraacuteveis a vaacuterias espeacutecies que natildeo tecircm origem na aacuterea mas que
apresentam adaptaccedilotildees a este ambiente de mudanccedilas constantes devido agrave
alternacircncia marcante de periacuteodos de cheia e de seca Sua posiccedilatildeo
geograacutefica representa um grande interstiacutecio entre os biomas da Amazocircnia
Chaco e o Cerrado favorecendo a troca de espeacutecies (Couto 2002)
A inundaccedilatildeo na aacuterea deste estudo (parte norte do Pantanal) eacute o
reflexo da variaccedilatildeo anual do niacutevel de aacutegua que ocorre no Rio Cuiabaacute e eacute
altamente influenciada pela precipitaccedilatildeo e pela difiacutecil drenagem da aacutegua da
chuva no solo O padratildeo de inundaccedilatildeo na reagiatildeo eacute o tipo monomodal ou
seja somente uma inundaccedilatildeo por ano (Junk et al 1989) com pequena
amplitude (Hamilton et al 1996) Aleacutem dos ciclos anuais de inundaccedilatildeo
tambeacutem satildeo reconhecidos ciclos plurianuais com periacuteodos de grandes
cheias e grandes secas (Nunes da Cunha e Junk 2001)
A vegetaccedilatildeo heterogecircnea existente conhecida como o ldquoComplexo do
Pantanalrdquo eacute resultante da inundaccedilatildeo perioacutedica que favorece a rica
diversidade de ambientes Portanto o Pantanal deve ser estudado como um
14
todo devido agraves interaccedilotildees entre o clima e a hidrologia como tambeacutem agraves
mudanccedilas nos ciclos de cheia e seca todos os anos (Heckman 1998)
Segundo Nunes da Cunha e Junk (2004) apenas 5 das espeacutecies
arboacutereas no Pantanal habitam exclusivamente zonas com prolongado
alagamento enquanto 30 estatildeo restritas agraves aacutereas raramente alagadas e
65 satildeo de ampla distribuiccedilatildeo no gradiente
Na fisionomia pantaneira o cerradatildeo ocupa aacutereas mais elevadas e o
cerrado sensu stricto aacutereas mais baixas tendendo para campo agrave medida
que aumenta o grau de inundaccedilatildeo Estas aacutereas satildeo uma continuidade da
grande regiatildeo fitoecoloacutegica do cerrado brasileiro consideradas junto com a
Ilha do Bananal as uacutenicas aacutereas extensas de cerrado sobre sedimentos
quartenaacuterios (Adaacutemoli 1986)
23 Solos do Pantanal
O carbono dos solos eacute originaacuterio da mateacuteria orgacircnica que assume um
papel fundamental em solos tropicais e subtropicais fornecendo nutrientes
estruturando o solo propiciando condiccedilotildees de aeraccedilatildeo e retenccedilatildeo de
umidade bem como para o estabelecimento dos seres vivos que datildeo
suporte aos processos que conferem aos solos suas propriedades e funccedilotildees
nos ecossistemas e na produccedilatildeo agriacutecola (Santos e Camargo 1999 Moreira
e Siqueira 2006)
O desenvolvimento dos solos de aacutereas uacutemidas e suas propriedades
satildeo influenciados pela saturaccedilatildeo temporaacuteria ou permanente de aacutegua na
parte superior do perfil do solo ou seja solos com sinais de reduccedilatildeo em
condiccedilotildees perioacutedicas ou permanentes de saturaccedilatildeo Condiccedilotildees de reduccedilatildeo
podem ocorrer em solos que contecircm quantidades consideraacuteveis de oxigecircnio
dissolvido falta de mateacuteria orgacircnica decomponiacutevel em combinaccedilatildeo com
altos teores de carbonato de caacutelcio e outros fatores que suprimem a
atividade de microrganismos (Moormann e Van de Wetering 1985)
De uma maneira geral os solos pantaneiros guardam estreita
relaccedilatildeo com a natureza dos sedimentos depositados o que por sua vez eacute
consequecircncia da natureza do ldquomaterial fonterdquo e dos processos ou formas de
15
deposiccedilatildeosedimentaccedilatildeo Assim as diversas regiotildees da planiacutecie por terem
sido contempladas com tipos de sedimentos diferenciados apresentam
naturalmente dinacircmica hiacutedrica proacutepria e este conjunto eacute determinante para a
definiccedilatildeo dos processos pedogeneacuteticos que atuaram eou atuam na regiatildeo
(Couto 2002)
Sabe-se que quando os solos se tornam saturados com aacutegua o
oxigecircnio presente neles eacute consumido formando condiccedilotildees anaeroacutebicas
Se houver fonte de carbono oxidaacutevel se a temperatura for suficientemente
alta para que os microrganismos estejam ativos (Rabenhorst e Parikh 2000)
e se houver persistecircncia das condiccedilotildees anaeroacutebicas impostas pelo longo
periacuteodo em que os solos pantaneiros permanecem sob uma espessa lacircmina
drsquoaacutegua cria-se a condiccedilatildeo para que o ferro na forma feacuterrica (Fe+3) presente
nos oacutexidos seja reduzido para ferro na forma ferrosa (Fe+2) O ferro na
forma ferrosa (reduzida) eacute bastante soluacutevel o que permite sua translocaccedilatildeo
na fase aquosa
As caracteriacutesticas morfoloacutegicas destes solos advecircm principalmente
dos processos de reduccedilatildeo e oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs que lhes
conferem cores distintas O estado de oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs
influencia fortemente sua solubilidade e cor conferindo os mosqueados
marrons cinzentos azuis pretos e amarelos frequentemente observados
em solos hidromoacuterficos (Fanning e Fanning 1989)
Os padrotildees das cores dos mosqueados derivam da segregaccedilatildeo do
ferro em zonas com diferentes valores de potencial redox resultando desta
maneira em zonas de vermelho amarelo e cinza Os mosqueados satildeo muito
comuns em solos do Pantanal e geralmente indicam uma flutuaccedilatildeo de curta
duraccedilatildeo do lenccedilol freaacutetico (Buol e Rebertus 1988)
Os solos hidromoacuterficos tambeacutem podem apresentar horizontes
escurecidos devido ao acuacutemulo de mateacuteria orgacircnica uma vez que os
organismos anaeroacutebicos satildeo menos eficientes na mineralizaccedilatildeo do que os
organismos aeroacutebios Aleacutem disso os processos de reduccedilatildeo geralmente
envolvem a produccedilatildeo ou o consumo de H+ e consequentemente possuem
um importante efeito sobre o pH (Ponnamperuma 1972)
16
3 METODOLOGIA
31 Aacuterea de estudo
O presente trabalho foi conduzido de fevereiro de 2010 a janeiro de
2011 na RPPN (Reserva Particular do Patrimocircnio NaturalSistema Nacional
de Unidades de Conservaccedilatildeo ndash SNUC) Estacircncia Ecoloacutegica SESC (Serviccedilo
Social do Comeacutercio) Pantanal (Figura 1) municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo
nordeste do Pantanal de Mato Grosso
Neste estudo o ciclo hidroloacutegico foi dividido em estaccedilotildees a estaccedilatildeo
ldquocheiardquo corresponde aos meses de fevereiro marccedilo e abril a estaccedilatildeo
ldquovazanterdquo aos meses de maio junho e julho a estaccedilatildeo ldquoestiagemrdquo aos
meses de agosto setembro e outubro e por fim a estaccedilatildeo ldquoenchenterdquo aos
meses de novembro dezembro e janeiro
Os periacuteodos foram divididos em manhatilde tarde e noite manhatilde das
700 agraves 1330h o periacuteodo da tarde das 1400 agraves 1830h e o periacuteodo da
noite das 1900 agraves 630h
A RPPN SESC Pantanal eacute uma Unidade de Conservaccedilatildeo (UC)
particular localizada entre as coordenadas geograacuteficas 16deg 30` a 16deg 44` S e
56deg 20` a 56deg 30` W ocupando uma aacuterea de aproximadamente 1076 Km2
Em 2002 a RPPN foi reconhecida como site Ramsar (Convenccedilatildeo sobre
Zona Uacutemidas Ramsar Iratilde 1971) e considerada aacuterea prioritaacuteria para
Conservaccedilatildeo da Biodiversidade (Cordeiro 2004) Foi tambeacutem incluiacuteda na
Lista de Aacutereas Uacutemidas da Convenccedilatildeo Ramsar de importacircncia internacional
(Junk e Nunes da Cunha 2005)
O clima da regiatildeo eacute tipo Aw segundo a classificaccedilatildeo de Koumlppen
apresentando sazonalidade caracteriacutestica com uma estaccedilatildeo chuvosa
(outubro-abril) e outra seca (maio-setembro) (Nunes da Cunha e Junk
2004) A temperatura meacutedia anual do ar na RPPN SESC Pantanal oscila
entre 22 a 32ordmC e a precipitaccedilatildeo meacutedia anual entre 1100 e 1200 mm com o
total meacutedio do mecircs mais seco inferior a 40 mm (Hasenack et al 2003)
O solo no local de estudo foi classificado como Planossolo Haacuteplico
Aliacutetico Gleissoacutelico e a fitofisionomia do local foi classificada como Cerrado
sensu stricto Os solos desta classe apresentam mudanccedila textural abrupta
17
com acentuada diferenccedila de textura do A para o horizonte B imediatamente
subjacente permeabilidade lenta ou muito lenta profundidade de 150 cm e
textura arenosa (Anexo A)
Figura 1 Localizaccedilatildeo da RPPN SESC Pantanal
32 Medidas de Campo
Foram instalados sensores horizontalmente no perfil do solo na borda
de uma ldquocordilheirardquo nas profundidades de 10 e 30 cm para o monitoramento
contiacutenuo da concentraccedilatildeo de CO2 (ppm) conteuacutedo de O2 () temperatura
(ordmC) umidade do solo () potencial matricial (Kpa) e potencial redox (mV)
por meio de um datalogger modelo CR1000 (Campbell Scientific Logan
Utah USA) O datalogger foi conectado a uma bateria de 12V com uma
18
placa solar (45 W) o que garantia energia suficiente para o monitoramento
contiacutenuo e ininterrupto
A concentraccedilatildeo de CO2 no solo foi determinada in situ por meio de
um analisador de gaacutes por infravermelho (modelo GMM221 Vaisala Inc
Helsinki Finland) (Jassal et al 2004 Johnson et al 2008) (Figura 2)
Durante os primeiros 5 minutos de cada meia hora os sensores eram
ligados devido ao alto consumo de energia (4W cada) (Vaisala Oyj 2008)
Neste intervalo de 5 minutos os primeiros 3 minutos em que os sensores
ficavam ligados correspondem ao seu periacuteodo de aquecimento e os
subsequentes 2 minutos restantes correspondem agraves leituras feitas num
intervalo de 30 segundos resultando em registros de meia em meia hora
Figura 2 Sensor de CO2 (modelo GMM221 Vaisala Inc Helsinki
Finland)
O Potencial Redox foi determinado atraveacutes de um sensor ColeParmer
ColeParmer (Figura 3) que utiliza uma aacuterea superficial de platina (02
polegadas em torno do eletrodo de vidro) permitindo a sensibilidade do
sensor a atividades de eleacutetrons do fluido A banda de platina ajuda a prevenir
a entrada de resiacuteduos orgacircnicos no sensor evitando erros A faixa de
estimativa da sonda eacute de -700mV a 1100 mV sendo este intervalo
aproximado do potencial redox existente em aacuteguas naturais e no
escoamento superficial O sensor de potencial redox de 30 cm foi instalado
19
em fevereiro de 2010 e o sensor de potencial redox de 10 cm em setembro
do mesmo ano Os dados de potencial redox foram corrigidos pela equaccedilatildeo
de regressatildeo Equaccedilatildeo 1 proposta por Vepraskas e Faulkner (2001)
Fator de ajuste = -06743times(T) + 21376 (Equaccedilatildeo 1)
Em que T eacute a temperatura (degC) na profundidade do sensor redox
Potencial Redox (Eh mV) = Fator de ajuste + medida do sensor redox
(Equaccedilatildeo 2)
Figura 3 Sensor de potencial redox (ColeParmer)
As determinaccedilotildees de pressatildeo atmosfeacuterica e temperatura do solo
(sensor BPS e termostato Apogee Instruments Logan Utah USA) foram
usadas para corrigir as leituras de concentraccedilatildeo de CO2 pela dependecircncia
desses valores agrave lei dos gases perfeitos (Vaisala Oyj 2008)
A umidade do solo foi estimada por sensores baseados no domiacutenio da
capacitacircnciafrequecircncia (Decagon Instruments model EC-5) (Figura 4)
calibrados segundo Sakaki et al (2008) O potencial matricial do solo
(potencial matricial) foi analisado usando um sensor deste mesmo fabricante
(Decagon Instruments model MPS-1) (Figura 5) E todas as variaacuteveis foram
determinadas em intervalos de 30 minutos
20
Figura 4 Sensor de conteuacutedo de aacutegua (Decagon Instruments model
EC-5)
Figura 5 Sensor de potencial matricial do solo (Decagon Instruments
model MPS-1)
O O2 do solo foi determinado por meio de um sensor de ceacutelulas
galvacircnicas no estado soacutelido fabricado pela Apogee Instruments modelo SO-
111 (Kallestad et al 2008) (Figura 6) O sensor de oxigecircnio inclui um
termostato para determinar a temperatura do ambiente O sensor de
oxigecircnio de 30 cm apresentou problemas teacutecnicos durante os meses que
correspondem agraves estaccedilotildees da estiagem e enchente comprometendo assim
a produccedilatildeo de informaccedilotildees neste periacuteodo
21
Figura 6 Sensor de O2 (Apogee Instruments)
33 Medidas Micrometereoloacutegicas
No mesmo local em que foram instalados os equipamentos descritos
anteriormente foi instalado tambeacutem um sensor Vaisala modelo WXT520
(Vaisala Wheather Transmitter WXT520) (Figura 7) Este sensor faz
determinaccedilotildees numa frequecircncia de 10 Hz das seguintes variaacuteveis
velocidade do vento (ms) direccedilatildeo do vento (grau azimutal) temperatura do
ar (˚C) umidade relativa () pressatildeo do ar (kA) precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria (mm) e intensidade da precipitaccedilatildeo(mmh)
22
Figura 7 Sensor Vaisala WXT520 (Vaisala Wheather Transmitter WXT520)
34 Anaacutelises estatiacutesticas
Os valores de concentraccedilatildeo de CO2 foram estimados por interpolaccedilatildeo
linear quando a distacircncia dos valores de antes e depois (que natildeo saiacutessem
do intervalo) natildeo fossem maiores que 48 horas Este procedimento foi
automatizado utilizando o software de seacuteries temporais Aquarius (Aquatic
Informatica Aquarius 26004 Pro Edition) evitando a subjetividade das
estimativas Para a anaacutelise de dados foram feitos testes de meacutedias com
niacutevel de significacircncia de 95 aleacutem da anaacutelise multivariada dos
componentes principais
23
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas
A variaccedilatildeo do potencial redox para o solo estudado estaacute mostrada na
Figura 8 na qual foram plotados os dados meacutedios determinados pelo
sensor Entre abril de 2010 e fevereiro de 2011 o solo esteve insaturado ou
seja em estado de oxidaccedilatildeo e o intervalo de valores neste periacuteodo foi de
400 mV No periacuteodo de saturaccedilatildeo marccedilo de 2010 e marccedilo de 2011 a
variaccedilatildeo de valores foi superior a 750 mV
O tipo de variabilidade ilustrado na Figura 8 eacute esperado para solos
submetidos a uma sazonalidade de seca e cheia caso do solo estudado no
Pantanal de Mato Grosso Quando o Potencial Redox ficou maior que 400
mV o solo estava insaturado e o O2 controlava o sistema Na ausecircncia de
O2 os microrganismos reduzem uma variedade de aceptores de eleacutetrons
considerados alternativos que em ordem decrescente de termodinacircmica
satildeo NO3- (denitrificaccedilatildeo) Fe (III) (reduccedilatildeo do ferro) Mn (III IV) (reduccedilatildeo do
manganecircs) e SO4- (reduccedilatildeo do sulfato) (Keller et al 2009)
A linha que mostra a fase de mudanccedila de Fe(OH)3 para Fe2+ estaacute
adicionada agrave Figura 8 pela linha horizontal no Eh de 467mV de acordo com
o pH da soluccedilatildeo do solo do local de estudo que eacute aproximadamente 6
(Beirigo 2011 no prelo) (Vepraskas e Faulkner 2001) Durante o mecircs de
marccedilo o Fe2+ estava na soluccedilatildeo do solo ou seja se o Fe2+ estava presente
pode-se assumir que a maior parte do O2 dissolvido foi reduzido para H2O a
maior parte do NO3- presente foi desnitrificado e a maior parte dos oacutexidos de
Mn foram reduzidos para Mn2+ O estado de reduccedilatildeo do solo acontece ao
longo do ano mesmo nas estaccedilotildees secas do Pantanal havendo uma
dinacircmica de o potencial redox diminuir na cheia (meados de fevereiro) e
aumentar nas outras estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico
Os valores positivos obtidos satildeo tiacutepicos de solos aeroacutebicos
(Ponnamperuma 1972) demonstrando predominarem condiccedilotildees natildeo
limitantes no crescimento de plantas (Volk 1993)
24
Figura 8 Variaccedilatildeo (meacutedia diaacuteria) do Potencial Redox na profundidade de 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores meacutedios do potencial redox na profundidade de 10 cm
(Figura 9) satildeo estatisticamente diferentes quando comparados com as
estaccedilotildees estiagem e enchente mas quando comparados com os periacuteodos
manhatilde tarde e noite nestas estaccedilotildees natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica Jaacute na
profundidade de 30 cm natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica entre os periacuteodos
manhatilde tarde e noite em nenhuma das estaccedilotildees mas haacute diferenccedila entre os
valores obtidos nas estaccedilotildees estiagem e enchente
Pode-se observar que as meacutedias na profundidade de 10 cm (440 mV
e 460 mV) nas estaccedilotildees estiagem e enchente satildeo maiores que as meacutedias
da profundidade de 30 cm (340 mV e 360 mV) Os metais presentes em Eh
lt 150 mV estatildeo unidos a espeacutecies de sulfatos formando FeS2 MnSO4
entre outros enquanto em valores gt 150 mV (todas as estaccedilotildees em ambas
as profundidades) a maioria dos metais presentes satildeo soluacuteveis e unidos agraves
25
espeacutecies oxidadas Fe3O4 Mn2O4 (Clark et al 1998 Vepraskas e Faulkner
2001)
O potencial redox foi menor em maiores profundidades (30 cm) do
que perto da superfiacutecie do solo (10 cm) confirmando os dados encontrados
em estudos anteriores (Clay et al 1992 Bohrerova et al 2004)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
150
200
250
300
350
400
450
500
Po
ten
cial
Re
do
x
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
Figura 9 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do Potencial Redox nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de CO2 no solo (Figura 10) na profundidade de 10 cm satildeo
mais altos na cheia e vazante do que na estiagem e enchente Agrave medida que
as estaccedilotildees mais secas do Pantanal se aproximam (estiagem e enchente) a
produccedilatildeo de CO2 no solo diminui em aproximadamente 30 Os valores
meacutedios entre estaccedilotildees satildeo estatisticamente diferentes e entre periacuteodos
dentro de cada estaccedilatildeo os valores satildeo iguais em ambas as profundidades
Na profundidade de 30 cm os maiores valores foram encontrados nas
estaccedilotildees cheia e enchente enquanto os menores nas estaccedilotildees vazante e
estiagem Pode-se observar que o comportamento do CO2 no solo foi
diferente entre as profundidades enquanto o maior valor na profundidade de
26
10 cm foi determinado na vazante na profundidade de 30 cm nesta mesma
estaccedilatildeo foi detectado o menor valor
Figura 10 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do CO2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os solos secos (estiagem em ambas as profundidades) podem ser
associados a baixas concentraccedilotildees de CO2 visto que possuem alta
difusividade permitindo um raacutepido efluxo de CO2 do solo para a atmosfera
(Risk et al 2008) Tal dinacircmica foi observada na profundidade de 10 cm na
estaccedilatildeo estiagem no solo seco (Figura 12) com altas concentraccedilotildees de O2
(Figura 11) e baixas concentraccedilotildees de CO2 (Figura 10) O mesmo foi
encontrado na profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees vazante e estiagem As
altas concentraccedilotildees de CO2 encontradas nas estaccedilotildees cheia e vazante na
profundidade de 10 cm indicam condiccedilotildees mais aeroacutebicas do solo porque
em condiccedilotildees anaeroacutebicas natildeo existe produccedilatildeo de CO2 mas sim de
metano (Luo e Zhou 2006) Aleacutem disto vaacuterios estudos de campo sugerem
tambeacutem que o efluxo de CO2 pode ser limitado pela umidade em niacuteveis
muito altos ou muito baixos (Bowden 1993 Xu et al 2004)
27
Os valores meacutedios de O2 do solo (Figura 11) satildeo estatisticamente
diferentes entre as estaccedilotildees e natildeo houve diferenccedila significativa entre os
periacuteodos dentro de cada estaccedilatildeo Na profundidade de 10 cm os valores
meacutedios de O2 foram maiores nas estaccedilotildees vazante e estiagem e menores
nas estaccedilotildees cheia e enchente devido ao fato de em solos uacutemidos a
difusividade do solo ficar prejudicada Observa-se que na profundidade de
10 cm os maiores valores meacutedios (vazante e estiagem) foram encontrados
nas mesmas estaccedilotildees de baixa umidade do solo (Figura 12) e esta mesma
tendecircncia foi encontrada para a profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees cheia e
vazante para as ambas as profundidades
O O2 do solo tende a diminuir seus valores na estaccedilatildeo cheia quando
o solo jaacute estaacute completamente alagado Os menores valores meacutedios de O2
foram encontrados na profundidade de 30 cm na estaccedilatildeo cheia e
independentemente das estaccedilotildees na profundidade de 30 cm sempre foram
observados menores valores meacutedios A tendecircncia de os valores serem
menores na profundidade de 30 cm confirma os dados obtidos por Marshall
e Holmes (1988)
28
Figura 11 Meacutedias nas estaccedilotildees vazante e cheia do O2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Durante as estaccedilotildees de seca no Pantanal (vazante e estiagem) os
valores de O2 estatildeo na faixa de 15 a 18 em ambas as profundidades
confirmando os dados de Grable e Siemer (1968) os quais afirmam que o
conteuacutedo de O2 decresce de 21 a 13 da superfiacutecie do solo ateacute 60 cm em
condiccedilotildees de solo natildeo alagado
Um solo saturado natildeo eacute uniformemente desprovido de oxigecircnio A
concentraccedilatildeo de oxigecircnio em geral eacute alta na camada superficial oxidada
(formada pela difusatildeo de O2 pela atmosfera na aacutegua sobrejacente da
inundaccedilatildeo e em seguida no solo) onde ocorrem as reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo
(Ponnameoeruma 1972 Moore e Reddy 1994) Processos de reduccedilatildeo
dominam abaixo da camada oxidada Esta fina camada oxidada na
superfiacutecie de solos alagados eacute importante para as transformaccedilotildees do N
porque o NH4+ pode oxidar-se para NO3
- (nitrificaccedilatildeo) nesta camada O
esgotamento do NH4+ nesta camada causa sua difusatildeo para cima
(ascendente) em resposta agrave concentraccedilatildeo do gradiente (Luo e Zhou 2006)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
O2
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
era
tura
do
So
lo (
0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
FICHA CATALOGRAacuteFICA
Dados Internacionais para Catalogaccedilatildeo na Publicaccedilatildeo (CIP)
Bibliotecaacuteria Patriacutecia Jaeger CRB1-1736
M585m Messias Indira Ashant Martins
Monitoramento contiacutenuo do potencial redox e de variaacuteveis complementares em ambiente hipersazonal do Pantanal de Baratildeo de Melgaccedilo Indira Ashant Martins Messias - Cuiabaacute Universidade Federal de Mato Grosso - UFMT 2011
57fil
Dissertaccedilatildeo apresentada a Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria ao Programa de Poacutes Graduaccedilatildeo em Agricultura Tropical da Universidade Federal de Mato Grosso - UFMT como requisito para obtenccedilatildeo ao Tiacutetulo de Mestre em Agricultura Tropical
Orientador Profordm Dr Eduardo Guimaratildees Couto 1 Solo 2 Sazonalidade 3 Potencial redox 4 Solos hidromoacuterficos -
hipersazonalidade 5 Ciclo hidroloacutegico I Tiacutetulo II Messias Indira Ashant Martins III UFMT
CDU 631(8172)
3
4
EPIacuteGRAFE
ldquoAlegrai-vos na esperanccedila sede pacientes na tribulaccedilatildeo e perseverai na
oraccedilatildeo Romanos 1212
Agrave minha tia Marilda Martins dos Santos (in memoriam) dedico o que de
precioso Deus me deu este ano a conclusatildeo de um sonho
DEDICO
AGRADECIMENTOS
Agravequele que me tem sustentado ateacute aqui e muito fez e tem feito por
mim pela minha vida e pela vida da minha famiacutelia A Deus agradeccedilo
Aos meus pais Itamar e Orlandina Espero poder retribuir em dobro
tudo o que vocecircs fizeram e ainda fazem por mim Amo vocecircs
Ao meu irmatildeo Idvaldo minha irmatilde Luanna e ao Joe pela confianccedila e
apoio sempre presentes
Ao Orleans Nasser por todo seu carinho e apoio (sob a forma de
palavras e accedilotildees) sempre presente e ainda tambeacutem por saber que posso
contar com vocecirc
Ao professor Eduardo Guimaratildees Couto pela sua orientaccedilatildeo e
confianccedila depositada em mim na realizaccedilatildeo desta dissertaccedilatildeo e pelo apoio
no acompanhamento deste trabalho
Agrave Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria da Universidade
Federal de Mato Grosso por meio do Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em
Agricultura Tropical pela oportunidade de realizaccedilatildeo do curso
Ao professor Mark Johnson pela sua paciecircncia e orientaccedilatildeo no
periacuteodo em que estive na cidade de Vancouver Canadaacute
Ao professor Osvaldo Borges Pinto Juacutenior pelo companheirismo
amizade e orientaccedilatildeo sempre disposto a colaborar com seus ensinamentos
e por ter se tornado um grande amigo
Agrave Universidade de British Columbia por meio do Instituto IRES
(Institute for Research Environment and Sustainability) pela oportunidade
de intercacircmbio concedida
A Suzana pela paciecircncia e ajuda no periacuteodo em que estive em
Vancouver
Aos amigos Samantha Maria George Renata Osvaldo (fu) Flair
seu Vicente (in memoriam) Guilherme Jader Susan Michael Gillian
Adrian Iain Angela Ashley e Jack
MONITORAMENTO CONTIacuteNUO DO POTENCIAL REDOX E
DE VARIAacuteVEIS COMPLEMENTARES EM AMBIENTE
HIPERSAZONAL NO PANTANAL DE BARAtildeO DE
MELGACcedilO
RESUMO ndash Neste trabalho foram estudados o Potencial Redox e as
variaacuteveis do solo (CO2 O2 temperatura umidade e potencial matricial) e
micrometereoloacutegicas (direccedilatildeo e velocidade do vento e intensidade e
acumulada meacutedia diaacuteria de precipitaccedilatildeo) pelo monitoramento contiacutenuo e
ininterrupto Para isso foram realizadas determinaccedilotildees na profundidade de
10 e 30 cm em solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico
na fitofisionomia Cerrado sensu stricto localizado na RPPN SESC Pantanal
municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo nordeste do Pantanal Matogrossense Os
valores de Potencial Redox variaram de 636 mV (enchente) a -341 mV
(cheia) caracterizando ambiente anaeroacutebico na estaccedilatildeo cheia e ambiente
oxidado nas demais estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico Os resultados obtidos
permitem concluir que o potencial redox eacute um bom indicador da
hipersazonalidade dos solos hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense
Mostram tambeacutem que o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as
variaacuteveis que tecircm maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de
dados obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico indicando serem determinantes
nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com hipersazonalidade
Palavras-chave sazonalidade ciclo hidroloacutegico e Eh
MONITORING OF THE REDOX POTENTIAL IN BARAtildeO DE MELGACcedilO
AND ITS INTERACTIONS
ABSTRACT - This study investigated the redox potential and soil variables
(CO2 O2 temperature moisture and matric potential) and meteorologic
variables (direction and wind speed and intensity and cumulative average
daily precipitation) by monitoring continuous and uninterrupted For that
determinations were made at a depth of 10 and 30 cm in a soil classified as
Haplic Planosol Gleysols alito on Cerrado sensu stricto vegetation types
located in RPPN SESC Pantanal Baron Melgaccedilo municipality northeastern
Pantanal Redox potential values ranged from 636 mV (flood) to -341 mV
(filled) in the anaerobic environment featuring full season and oxidized
environment in the other seasons of the hydrological cycle The results
indicate that the redox potential is a good hyperseasonality indicator of the
Pantanal lowlands They also show that the matrix potential and soil moisture
are the variables that matter most to explain the variation in the data set
along the hydrological cycle indicating that biological processes are crucial in
this tropical soil with hyperseasonality
Keywords Seasonality hydrologic cycle and Eh
SUMAacuteRIO
1 INTRODUCcedilAtildeO 9
2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA 10
21 Potencial Redox 10
22 Pantanal 12
23 Solos do Pantanal 14
3 METODOLOGIA 16
31 Aacuterea de estudo 16
32 Medidas de Campo 17
33 Medidas Micrometereoloacutegicas 21
34 Anaacutelises estatiacutesticas 22
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO 23
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas 23
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA) 36
5 CONCLUSOtildeES 43
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 44
ANEXO A 52
9
1 INTRODUCcedilAtildeO
O Pantanal situado cerca de 2000 km para o sul do cinturatildeo equatorial
apresenta alteraccedilotildees sazonais que se caracterizam por uma estaccedilatildeo seca e
uma estaccedilatildeo chuvosa a cada ano O iniacutecio e o fim de cada estaccedilatildeo variam
de ano para ano com vaacuterias semanas de diferenccedila (Heckman 1998) O
pulso de inundaccedilatildeo eacute monomodal (Junk et al 1989) e de ano para ano as
cheias mostram grandes diferenccedilas em suas amplitudes com grande
variaccedilatildeo no tempo e no espaccedilo (Girard no prelo)
Devido agrave inundaccedilatildeo do monomodal vaacuterias regiotildees deste bioma mudam
de habitats aquaacuteticos para terrestres e vice-versa ocasionando momentos
em que as cheias ocupam 80 do Pantanal embora no periacuteodo de
estiagem grande parte da aacuterea inundada seque pois a aacutegua evapora ou
retorna para o leito dos rios (Lobato 2000)
Neste contexto dados obtidos em estudos sobre potencial redox podem
ser ferramentas versaacuteteis para compreender as reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo nos
solos (Vespraskas e Faulkner 2001) especialmente aqueles submetidos agrave
sazonalidade de cheia (fase anaeroacutebica) e seca (fase aeroacutebica) comuns no
Pantanal A anaacutelise conjunta do potencial redox com outras variaacuteveis pode
ser uacutetil para o entendimento da dinacircmica dos solos hidromoacuterficos ao longo
de todo o ciclo hidroloacutegico a que o Pantanal estaacute submetido
Portanto aliado agraves determinaccedilotildees de potencial redox a anaacutelise da
respiraccedilatildeo do solo e da difusatildeo do oxigecircnio e dioacutexido de carbono eacute de
extrema importacircncia pois as mudanccedilas do potencial redox satildeo o resultado
de efeitos combinados de processos quiacutemicos fiacutesicos e bioloacutegicos no solo
(Nemecek et al 1990) Tendo em vista a importacircncia de se estudar o
potencial redox em aacutereas uacutemidas junto com outras variaacuteveis para
compreender a dinacircmica de solos hidromoacuterficos os objetivos deste trabalho
foram caracterizar e monitorar o potencial redox e outras variaacuteveis
complementares (CO2 O2 temperatura umidade potencial matricial) no
solo de uma cordilheira na fitofisionomia Cerrado sensu stricto localizado
na RPPN SESC Pantanal analisando-o em conjunto com variaacuteveis
micrometereoloacutegicas (precipitaccedilatildeo e vento)
10
2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
21 Potencial Redox
O potencial redox eacute a medida do estado de reduccedilatildeo e oxidaccedilatildeo em
que se encontra o solo sendo considerado um dos mais importantes fatores
que regem a produccedilatildeo de CO2 nas aacutereas uacutemidas (Reddy e DeLaune 2008
Seo e DeLaune 2010)
A biogeoquiacutemica das aacutereas uacutemidas eacute controlada pelas inundaccedilotildees
em funccedilatildeo das reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo A inundaccedilatildeo no solo muda
drasticamente a hidrosfera atmosfera biosfera e a biogeoquiacutemica A
difusividade do oxigecircnio atmosfeacuterico do solo diminui em solos inundados e
coloca em movimento uma seacuterie uacutenica de processos fiacutesicos quiacutemicos e
bioloacutegicos natildeo encontrados em solos secos eou que natildeo satildeo submetidos a
periacuteodos de inundaccedilatildeo (Neue et al 1997)
Apoacutes o O2 ser esgotado pela respiraccedilatildeo aeroacutebia organismos
anaeroacutebicos facultativos e obrigatoacuterios progressivamente usam os substratos
oxidados do solo como aceptores de eleacutetrons para a respiraccedilatildeo Bacteacuterias
denitrificadoras usam nitrato como um eleacutetron aceptor alternativo para
oxidaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica em valores de potencial redox abaixo de 420
mV em pH 7 Quando o nitrato eacute esgotado a reduccedilatildeo do manganecircs (Mn+4)
comeccedila abaixo de 400 mV seguida pela reduccedilatildeo do ferro (Fe+3) em valor de
potencial redox de 180 mV Essas reaccedilotildees satildeo catalisadas por diversas
bacteacuterias que usam a fermentaccedilatildeo para obter energia com o manganecircs
(Mn+4) e ferro (Fe+3) agindo diretamente como aceptores de eleacutetrons (Lovely
e Phillips 1989) Organismos anaeroacutebicos obrigatoacuterios reduzem o sulfato
quando o potencial redox cai abaixo -215 mV e o metano (CH4) eacute formado a
-244 mV (Neue et al 1997)
O potencial redox eacute usado para descrever o sistema de capacidade
de reduzir e oxidar O potencial redox eacute determinado em milivolts (mV) em
relaccedilatildeo a um eletrodo padratildeo de hidrogecircnio e eacute comumente estimado
utilizando um eletrodo de platina com um eletrodo de calomelano saturado
como referecircncia Em aacuteguas muito oxidadas enquanto as concentraccedilotildees de
oxigecircnio ficam aproximadamente acima de 1 mg O2 L-1 o potencial redox eacute
11
altamente positivo (acima de 300-500 mV) Em ambientes reduzidos como
nas aacuteguas profundas dos lagos estratificados ou sedimentos de lagos
eutroacuteficos o potencial redox eacute baixo (abaixo de 100 mV ou mesmo
negativo)
A saturaccedilatildeo pela aacutegua promove condiccedilotildees anoacutexicas no solo e outros
aceptores de eleacutetrons diferentes do O2 satildeo utilizados na oxidaccedilatildeo da mateacuteria
orgacircnica (Tiedje et al 1984) Dependendo do potencial redox do pH e da
disponibilidade de aceptores de eleacutetrons o proacuteximo processo de reduccedilatildeo
microbiana pode ocorrer depois do esgotamento de O2 nitrato manganecircs
ferro sulfato e por uacuteltimo da reduccedilatildeo do CO2 (Zehnder e Stumm 1988
Paul e Clark 1996) O uacuteltimo segue uma sequecircncia chamada de cadeia de
reduccedilatildeo sequencial
Os solos das aacutereas uacutemidas satildeo diferentes da maioria dos solos de
terras altas e sedimentos porque satildeo submetidos frequentemente a ciclos de
umedecimento e secagem dando apoio suficiente para comunidades
aeroacutebias e anaeroacutebicas que exploram uma ampla gama de receptores de
eleacutetrons durante a respiraccedilatildeo como a O2 NO3- Fe (+3) 2SO4 e CO2 (Lovley
e Klug 1986) Portanto o desenvolvimento da atividade microbiana do solo
e as relaccedilotildees de propriedade para as aacutereas uacutemidas requerem um
entendimento da respiraccedilatildeo do solo (aeroacutebica e anaeroacutebica) para solos com
uma ampla gama de caracteriacutesticas (DAngelo e Reddy 1999)
No niacutevel dos agregados do solo a temperatura pode influenciar a
respiraccedilatildeo do solo indiretamente atraveacutes de seus efeitos sobre o transporte
de O2 A difusatildeo de ambos os gases e solutos atraveacutes de filmes de aacutegua eacute
determinada pela difusividade e umidade do solo Por um lado a
difusividade aumenta com a temperatura numa determinada umidade
(Nobel 2005) Por outro lado um aumento na temperatura durante um
periacuteodo de tempo reduz o teor de aacutegua no solo e a espessura de seus filmes
de aacutegua Em aacutereas uacutemidas um decreacutescimo na temperatura induz um
decreacutescimo na umidade do solo como uma resposta na concentraccedilatildeo de O2
e nas condiccedilotildees do potencial redox Desde que o oxigecircnio inveacutes dos solutos
orgacircnicos eacute comumente o limitante para a respiraccedilatildeo nas aacutereas uacutemidas
12
solos secos tendem a aumentar a temperatura podendo estimular a
respiraccedilatildeo do solo (Luo e Zhou 2006)
A magnitude e a intensidade da reduccedilatildeo do solo satildeo controladas pela
quantidade de mateacuteria orgacircnica facilmente biodegradaacutevel sua taxa de
decomposiccedilatildeo e a quantidade e tipos de nitratos manganecircs e ferro
redutiacuteveis como tambeacutem sulfato e substratos orgacircnicos O mais importante
sistema tampatildeo em aacutereas uacutemidas satildeo oxi-hidroacutexidos de ferro (Fe3+ e Fe2+) e
compostos orgacircnicos porque estatildeo presentes em grandes quantidades
(Neue et al 1997)
22 Pantanal
As aacutereas uacutemidas (wetlands) possuem lenccedilol freaacutetico pouco profundo
apresentando solos saturados por um determinado tempo resultando em
baixos niacuteveis de oxigecircnio (Banner e MacKenzie 2000 Van der Walk 2006)
Essas aacutereas realizam serviccedilos essenciais para o ecossistema ndash estoque de
carbono controle das cheias manutenccedilatildeo da biodiversidade produccedilatildeo de
pescado recarga de aquumliacuteferos entre outros ndash e tecircm se mostrado cada dia
mais importantes no cenaacuterio global (Keddy et al 2009)
Tais aacutereas cobrem aproximadamente 6 da superfiacutecie terrestre (700
milhotildees de ha) e satildeo encontradas em diferentes continentes e em qualquer
zona climaacutetica aleacutem de serem consideradas aacutereas de prioridade para
conservaccedilatildeo (Van der Walk 2006 Keddy 2009) Entretanto estudos
recentes tecircm alertado que os ecossistemas permanentemente aquaacuteticos
(lagos rios) e das aacutereas uacutemidas ainda natildeo tecircm sido suficientemente
estudados sendo subestimados nos cenaacuterios globais de mudanccedilas
climaacuteticas (Neue et al 1997)
Entretanto a importacircncia das aacutereas inundaacuteveis para o ciclo global do
carbono balanccedilo hiacutedrico vida selvagem manutenccedilatildeo da biodiversidade e
produccedilatildeo de alimento humano eacute muito maior do que o tamanho que elas
ocupam na superfiacutecie terrestre (Cole e Brooks 2000)
13
Cerca da metade das aacutereas uacutemidas se encontra nos troacutepicos A mateacuteria
orgacircnica em decomposiccedilatildeo faz com que estas aacutereas sejam importantes
drenos para o carbono Cerca de 250 Gt de carbono satildeo conservadas nas
aacutereas uacutemidas dos troacutepicos Pequenas diferenccedilas no regime climaacutetico
hiacutedrico nutrientes e uso da terra podem modificar drasticamente o estoque
de carbono dessas aacutereas (Neue et al 1997)
O Pantanal Mato-Grossense eacute a maior planiacutecie inundaacutevel contiacutenua do
planeta cobrindo uma aacuterea de cerca de 135 000 Km2 na bacia hidrograacutefica
do Rio Paraguai (Assine e Soares 2004) O Pantanal eacute caracterizado por ser
uma planiacutecie pluvial sazonalmente inundada com baixa declividade (Brazil
1979) do leste para o oeste (30 - 50 cm km-1) e mais baixa ainda do norte
para o sul (3 ndash 15 cm km-1) O pulso de inundaccedilatildeo regula os processos
ecoloacutegicos que ali ocorrem (Junk et al 1989)
Materiais provenientes de regiotildees circunvizinhas se depositam nas
aacutereas mais baixas Aleacutem disto a variaccedilatildeo do niacutevel de aacutegua eacute um fator
decisivo na caracterizaccedilatildeo ecoloacutegica da regiatildeo pois propicia condiccedilotildees
favoraacuteveis a vaacuterias espeacutecies que natildeo tecircm origem na aacuterea mas que
apresentam adaptaccedilotildees a este ambiente de mudanccedilas constantes devido agrave
alternacircncia marcante de periacuteodos de cheia e de seca Sua posiccedilatildeo
geograacutefica representa um grande interstiacutecio entre os biomas da Amazocircnia
Chaco e o Cerrado favorecendo a troca de espeacutecies (Couto 2002)
A inundaccedilatildeo na aacuterea deste estudo (parte norte do Pantanal) eacute o
reflexo da variaccedilatildeo anual do niacutevel de aacutegua que ocorre no Rio Cuiabaacute e eacute
altamente influenciada pela precipitaccedilatildeo e pela difiacutecil drenagem da aacutegua da
chuva no solo O padratildeo de inundaccedilatildeo na reagiatildeo eacute o tipo monomodal ou
seja somente uma inundaccedilatildeo por ano (Junk et al 1989) com pequena
amplitude (Hamilton et al 1996) Aleacutem dos ciclos anuais de inundaccedilatildeo
tambeacutem satildeo reconhecidos ciclos plurianuais com periacuteodos de grandes
cheias e grandes secas (Nunes da Cunha e Junk 2001)
A vegetaccedilatildeo heterogecircnea existente conhecida como o ldquoComplexo do
Pantanalrdquo eacute resultante da inundaccedilatildeo perioacutedica que favorece a rica
diversidade de ambientes Portanto o Pantanal deve ser estudado como um
14
todo devido agraves interaccedilotildees entre o clima e a hidrologia como tambeacutem agraves
mudanccedilas nos ciclos de cheia e seca todos os anos (Heckman 1998)
Segundo Nunes da Cunha e Junk (2004) apenas 5 das espeacutecies
arboacutereas no Pantanal habitam exclusivamente zonas com prolongado
alagamento enquanto 30 estatildeo restritas agraves aacutereas raramente alagadas e
65 satildeo de ampla distribuiccedilatildeo no gradiente
Na fisionomia pantaneira o cerradatildeo ocupa aacutereas mais elevadas e o
cerrado sensu stricto aacutereas mais baixas tendendo para campo agrave medida
que aumenta o grau de inundaccedilatildeo Estas aacutereas satildeo uma continuidade da
grande regiatildeo fitoecoloacutegica do cerrado brasileiro consideradas junto com a
Ilha do Bananal as uacutenicas aacutereas extensas de cerrado sobre sedimentos
quartenaacuterios (Adaacutemoli 1986)
23 Solos do Pantanal
O carbono dos solos eacute originaacuterio da mateacuteria orgacircnica que assume um
papel fundamental em solos tropicais e subtropicais fornecendo nutrientes
estruturando o solo propiciando condiccedilotildees de aeraccedilatildeo e retenccedilatildeo de
umidade bem como para o estabelecimento dos seres vivos que datildeo
suporte aos processos que conferem aos solos suas propriedades e funccedilotildees
nos ecossistemas e na produccedilatildeo agriacutecola (Santos e Camargo 1999 Moreira
e Siqueira 2006)
O desenvolvimento dos solos de aacutereas uacutemidas e suas propriedades
satildeo influenciados pela saturaccedilatildeo temporaacuteria ou permanente de aacutegua na
parte superior do perfil do solo ou seja solos com sinais de reduccedilatildeo em
condiccedilotildees perioacutedicas ou permanentes de saturaccedilatildeo Condiccedilotildees de reduccedilatildeo
podem ocorrer em solos que contecircm quantidades consideraacuteveis de oxigecircnio
dissolvido falta de mateacuteria orgacircnica decomponiacutevel em combinaccedilatildeo com
altos teores de carbonato de caacutelcio e outros fatores que suprimem a
atividade de microrganismos (Moormann e Van de Wetering 1985)
De uma maneira geral os solos pantaneiros guardam estreita
relaccedilatildeo com a natureza dos sedimentos depositados o que por sua vez eacute
consequecircncia da natureza do ldquomaterial fonterdquo e dos processos ou formas de
15
deposiccedilatildeosedimentaccedilatildeo Assim as diversas regiotildees da planiacutecie por terem
sido contempladas com tipos de sedimentos diferenciados apresentam
naturalmente dinacircmica hiacutedrica proacutepria e este conjunto eacute determinante para a
definiccedilatildeo dos processos pedogeneacuteticos que atuaram eou atuam na regiatildeo
(Couto 2002)
Sabe-se que quando os solos se tornam saturados com aacutegua o
oxigecircnio presente neles eacute consumido formando condiccedilotildees anaeroacutebicas
Se houver fonte de carbono oxidaacutevel se a temperatura for suficientemente
alta para que os microrganismos estejam ativos (Rabenhorst e Parikh 2000)
e se houver persistecircncia das condiccedilotildees anaeroacutebicas impostas pelo longo
periacuteodo em que os solos pantaneiros permanecem sob uma espessa lacircmina
drsquoaacutegua cria-se a condiccedilatildeo para que o ferro na forma feacuterrica (Fe+3) presente
nos oacutexidos seja reduzido para ferro na forma ferrosa (Fe+2) O ferro na
forma ferrosa (reduzida) eacute bastante soluacutevel o que permite sua translocaccedilatildeo
na fase aquosa
As caracteriacutesticas morfoloacutegicas destes solos advecircm principalmente
dos processos de reduccedilatildeo e oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs que lhes
conferem cores distintas O estado de oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs
influencia fortemente sua solubilidade e cor conferindo os mosqueados
marrons cinzentos azuis pretos e amarelos frequentemente observados
em solos hidromoacuterficos (Fanning e Fanning 1989)
Os padrotildees das cores dos mosqueados derivam da segregaccedilatildeo do
ferro em zonas com diferentes valores de potencial redox resultando desta
maneira em zonas de vermelho amarelo e cinza Os mosqueados satildeo muito
comuns em solos do Pantanal e geralmente indicam uma flutuaccedilatildeo de curta
duraccedilatildeo do lenccedilol freaacutetico (Buol e Rebertus 1988)
Os solos hidromoacuterficos tambeacutem podem apresentar horizontes
escurecidos devido ao acuacutemulo de mateacuteria orgacircnica uma vez que os
organismos anaeroacutebicos satildeo menos eficientes na mineralizaccedilatildeo do que os
organismos aeroacutebios Aleacutem disso os processos de reduccedilatildeo geralmente
envolvem a produccedilatildeo ou o consumo de H+ e consequentemente possuem
um importante efeito sobre o pH (Ponnamperuma 1972)
16
3 METODOLOGIA
31 Aacuterea de estudo
O presente trabalho foi conduzido de fevereiro de 2010 a janeiro de
2011 na RPPN (Reserva Particular do Patrimocircnio NaturalSistema Nacional
de Unidades de Conservaccedilatildeo ndash SNUC) Estacircncia Ecoloacutegica SESC (Serviccedilo
Social do Comeacutercio) Pantanal (Figura 1) municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo
nordeste do Pantanal de Mato Grosso
Neste estudo o ciclo hidroloacutegico foi dividido em estaccedilotildees a estaccedilatildeo
ldquocheiardquo corresponde aos meses de fevereiro marccedilo e abril a estaccedilatildeo
ldquovazanterdquo aos meses de maio junho e julho a estaccedilatildeo ldquoestiagemrdquo aos
meses de agosto setembro e outubro e por fim a estaccedilatildeo ldquoenchenterdquo aos
meses de novembro dezembro e janeiro
Os periacuteodos foram divididos em manhatilde tarde e noite manhatilde das
700 agraves 1330h o periacuteodo da tarde das 1400 agraves 1830h e o periacuteodo da
noite das 1900 agraves 630h
A RPPN SESC Pantanal eacute uma Unidade de Conservaccedilatildeo (UC)
particular localizada entre as coordenadas geograacuteficas 16deg 30` a 16deg 44` S e
56deg 20` a 56deg 30` W ocupando uma aacuterea de aproximadamente 1076 Km2
Em 2002 a RPPN foi reconhecida como site Ramsar (Convenccedilatildeo sobre
Zona Uacutemidas Ramsar Iratilde 1971) e considerada aacuterea prioritaacuteria para
Conservaccedilatildeo da Biodiversidade (Cordeiro 2004) Foi tambeacutem incluiacuteda na
Lista de Aacutereas Uacutemidas da Convenccedilatildeo Ramsar de importacircncia internacional
(Junk e Nunes da Cunha 2005)
O clima da regiatildeo eacute tipo Aw segundo a classificaccedilatildeo de Koumlppen
apresentando sazonalidade caracteriacutestica com uma estaccedilatildeo chuvosa
(outubro-abril) e outra seca (maio-setembro) (Nunes da Cunha e Junk
2004) A temperatura meacutedia anual do ar na RPPN SESC Pantanal oscila
entre 22 a 32ordmC e a precipitaccedilatildeo meacutedia anual entre 1100 e 1200 mm com o
total meacutedio do mecircs mais seco inferior a 40 mm (Hasenack et al 2003)
O solo no local de estudo foi classificado como Planossolo Haacuteplico
Aliacutetico Gleissoacutelico e a fitofisionomia do local foi classificada como Cerrado
sensu stricto Os solos desta classe apresentam mudanccedila textural abrupta
17
com acentuada diferenccedila de textura do A para o horizonte B imediatamente
subjacente permeabilidade lenta ou muito lenta profundidade de 150 cm e
textura arenosa (Anexo A)
Figura 1 Localizaccedilatildeo da RPPN SESC Pantanal
32 Medidas de Campo
Foram instalados sensores horizontalmente no perfil do solo na borda
de uma ldquocordilheirardquo nas profundidades de 10 e 30 cm para o monitoramento
contiacutenuo da concentraccedilatildeo de CO2 (ppm) conteuacutedo de O2 () temperatura
(ordmC) umidade do solo () potencial matricial (Kpa) e potencial redox (mV)
por meio de um datalogger modelo CR1000 (Campbell Scientific Logan
Utah USA) O datalogger foi conectado a uma bateria de 12V com uma
18
placa solar (45 W) o que garantia energia suficiente para o monitoramento
contiacutenuo e ininterrupto
A concentraccedilatildeo de CO2 no solo foi determinada in situ por meio de
um analisador de gaacutes por infravermelho (modelo GMM221 Vaisala Inc
Helsinki Finland) (Jassal et al 2004 Johnson et al 2008) (Figura 2)
Durante os primeiros 5 minutos de cada meia hora os sensores eram
ligados devido ao alto consumo de energia (4W cada) (Vaisala Oyj 2008)
Neste intervalo de 5 minutos os primeiros 3 minutos em que os sensores
ficavam ligados correspondem ao seu periacuteodo de aquecimento e os
subsequentes 2 minutos restantes correspondem agraves leituras feitas num
intervalo de 30 segundos resultando em registros de meia em meia hora
Figura 2 Sensor de CO2 (modelo GMM221 Vaisala Inc Helsinki
Finland)
O Potencial Redox foi determinado atraveacutes de um sensor ColeParmer
ColeParmer (Figura 3) que utiliza uma aacuterea superficial de platina (02
polegadas em torno do eletrodo de vidro) permitindo a sensibilidade do
sensor a atividades de eleacutetrons do fluido A banda de platina ajuda a prevenir
a entrada de resiacuteduos orgacircnicos no sensor evitando erros A faixa de
estimativa da sonda eacute de -700mV a 1100 mV sendo este intervalo
aproximado do potencial redox existente em aacuteguas naturais e no
escoamento superficial O sensor de potencial redox de 30 cm foi instalado
19
em fevereiro de 2010 e o sensor de potencial redox de 10 cm em setembro
do mesmo ano Os dados de potencial redox foram corrigidos pela equaccedilatildeo
de regressatildeo Equaccedilatildeo 1 proposta por Vepraskas e Faulkner (2001)
Fator de ajuste = -06743times(T) + 21376 (Equaccedilatildeo 1)
Em que T eacute a temperatura (degC) na profundidade do sensor redox
Potencial Redox (Eh mV) = Fator de ajuste + medida do sensor redox
(Equaccedilatildeo 2)
Figura 3 Sensor de potencial redox (ColeParmer)
As determinaccedilotildees de pressatildeo atmosfeacuterica e temperatura do solo
(sensor BPS e termostato Apogee Instruments Logan Utah USA) foram
usadas para corrigir as leituras de concentraccedilatildeo de CO2 pela dependecircncia
desses valores agrave lei dos gases perfeitos (Vaisala Oyj 2008)
A umidade do solo foi estimada por sensores baseados no domiacutenio da
capacitacircnciafrequecircncia (Decagon Instruments model EC-5) (Figura 4)
calibrados segundo Sakaki et al (2008) O potencial matricial do solo
(potencial matricial) foi analisado usando um sensor deste mesmo fabricante
(Decagon Instruments model MPS-1) (Figura 5) E todas as variaacuteveis foram
determinadas em intervalos de 30 minutos
20
Figura 4 Sensor de conteuacutedo de aacutegua (Decagon Instruments model
EC-5)
Figura 5 Sensor de potencial matricial do solo (Decagon Instruments
model MPS-1)
O O2 do solo foi determinado por meio de um sensor de ceacutelulas
galvacircnicas no estado soacutelido fabricado pela Apogee Instruments modelo SO-
111 (Kallestad et al 2008) (Figura 6) O sensor de oxigecircnio inclui um
termostato para determinar a temperatura do ambiente O sensor de
oxigecircnio de 30 cm apresentou problemas teacutecnicos durante os meses que
correspondem agraves estaccedilotildees da estiagem e enchente comprometendo assim
a produccedilatildeo de informaccedilotildees neste periacuteodo
21
Figura 6 Sensor de O2 (Apogee Instruments)
33 Medidas Micrometereoloacutegicas
No mesmo local em que foram instalados os equipamentos descritos
anteriormente foi instalado tambeacutem um sensor Vaisala modelo WXT520
(Vaisala Wheather Transmitter WXT520) (Figura 7) Este sensor faz
determinaccedilotildees numa frequecircncia de 10 Hz das seguintes variaacuteveis
velocidade do vento (ms) direccedilatildeo do vento (grau azimutal) temperatura do
ar (˚C) umidade relativa () pressatildeo do ar (kA) precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria (mm) e intensidade da precipitaccedilatildeo(mmh)
22
Figura 7 Sensor Vaisala WXT520 (Vaisala Wheather Transmitter WXT520)
34 Anaacutelises estatiacutesticas
Os valores de concentraccedilatildeo de CO2 foram estimados por interpolaccedilatildeo
linear quando a distacircncia dos valores de antes e depois (que natildeo saiacutessem
do intervalo) natildeo fossem maiores que 48 horas Este procedimento foi
automatizado utilizando o software de seacuteries temporais Aquarius (Aquatic
Informatica Aquarius 26004 Pro Edition) evitando a subjetividade das
estimativas Para a anaacutelise de dados foram feitos testes de meacutedias com
niacutevel de significacircncia de 95 aleacutem da anaacutelise multivariada dos
componentes principais
23
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas
A variaccedilatildeo do potencial redox para o solo estudado estaacute mostrada na
Figura 8 na qual foram plotados os dados meacutedios determinados pelo
sensor Entre abril de 2010 e fevereiro de 2011 o solo esteve insaturado ou
seja em estado de oxidaccedilatildeo e o intervalo de valores neste periacuteodo foi de
400 mV No periacuteodo de saturaccedilatildeo marccedilo de 2010 e marccedilo de 2011 a
variaccedilatildeo de valores foi superior a 750 mV
O tipo de variabilidade ilustrado na Figura 8 eacute esperado para solos
submetidos a uma sazonalidade de seca e cheia caso do solo estudado no
Pantanal de Mato Grosso Quando o Potencial Redox ficou maior que 400
mV o solo estava insaturado e o O2 controlava o sistema Na ausecircncia de
O2 os microrganismos reduzem uma variedade de aceptores de eleacutetrons
considerados alternativos que em ordem decrescente de termodinacircmica
satildeo NO3- (denitrificaccedilatildeo) Fe (III) (reduccedilatildeo do ferro) Mn (III IV) (reduccedilatildeo do
manganecircs) e SO4- (reduccedilatildeo do sulfato) (Keller et al 2009)
A linha que mostra a fase de mudanccedila de Fe(OH)3 para Fe2+ estaacute
adicionada agrave Figura 8 pela linha horizontal no Eh de 467mV de acordo com
o pH da soluccedilatildeo do solo do local de estudo que eacute aproximadamente 6
(Beirigo 2011 no prelo) (Vepraskas e Faulkner 2001) Durante o mecircs de
marccedilo o Fe2+ estava na soluccedilatildeo do solo ou seja se o Fe2+ estava presente
pode-se assumir que a maior parte do O2 dissolvido foi reduzido para H2O a
maior parte do NO3- presente foi desnitrificado e a maior parte dos oacutexidos de
Mn foram reduzidos para Mn2+ O estado de reduccedilatildeo do solo acontece ao
longo do ano mesmo nas estaccedilotildees secas do Pantanal havendo uma
dinacircmica de o potencial redox diminuir na cheia (meados de fevereiro) e
aumentar nas outras estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico
Os valores positivos obtidos satildeo tiacutepicos de solos aeroacutebicos
(Ponnamperuma 1972) demonstrando predominarem condiccedilotildees natildeo
limitantes no crescimento de plantas (Volk 1993)
24
Figura 8 Variaccedilatildeo (meacutedia diaacuteria) do Potencial Redox na profundidade de 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores meacutedios do potencial redox na profundidade de 10 cm
(Figura 9) satildeo estatisticamente diferentes quando comparados com as
estaccedilotildees estiagem e enchente mas quando comparados com os periacuteodos
manhatilde tarde e noite nestas estaccedilotildees natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica Jaacute na
profundidade de 30 cm natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica entre os periacuteodos
manhatilde tarde e noite em nenhuma das estaccedilotildees mas haacute diferenccedila entre os
valores obtidos nas estaccedilotildees estiagem e enchente
Pode-se observar que as meacutedias na profundidade de 10 cm (440 mV
e 460 mV) nas estaccedilotildees estiagem e enchente satildeo maiores que as meacutedias
da profundidade de 30 cm (340 mV e 360 mV) Os metais presentes em Eh
lt 150 mV estatildeo unidos a espeacutecies de sulfatos formando FeS2 MnSO4
entre outros enquanto em valores gt 150 mV (todas as estaccedilotildees em ambas
as profundidades) a maioria dos metais presentes satildeo soluacuteveis e unidos agraves
25
espeacutecies oxidadas Fe3O4 Mn2O4 (Clark et al 1998 Vepraskas e Faulkner
2001)
O potencial redox foi menor em maiores profundidades (30 cm) do
que perto da superfiacutecie do solo (10 cm) confirmando os dados encontrados
em estudos anteriores (Clay et al 1992 Bohrerova et al 2004)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
150
200
250
300
350
400
450
500
Po
ten
cial
Re
do
x
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
Figura 9 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do Potencial Redox nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de CO2 no solo (Figura 10) na profundidade de 10 cm satildeo
mais altos na cheia e vazante do que na estiagem e enchente Agrave medida que
as estaccedilotildees mais secas do Pantanal se aproximam (estiagem e enchente) a
produccedilatildeo de CO2 no solo diminui em aproximadamente 30 Os valores
meacutedios entre estaccedilotildees satildeo estatisticamente diferentes e entre periacuteodos
dentro de cada estaccedilatildeo os valores satildeo iguais em ambas as profundidades
Na profundidade de 30 cm os maiores valores foram encontrados nas
estaccedilotildees cheia e enchente enquanto os menores nas estaccedilotildees vazante e
estiagem Pode-se observar que o comportamento do CO2 no solo foi
diferente entre as profundidades enquanto o maior valor na profundidade de
26
10 cm foi determinado na vazante na profundidade de 30 cm nesta mesma
estaccedilatildeo foi detectado o menor valor
Figura 10 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do CO2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os solos secos (estiagem em ambas as profundidades) podem ser
associados a baixas concentraccedilotildees de CO2 visto que possuem alta
difusividade permitindo um raacutepido efluxo de CO2 do solo para a atmosfera
(Risk et al 2008) Tal dinacircmica foi observada na profundidade de 10 cm na
estaccedilatildeo estiagem no solo seco (Figura 12) com altas concentraccedilotildees de O2
(Figura 11) e baixas concentraccedilotildees de CO2 (Figura 10) O mesmo foi
encontrado na profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees vazante e estiagem As
altas concentraccedilotildees de CO2 encontradas nas estaccedilotildees cheia e vazante na
profundidade de 10 cm indicam condiccedilotildees mais aeroacutebicas do solo porque
em condiccedilotildees anaeroacutebicas natildeo existe produccedilatildeo de CO2 mas sim de
metano (Luo e Zhou 2006) Aleacutem disto vaacuterios estudos de campo sugerem
tambeacutem que o efluxo de CO2 pode ser limitado pela umidade em niacuteveis
muito altos ou muito baixos (Bowden 1993 Xu et al 2004)
27
Os valores meacutedios de O2 do solo (Figura 11) satildeo estatisticamente
diferentes entre as estaccedilotildees e natildeo houve diferenccedila significativa entre os
periacuteodos dentro de cada estaccedilatildeo Na profundidade de 10 cm os valores
meacutedios de O2 foram maiores nas estaccedilotildees vazante e estiagem e menores
nas estaccedilotildees cheia e enchente devido ao fato de em solos uacutemidos a
difusividade do solo ficar prejudicada Observa-se que na profundidade de
10 cm os maiores valores meacutedios (vazante e estiagem) foram encontrados
nas mesmas estaccedilotildees de baixa umidade do solo (Figura 12) e esta mesma
tendecircncia foi encontrada para a profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees cheia e
vazante para as ambas as profundidades
O O2 do solo tende a diminuir seus valores na estaccedilatildeo cheia quando
o solo jaacute estaacute completamente alagado Os menores valores meacutedios de O2
foram encontrados na profundidade de 30 cm na estaccedilatildeo cheia e
independentemente das estaccedilotildees na profundidade de 30 cm sempre foram
observados menores valores meacutedios A tendecircncia de os valores serem
menores na profundidade de 30 cm confirma os dados obtidos por Marshall
e Holmes (1988)
28
Figura 11 Meacutedias nas estaccedilotildees vazante e cheia do O2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Durante as estaccedilotildees de seca no Pantanal (vazante e estiagem) os
valores de O2 estatildeo na faixa de 15 a 18 em ambas as profundidades
confirmando os dados de Grable e Siemer (1968) os quais afirmam que o
conteuacutedo de O2 decresce de 21 a 13 da superfiacutecie do solo ateacute 60 cm em
condiccedilotildees de solo natildeo alagado
Um solo saturado natildeo eacute uniformemente desprovido de oxigecircnio A
concentraccedilatildeo de oxigecircnio em geral eacute alta na camada superficial oxidada
(formada pela difusatildeo de O2 pela atmosfera na aacutegua sobrejacente da
inundaccedilatildeo e em seguida no solo) onde ocorrem as reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo
(Ponnameoeruma 1972 Moore e Reddy 1994) Processos de reduccedilatildeo
dominam abaixo da camada oxidada Esta fina camada oxidada na
superfiacutecie de solos alagados eacute importante para as transformaccedilotildees do N
porque o NH4+ pode oxidar-se para NO3
- (nitrificaccedilatildeo) nesta camada O
esgotamento do NH4+ nesta camada causa sua difusatildeo para cima
(ascendente) em resposta agrave concentraccedilatildeo do gradiente (Luo e Zhou 2006)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
O2
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
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en
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21
22
23
24
25
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27
28
29
Te
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do
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0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
3
4
EPIacuteGRAFE
ldquoAlegrai-vos na esperanccedila sede pacientes na tribulaccedilatildeo e perseverai na
oraccedilatildeo Romanos 1212
Agrave minha tia Marilda Martins dos Santos (in memoriam) dedico o que de
precioso Deus me deu este ano a conclusatildeo de um sonho
DEDICO
AGRADECIMENTOS
Agravequele que me tem sustentado ateacute aqui e muito fez e tem feito por
mim pela minha vida e pela vida da minha famiacutelia A Deus agradeccedilo
Aos meus pais Itamar e Orlandina Espero poder retribuir em dobro
tudo o que vocecircs fizeram e ainda fazem por mim Amo vocecircs
Ao meu irmatildeo Idvaldo minha irmatilde Luanna e ao Joe pela confianccedila e
apoio sempre presentes
Ao Orleans Nasser por todo seu carinho e apoio (sob a forma de
palavras e accedilotildees) sempre presente e ainda tambeacutem por saber que posso
contar com vocecirc
Ao professor Eduardo Guimaratildees Couto pela sua orientaccedilatildeo e
confianccedila depositada em mim na realizaccedilatildeo desta dissertaccedilatildeo e pelo apoio
no acompanhamento deste trabalho
Agrave Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria da Universidade
Federal de Mato Grosso por meio do Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em
Agricultura Tropical pela oportunidade de realizaccedilatildeo do curso
Ao professor Mark Johnson pela sua paciecircncia e orientaccedilatildeo no
periacuteodo em que estive na cidade de Vancouver Canadaacute
Ao professor Osvaldo Borges Pinto Juacutenior pelo companheirismo
amizade e orientaccedilatildeo sempre disposto a colaborar com seus ensinamentos
e por ter se tornado um grande amigo
Agrave Universidade de British Columbia por meio do Instituto IRES
(Institute for Research Environment and Sustainability) pela oportunidade
de intercacircmbio concedida
A Suzana pela paciecircncia e ajuda no periacuteodo em que estive em
Vancouver
Aos amigos Samantha Maria George Renata Osvaldo (fu) Flair
seu Vicente (in memoriam) Guilherme Jader Susan Michael Gillian
Adrian Iain Angela Ashley e Jack
MONITORAMENTO CONTIacuteNUO DO POTENCIAL REDOX E
DE VARIAacuteVEIS COMPLEMENTARES EM AMBIENTE
HIPERSAZONAL NO PANTANAL DE BARAtildeO DE
MELGACcedilO
RESUMO ndash Neste trabalho foram estudados o Potencial Redox e as
variaacuteveis do solo (CO2 O2 temperatura umidade e potencial matricial) e
micrometereoloacutegicas (direccedilatildeo e velocidade do vento e intensidade e
acumulada meacutedia diaacuteria de precipitaccedilatildeo) pelo monitoramento contiacutenuo e
ininterrupto Para isso foram realizadas determinaccedilotildees na profundidade de
10 e 30 cm em solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico
na fitofisionomia Cerrado sensu stricto localizado na RPPN SESC Pantanal
municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo nordeste do Pantanal Matogrossense Os
valores de Potencial Redox variaram de 636 mV (enchente) a -341 mV
(cheia) caracterizando ambiente anaeroacutebico na estaccedilatildeo cheia e ambiente
oxidado nas demais estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico Os resultados obtidos
permitem concluir que o potencial redox eacute um bom indicador da
hipersazonalidade dos solos hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense
Mostram tambeacutem que o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as
variaacuteveis que tecircm maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de
dados obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico indicando serem determinantes
nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com hipersazonalidade
Palavras-chave sazonalidade ciclo hidroloacutegico e Eh
MONITORING OF THE REDOX POTENTIAL IN BARAtildeO DE MELGACcedilO
AND ITS INTERACTIONS
ABSTRACT - This study investigated the redox potential and soil variables
(CO2 O2 temperature moisture and matric potential) and meteorologic
variables (direction and wind speed and intensity and cumulative average
daily precipitation) by monitoring continuous and uninterrupted For that
determinations were made at a depth of 10 and 30 cm in a soil classified as
Haplic Planosol Gleysols alito on Cerrado sensu stricto vegetation types
located in RPPN SESC Pantanal Baron Melgaccedilo municipality northeastern
Pantanal Redox potential values ranged from 636 mV (flood) to -341 mV
(filled) in the anaerobic environment featuring full season and oxidized
environment in the other seasons of the hydrological cycle The results
indicate that the redox potential is a good hyperseasonality indicator of the
Pantanal lowlands They also show that the matrix potential and soil moisture
are the variables that matter most to explain the variation in the data set
along the hydrological cycle indicating that biological processes are crucial in
this tropical soil with hyperseasonality
Keywords Seasonality hydrologic cycle and Eh
SUMAacuteRIO
1 INTRODUCcedilAtildeO 9
2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA 10
21 Potencial Redox 10
22 Pantanal 12
23 Solos do Pantanal 14
3 METODOLOGIA 16
31 Aacuterea de estudo 16
32 Medidas de Campo 17
33 Medidas Micrometereoloacutegicas 21
34 Anaacutelises estatiacutesticas 22
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO 23
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas 23
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA) 36
5 CONCLUSOtildeES 43
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 44
ANEXO A 52
9
1 INTRODUCcedilAtildeO
O Pantanal situado cerca de 2000 km para o sul do cinturatildeo equatorial
apresenta alteraccedilotildees sazonais que se caracterizam por uma estaccedilatildeo seca e
uma estaccedilatildeo chuvosa a cada ano O iniacutecio e o fim de cada estaccedilatildeo variam
de ano para ano com vaacuterias semanas de diferenccedila (Heckman 1998) O
pulso de inundaccedilatildeo eacute monomodal (Junk et al 1989) e de ano para ano as
cheias mostram grandes diferenccedilas em suas amplitudes com grande
variaccedilatildeo no tempo e no espaccedilo (Girard no prelo)
Devido agrave inundaccedilatildeo do monomodal vaacuterias regiotildees deste bioma mudam
de habitats aquaacuteticos para terrestres e vice-versa ocasionando momentos
em que as cheias ocupam 80 do Pantanal embora no periacuteodo de
estiagem grande parte da aacuterea inundada seque pois a aacutegua evapora ou
retorna para o leito dos rios (Lobato 2000)
Neste contexto dados obtidos em estudos sobre potencial redox podem
ser ferramentas versaacuteteis para compreender as reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo nos
solos (Vespraskas e Faulkner 2001) especialmente aqueles submetidos agrave
sazonalidade de cheia (fase anaeroacutebica) e seca (fase aeroacutebica) comuns no
Pantanal A anaacutelise conjunta do potencial redox com outras variaacuteveis pode
ser uacutetil para o entendimento da dinacircmica dos solos hidromoacuterficos ao longo
de todo o ciclo hidroloacutegico a que o Pantanal estaacute submetido
Portanto aliado agraves determinaccedilotildees de potencial redox a anaacutelise da
respiraccedilatildeo do solo e da difusatildeo do oxigecircnio e dioacutexido de carbono eacute de
extrema importacircncia pois as mudanccedilas do potencial redox satildeo o resultado
de efeitos combinados de processos quiacutemicos fiacutesicos e bioloacutegicos no solo
(Nemecek et al 1990) Tendo em vista a importacircncia de se estudar o
potencial redox em aacutereas uacutemidas junto com outras variaacuteveis para
compreender a dinacircmica de solos hidromoacuterficos os objetivos deste trabalho
foram caracterizar e monitorar o potencial redox e outras variaacuteveis
complementares (CO2 O2 temperatura umidade potencial matricial) no
solo de uma cordilheira na fitofisionomia Cerrado sensu stricto localizado
na RPPN SESC Pantanal analisando-o em conjunto com variaacuteveis
micrometereoloacutegicas (precipitaccedilatildeo e vento)
10
2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
21 Potencial Redox
O potencial redox eacute a medida do estado de reduccedilatildeo e oxidaccedilatildeo em
que se encontra o solo sendo considerado um dos mais importantes fatores
que regem a produccedilatildeo de CO2 nas aacutereas uacutemidas (Reddy e DeLaune 2008
Seo e DeLaune 2010)
A biogeoquiacutemica das aacutereas uacutemidas eacute controlada pelas inundaccedilotildees
em funccedilatildeo das reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo A inundaccedilatildeo no solo muda
drasticamente a hidrosfera atmosfera biosfera e a biogeoquiacutemica A
difusividade do oxigecircnio atmosfeacuterico do solo diminui em solos inundados e
coloca em movimento uma seacuterie uacutenica de processos fiacutesicos quiacutemicos e
bioloacutegicos natildeo encontrados em solos secos eou que natildeo satildeo submetidos a
periacuteodos de inundaccedilatildeo (Neue et al 1997)
Apoacutes o O2 ser esgotado pela respiraccedilatildeo aeroacutebia organismos
anaeroacutebicos facultativos e obrigatoacuterios progressivamente usam os substratos
oxidados do solo como aceptores de eleacutetrons para a respiraccedilatildeo Bacteacuterias
denitrificadoras usam nitrato como um eleacutetron aceptor alternativo para
oxidaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica em valores de potencial redox abaixo de 420
mV em pH 7 Quando o nitrato eacute esgotado a reduccedilatildeo do manganecircs (Mn+4)
comeccedila abaixo de 400 mV seguida pela reduccedilatildeo do ferro (Fe+3) em valor de
potencial redox de 180 mV Essas reaccedilotildees satildeo catalisadas por diversas
bacteacuterias que usam a fermentaccedilatildeo para obter energia com o manganecircs
(Mn+4) e ferro (Fe+3) agindo diretamente como aceptores de eleacutetrons (Lovely
e Phillips 1989) Organismos anaeroacutebicos obrigatoacuterios reduzem o sulfato
quando o potencial redox cai abaixo -215 mV e o metano (CH4) eacute formado a
-244 mV (Neue et al 1997)
O potencial redox eacute usado para descrever o sistema de capacidade
de reduzir e oxidar O potencial redox eacute determinado em milivolts (mV) em
relaccedilatildeo a um eletrodo padratildeo de hidrogecircnio e eacute comumente estimado
utilizando um eletrodo de platina com um eletrodo de calomelano saturado
como referecircncia Em aacuteguas muito oxidadas enquanto as concentraccedilotildees de
oxigecircnio ficam aproximadamente acima de 1 mg O2 L-1 o potencial redox eacute
11
altamente positivo (acima de 300-500 mV) Em ambientes reduzidos como
nas aacuteguas profundas dos lagos estratificados ou sedimentos de lagos
eutroacuteficos o potencial redox eacute baixo (abaixo de 100 mV ou mesmo
negativo)
A saturaccedilatildeo pela aacutegua promove condiccedilotildees anoacutexicas no solo e outros
aceptores de eleacutetrons diferentes do O2 satildeo utilizados na oxidaccedilatildeo da mateacuteria
orgacircnica (Tiedje et al 1984) Dependendo do potencial redox do pH e da
disponibilidade de aceptores de eleacutetrons o proacuteximo processo de reduccedilatildeo
microbiana pode ocorrer depois do esgotamento de O2 nitrato manganecircs
ferro sulfato e por uacuteltimo da reduccedilatildeo do CO2 (Zehnder e Stumm 1988
Paul e Clark 1996) O uacuteltimo segue uma sequecircncia chamada de cadeia de
reduccedilatildeo sequencial
Os solos das aacutereas uacutemidas satildeo diferentes da maioria dos solos de
terras altas e sedimentos porque satildeo submetidos frequentemente a ciclos de
umedecimento e secagem dando apoio suficiente para comunidades
aeroacutebias e anaeroacutebicas que exploram uma ampla gama de receptores de
eleacutetrons durante a respiraccedilatildeo como a O2 NO3- Fe (+3) 2SO4 e CO2 (Lovley
e Klug 1986) Portanto o desenvolvimento da atividade microbiana do solo
e as relaccedilotildees de propriedade para as aacutereas uacutemidas requerem um
entendimento da respiraccedilatildeo do solo (aeroacutebica e anaeroacutebica) para solos com
uma ampla gama de caracteriacutesticas (DAngelo e Reddy 1999)
No niacutevel dos agregados do solo a temperatura pode influenciar a
respiraccedilatildeo do solo indiretamente atraveacutes de seus efeitos sobre o transporte
de O2 A difusatildeo de ambos os gases e solutos atraveacutes de filmes de aacutegua eacute
determinada pela difusividade e umidade do solo Por um lado a
difusividade aumenta com a temperatura numa determinada umidade
(Nobel 2005) Por outro lado um aumento na temperatura durante um
periacuteodo de tempo reduz o teor de aacutegua no solo e a espessura de seus filmes
de aacutegua Em aacutereas uacutemidas um decreacutescimo na temperatura induz um
decreacutescimo na umidade do solo como uma resposta na concentraccedilatildeo de O2
e nas condiccedilotildees do potencial redox Desde que o oxigecircnio inveacutes dos solutos
orgacircnicos eacute comumente o limitante para a respiraccedilatildeo nas aacutereas uacutemidas
12
solos secos tendem a aumentar a temperatura podendo estimular a
respiraccedilatildeo do solo (Luo e Zhou 2006)
A magnitude e a intensidade da reduccedilatildeo do solo satildeo controladas pela
quantidade de mateacuteria orgacircnica facilmente biodegradaacutevel sua taxa de
decomposiccedilatildeo e a quantidade e tipos de nitratos manganecircs e ferro
redutiacuteveis como tambeacutem sulfato e substratos orgacircnicos O mais importante
sistema tampatildeo em aacutereas uacutemidas satildeo oxi-hidroacutexidos de ferro (Fe3+ e Fe2+) e
compostos orgacircnicos porque estatildeo presentes em grandes quantidades
(Neue et al 1997)
22 Pantanal
As aacutereas uacutemidas (wetlands) possuem lenccedilol freaacutetico pouco profundo
apresentando solos saturados por um determinado tempo resultando em
baixos niacuteveis de oxigecircnio (Banner e MacKenzie 2000 Van der Walk 2006)
Essas aacutereas realizam serviccedilos essenciais para o ecossistema ndash estoque de
carbono controle das cheias manutenccedilatildeo da biodiversidade produccedilatildeo de
pescado recarga de aquumliacuteferos entre outros ndash e tecircm se mostrado cada dia
mais importantes no cenaacuterio global (Keddy et al 2009)
Tais aacutereas cobrem aproximadamente 6 da superfiacutecie terrestre (700
milhotildees de ha) e satildeo encontradas em diferentes continentes e em qualquer
zona climaacutetica aleacutem de serem consideradas aacutereas de prioridade para
conservaccedilatildeo (Van der Walk 2006 Keddy 2009) Entretanto estudos
recentes tecircm alertado que os ecossistemas permanentemente aquaacuteticos
(lagos rios) e das aacutereas uacutemidas ainda natildeo tecircm sido suficientemente
estudados sendo subestimados nos cenaacuterios globais de mudanccedilas
climaacuteticas (Neue et al 1997)
Entretanto a importacircncia das aacutereas inundaacuteveis para o ciclo global do
carbono balanccedilo hiacutedrico vida selvagem manutenccedilatildeo da biodiversidade e
produccedilatildeo de alimento humano eacute muito maior do que o tamanho que elas
ocupam na superfiacutecie terrestre (Cole e Brooks 2000)
13
Cerca da metade das aacutereas uacutemidas se encontra nos troacutepicos A mateacuteria
orgacircnica em decomposiccedilatildeo faz com que estas aacutereas sejam importantes
drenos para o carbono Cerca de 250 Gt de carbono satildeo conservadas nas
aacutereas uacutemidas dos troacutepicos Pequenas diferenccedilas no regime climaacutetico
hiacutedrico nutrientes e uso da terra podem modificar drasticamente o estoque
de carbono dessas aacutereas (Neue et al 1997)
O Pantanal Mato-Grossense eacute a maior planiacutecie inundaacutevel contiacutenua do
planeta cobrindo uma aacuterea de cerca de 135 000 Km2 na bacia hidrograacutefica
do Rio Paraguai (Assine e Soares 2004) O Pantanal eacute caracterizado por ser
uma planiacutecie pluvial sazonalmente inundada com baixa declividade (Brazil
1979) do leste para o oeste (30 - 50 cm km-1) e mais baixa ainda do norte
para o sul (3 ndash 15 cm km-1) O pulso de inundaccedilatildeo regula os processos
ecoloacutegicos que ali ocorrem (Junk et al 1989)
Materiais provenientes de regiotildees circunvizinhas se depositam nas
aacutereas mais baixas Aleacutem disto a variaccedilatildeo do niacutevel de aacutegua eacute um fator
decisivo na caracterizaccedilatildeo ecoloacutegica da regiatildeo pois propicia condiccedilotildees
favoraacuteveis a vaacuterias espeacutecies que natildeo tecircm origem na aacuterea mas que
apresentam adaptaccedilotildees a este ambiente de mudanccedilas constantes devido agrave
alternacircncia marcante de periacuteodos de cheia e de seca Sua posiccedilatildeo
geograacutefica representa um grande interstiacutecio entre os biomas da Amazocircnia
Chaco e o Cerrado favorecendo a troca de espeacutecies (Couto 2002)
A inundaccedilatildeo na aacuterea deste estudo (parte norte do Pantanal) eacute o
reflexo da variaccedilatildeo anual do niacutevel de aacutegua que ocorre no Rio Cuiabaacute e eacute
altamente influenciada pela precipitaccedilatildeo e pela difiacutecil drenagem da aacutegua da
chuva no solo O padratildeo de inundaccedilatildeo na reagiatildeo eacute o tipo monomodal ou
seja somente uma inundaccedilatildeo por ano (Junk et al 1989) com pequena
amplitude (Hamilton et al 1996) Aleacutem dos ciclos anuais de inundaccedilatildeo
tambeacutem satildeo reconhecidos ciclos plurianuais com periacuteodos de grandes
cheias e grandes secas (Nunes da Cunha e Junk 2001)
A vegetaccedilatildeo heterogecircnea existente conhecida como o ldquoComplexo do
Pantanalrdquo eacute resultante da inundaccedilatildeo perioacutedica que favorece a rica
diversidade de ambientes Portanto o Pantanal deve ser estudado como um
14
todo devido agraves interaccedilotildees entre o clima e a hidrologia como tambeacutem agraves
mudanccedilas nos ciclos de cheia e seca todos os anos (Heckman 1998)
Segundo Nunes da Cunha e Junk (2004) apenas 5 das espeacutecies
arboacutereas no Pantanal habitam exclusivamente zonas com prolongado
alagamento enquanto 30 estatildeo restritas agraves aacutereas raramente alagadas e
65 satildeo de ampla distribuiccedilatildeo no gradiente
Na fisionomia pantaneira o cerradatildeo ocupa aacutereas mais elevadas e o
cerrado sensu stricto aacutereas mais baixas tendendo para campo agrave medida
que aumenta o grau de inundaccedilatildeo Estas aacutereas satildeo uma continuidade da
grande regiatildeo fitoecoloacutegica do cerrado brasileiro consideradas junto com a
Ilha do Bananal as uacutenicas aacutereas extensas de cerrado sobre sedimentos
quartenaacuterios (Adaacutemoli 1986)
23 Solos do Pantanal
O carbono dos solos eacute originaacuterio da mateacuteria orgacircnica que assume um
papel fundamental em solos tropicais e subtropicais fornecendo nutrientes
estruturando o solo propiciando condiccedilotildees de aeraccedilatildeo e retenccedilatildeo de
umidade bem como para o estabelecimento dos seres vivos que datildeo
suporte aos processos que conferem aos solos suas propriedades e funccedilotildees
nos ecossistemas e na produccedilatildeo agriacutecola (Santos e Camargo 1999 Moreira
e Siqueira 2006)
O desenvolvimento dos solos de aacutereas uacutemidas e suas propriedades
satildeo influenciados pela saturaccedilatildeo temporaacuteria ou permanente de aacutegua na
parte superior do perfil do solo ou seja solos com sinais de reduccedilatildeo em
condiccedilotildees perioacutedicas ou permanentes de saturaccedilatildeo Condiccedilotildees de reduccedilatildeo
podem ocorrer em solos que contecircm quantidades consideraacuteveis de oxigecircnio
dissolvido falta de mateacuteria orgacircnica decomponiacutevel em combinaccedilatildeo com
altos teores de carbonato de caacutelcio e outros fatores que suprimem a
atividade de microrganismos (Moormann e Van de Wetering 1985)
De uma maneira geral os solos pantaneiros guardam estreita
relaccedilatildeo com a natureza dos sedimentos depositados o que por sua vez eacute
consequecircncia da natureza do ldquomaterial fonterdquo e dos processos ou formas de
15
deposiccedilatildeosedimentaccedilatildeo Assim as diversas regiotildees da planiacutecie por terem
sido contempladas com tipos de sedimentos diferenciados apresentam
naturalmente dinacircmica hiacutedrica proacutepria e este conjunto eacute determinante para a
definiccedilatildeo dos processos pedogeneacuteticos que atuaram eou atuam na regiatildeo
(Couto 2002)
Sabe-se que quando os solos se tornam saturados com aacutegua o
oxigecircnio presente neles eacute consumido formando condiccedilotildees anaeroacutebicas
Se houver fonte de carbono oxidaacutevel se a temperatura for suficientemente
alta para que os microrganismos estejam ativos (Rabenhorst e Parikh 2000)
e se houver persistecircncia das condiccedilotildees anaeroacutebicas impostas pelo longo
periacuteodo em que os solos pantaneiros permanecem sob uma espessa lacircmina
drsquoaacutegua cria-se a condiccedilatildeo para que o ferro na forma feacuterrica (Fe+3) presente
nos oacutexidos seja reduzido para ferro na forma ferrosa (Fe+2) O ferro na
forma ferrosa (reduzida) eacute bastante soluacutevel o que permite sua translocaccedilatildeo
na fase aquosa
As caracteriacutesticas morfoloacutegicas destes solos advecircm principalmente
dos processos de reduccedilatildeo e oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs que lhes
conferem cores distintas O estado de oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs
influencia fortemente sua solubilidade e cor conferindo os mosqueados
marrons cinzentos azuis pretos e amarelos frequentemente observados
em solos hidromoacuterficos (Fanning e Fanning 1989)
Os padrotildees das cores dos mosqueados derivam da segregaccedilatildeo do
ferro em zonas com diferentes valores de potencial redox resultando desta
maneira em zonas de vermelho amarelo e cinza Os mosqueados satildeo muito
comuns em solos do Pantanal e geralmente indicam uma flutuaccedilatildeo de curta
duraccedilatildeo do lenccedilol freaacutetico (Buol e Rebertus 1988)
Os solos hidromoacuterficos tambeacutem podem apresentar horizontes
escurecidos devido ao acuacutemulo de mateacuteria orgacircnica uma vez que os
organismos anaeroacutebicos satildeo menos eficientes na mineralizaccedilatildeo do que os
organismos aeroacutebios Aleacutem disso os processos de reduccedilatildeo geralmente
envolvem a produccedilatildeo ou o consumo de H+ e consequentemente possuem
um importante efeito sobre o pH (Ponnamperuma 1972)
16
3 METODOLOGIA
31 Aacuterea de estudo
O presente trabalho foi conduzido de fevereiro de 2010 a janeiro de
2011 na RPPN (Reserva Particular do Patrimocircnio NaturalSistema Nacional
de Unidades de Conservaccedilatildeo ndash SNUC) Estacircncia Ecoloacutegica SESC (Serviccedilo
Social do Comeacutercio) Pantanal (Figura 1) municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo
nordeste do Pantanal de Mato Grosso
Neste estudo o ciclo hidroloacutegico foi dividido em estaccedilotildees a estaccedilatildeo
ldquocheiardquo corresponde aos meses de fevereiro marccedilo e abril a estaccedilatildeo
ldquovazanterdquo aos meses de maio junho e julho a estaccedilatildeo ldquoestiagemrdquo aos
meses de agosto setembro e outubro e por fim a estaccedilatildeo ldquoenchenterdquo aos
meses de novembro dezembro e janeiro
Os periacuteodos foram divididos em manhatilde tarde e noite manhatilde das
700 agraves 1330h o periacuteodo da tarde das 1400 agraves 1830h e o periacuteodo da
noite das 1900 agraves 630h
A RPPN SESC Pantanal eacute uma Unidade de Conservaccedilatildeo (UC)
particular localizada entre as coordenadas geograacuteficas 16deg 30` a 16deg 44` S e
56deg 20` a 56deg 30` W ocupando uma aacuterea de aproximadamente 1076 Km2
Em 2002 a RPPN foi reconhecida como site Ramsar (Convenccedilatildeo sobre
Zona Uacutemidas Ramsar Iratilde 1971) e considerada aacuterea prioritaacuteria para
Conservaccedilatildeo da Biodiversidade (Cordeiro 2004) Foi tambeacutem incluiacuteda na
Lista de Aacutereas Uacutemidas da Convenccedilatildeo Ramsar de importacircncia internacional
(Junk e Nunes da Cunha 2005)
O clima da regiatildeo eacute tipo Aw segundo a classificaccedilatildeo de Koumlppen
apresentando sazonalidade caracteriacutestica com uma estaccedilatildeo chuvosa
(outubro-abril) e outra seca (maio-setembro) (Nunes da Cunha e Junk
2004) A temperatura meacutedia anual do ar na RPPN SESC Pantanal oscila
entre 22 a 32ordmC e a precipitaccedilatildeo meacutedia anual entre 1100 e 1200 mm com o
total meacutedio do mecircs mais seco inferior a 40 mm (Hasenack et al 2003)
O solo no local de estudo foi classificado como Planossolo Haacuteplico
Aliacutetico Gleissoacutelico e a fitofisionomia do local foi classificada como Cerrado
sensu stricto Os solos desta classe apresentam mudanccedila textural abrupta
17
com acentuada diferenccedila de textura do A para o horizonte B imediatamente
subjacente permeabilidade lenta ou muito lenta profundidade de 150 cm e
textura arenosa (Anexo A)
Figura 1 Localizaccedilatildeo da RPPN SESC Pantanal
32 Medidas de Campo
Foram instalados sensores horizontalmente no perfil do solo na borda
de uma ldquocordilheirardquo nas profundidades de 10 e 30 cm para o monitoramento
contiacutenuo da concentraccedilatildeo de CO2 (ppm) conteuacutedo de O2 () temperatura
(ordmC) umidade do solo () potencial matricial (Kpa) e potencial redox (mV)
por meio de um datalogger modelo CR1000 (Campbell Scientific Logan
Utah USA) O datalogger foi conectado a uma bateria de 12V com uma
18
placa solar (45 W) o que garantia energia suficiente para o monitoramento
contiacutenuo e ininterrupto
A concentraccedilatildeo de CO2 no solo foi determinada in situ por meio de
um analisador de gaacutes por infravermelho (modelo GMM221 Vaisala Inc
Helsinki Finland) (Jassal et al 2004 Johnson et al 2008) (Figura 2)
Durante os primeiros 5 minutos de cada meia hora os sensores eram
ligados devido ao alto consumo de energia (4W cada) (Vaisala Oyj 2008)
Neste intervalo de 5 minutos os primeiros 3 minutos em que os sensores
ficavam ligados correspondem ao seu periacuteodo de aquecimento e os
subsequentes 2 minutos restantes correspondem agraves leituras feitas num
intervalo de 30 segundos resultando em registros de meia em meia hora
Figura 2 Sensor de CO2 (modelo GMM221 Vaisala Inc Helsinki
Finland)
O Potencial Redox foi determinado atraveacutes de um sensor ColeParmer
ColeParmer (Figura 3) que utiliza uma aacuterea superficial de platina (02
polegadas em torno do eletrodo de vidro) permitindo a sensibilidade do
sensor a atividades de eleacutetrons do fluido A banda de platina ajuda a prevenir
a entrada de resiacuteduos orgacircnicos no sensor evitando erros A faixa de
estimativa da sonda eacute de -700mV a 1100 mV sendo este intervalo
aproximado do potencial redox existente em aacuteguas naturais e no
escoamento superficial O sensor de potencial redox de 30 cm foi instalado
19
em fevereiro de 2010 e o sensor de potencial redox de 10 cm em setembro
do mesmo ano Os dados de potencial redox foram corrigidos pela equaccedilatildeo
de regressatildeo Equaccedilatildeo 1 proposta por Vepraskas e Faulkner (2001)
Fator de ajuste = -06743times(T) + 21376 (Equaccedilatildeo 1)
Em que T eacute a temperatura (degC) na profundidade do sensor redox
Potencial Redox (Eh mV) = Fator de ajuste + medida do sensor redox
(Equaccedilatildeo 2)
Figura 3 Sensor de potencial redox (ColeParmer)
As determinaccedilotildees de pressatildeo atmosfeacuterica e temperatura do solo
(sensor BPS e termostato Apogee Instruments Logan Utah USA) foram
usadas para corrigir as leituras de concentraccedilatildeo de CO2 pela dependecircncia
desses valores agrave lei dos gases perfeitos (Vaisala Oyj 2008)
A umidade do solo foi estimada por sensores baseados no domiacutenio da
capacitacircnciafrequecircncia (Decagon Instruments model EC-5) (Figura 4)
calibrados segundo Sakaki et al (2008) O potencial matricial do solo
(potencial matricial) foi analisado usando um sensor deste mesmo fabricante
(Decagon Instruments model MPS-1) (Figura 5) E todas as variaacuteveis foram
determinadas em intervalos de 30 minutos
20
Figura 4 Sensor de conteuacutedo de aacutegua (Decagon Instruments model
EC-5)
Figura 5 Sensor de potencial matricial do solo (Decagon Instruments
model MPS-1)
O O2 do solo foi determinado por meio de um sensor de ceacutelulas
galvacircnicas no estado soacutelido fabricado pela Apogee Instruments modelo SO-
111 (Kallestad et al 2008) (Figura 6) O sensor de oxigecircnio inclui um
termostato para determinar a temperatura do ambiente O sensor de
oxigecircnio de 30 cm apresentou problemas teacutecnicos durante os meses que
correspondem agraves estaccedilotildees da estiagem e enchente comprometendo assim
a produccedilatildeo de informaccedilotildees neste periacuteodo
21
Figura 6 Sensor de O2 (Apogee Instruments)
33 Medidas Micrometereoloacutegicas
No mesmo local em que foram instalados os equipamentos descritos
anteriormente foi instalado tambeacutem um sensor Vaisala modelo WXT520
(Vaisala Wheather Transmitter WXT520) (Figura 7) Este sensor faz
determinaccedilotildees numa frequecircncia de 10 Hz das seguintes variaacuteveis
velocidade do vento (ms) direccedilatildeo do vento (grau azimutal) temperatura do
ar (˚C) umidade relativa () pressatildeo do ar (kA) precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria (mm) e intensidade da precipitaccedilatildeo(mmh)
22
Figura 7 Sensor Vaisala WXT520 (Vaisala Wheather Transmitter WXT520)
34 Anaacutelises estatiacutesticas
Os valores de concentraccedilatildeo de CO2 foram estimados por interpolaccedilatildeo
linear quando a distacircncia dos valores de antes e depois (que natildeo saiacutessem
do intervalo) natildeo fossem maiores que 48 horas Este procedimento foi
automatizado utilizando o software de seacuteries temporais Aquarius (Aquatic
Informatica Aquarius 26004 Pro Edition) evitando a subjetividade das
estimativas Para a anaacutelise de dados foram feitos testes de meacutedias com
niacutevel de significacircncia de 95 aleacutem da anaacutelise multivariada dos
componentes principais
23
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas
A variaccedilatildeo do potencial redox para o solo estudado estaacute mostrada na
Figura 8 na qual foram plotados os dados meacutedios determinados pelo
sensor Entre abril de 2010 e fevereiro de 2011 o solo esteve insaturado ou
seja em estado de oxidaccedilatildeo e o intervalo de valores neste periacuteodo foi de
400 mV No periacuteodo de saturaccedilatildeo marccedilo de 2010 e marccedilo de 2011 a
variaccedilatildeo de valores foi superior a 750 mV
O tipo de variabilidade ilustrado na Figura 8 eacute esperado para solos
submetidos a uma sazonalidade de seca e cheia caso do solo estudado no
Pantanal de Mato Grosso Quando o Potencial Redox ficou maior que 400
mV o solo estava insaturado e o O2 controlava o sistema Na ausecircncia de
O2 os microrganismos reduzem uma variedade de aceptores de eleacutetrons
considerados alternativos que em ordem decrescente de termodinacircmica
satildeo NO3- (denitrificaccedilatildeo) Fe (III) (reduccedilatildeo do ferro) Mn (III IV) (reduccedilatildeo do
manganecircs) e SO4- (reduccedilatildeo do sulfato) (Keller et al 2009)
A linha que mostra a fase de mudanccedila de Fe(OH)3 para Fe2+ estaacute
adicionada agrave Figura 8 pela linha horizontal no Eh de 467mV de acordo com
o pH da soluccedilatildeo do solo do local de estudo que eacute aproximadamente 6
(Beirigo 2011 no prelo) (Vepraskas e Faulkner 2001) Durante o mecircs de
marccedilo o Fe2+ estava na soluccedilatildeo do solo ou seja se o Fe2+ estava presente
pode-se assumir que a maior parte do O2 dissolvido foi reduzido para H2O a
maior parte do NO3- presente foi desnitrificado e a maior parte dos oacutexidos de
Mn foram reduzidos para Mn2+ O estado de reduccedilatildeo do solo acontece ao
longo do ano mesmo nas estaccedilotildees secas do Pantanal havendo uma
dinacircmica de o potencial redox diminuir na cheia (meados de fevereiro) e
aumentar nas outras estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico
Os valores positivos obtidos satildeo tiacutepicos de solos aeroacutebicos
(Ponnamperuma 1972) demonstrando predominarem condiccedilotildees natildeo
limitantes no crescimento de plantas (Volk 1993)
24
Figura 8 Variaccedilatildeo (meacutedia diaacuteria) do Potencial Redox na profundidade de 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores meacutedios do potencial redox na profundidade de 10 cm
(Figura 9) satildeo estatisticamente diferentes quando comparados com as
estaccedilotildees estiagem e enchente mas quando comparados com os periacuteodos
manhatilde tarde e noite nestas estaccedilotildees natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica Jaacute na
profundidade de 30 cm natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica entre os periacuteodos
manhatilde tarde e noite em nenhuma das estaccedilotildees mas haacute diferenccedila entre os
valores obtidos nas estaccedilotildees estiagem e enchente
Pode-se observar que as meacutedias na profundidade de 10 cm (440 mV
e 460 mV) nas estaccedilotildees estiagem e enchente satildeo maiores que as meacutedias
da profundidade de 30 cm (340 mV e 360 mV) Os metais presentes em Eh
lt 150 mV estatildeo unidos a espeacutecies de sulfatos formando FeS2 MnSO4
entre outros enquanto em valores gt 150 mV (todas as estaccedilotildees em ambas
as profundidades) a maioria dos metais presentes satildeo soluacuteveis e unidos agraves
25
espeacutecies oxidadas Fe3O4 Mn2O4 (Clark et al 1998 Vepraskas e Faulkner
2001)
O potencial redox foi menor em maiores profundidades (30 cm) do
que perto da superfiacutecie do solo (10 cm) confirmando os dados encontrados
em estudos anteriores (Clay et al 1992 Bohrerova et al 2004)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
150
200
250
300
350
400
450
500
Po
ten
cial
Re
do
x
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
Figura 9 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do Potencial Redox nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de CO2 no solo (Figura 10) na profundidade de 10 cm satildeo
mais altos na cheia e vazante do que na estiagem e enchente Agrave medida que
as estaccedilotildees mais secas do Pantanal se aproximam (estiagem e enchente) a
produccedilatildeo de CO2 no solo diminui em aproximadamente 30 Os valores
meacutedios entre estaccedilotildees satildeo estatisticamente diferentes e entre periacuteodos
dentro de cada estaccedilatildeo os valores satildeo iguais em ambas as profundidades
Na profundidade de 30 cm os maiores valores foram encontrados nas
estaccedilotildees cheia e enchente enquanto os menores nas estaccedilotildees vazante e
estiagem Pode-se observar que o comportamento do CO2 no solo foi
diferente entre as profundidades enquanto o maior valor na profundidade de
26
10 cm foi determinado na vazante na profundidade de 30 cm nesta mesma
estaccedilatildeo foi detectado o menor valor
Figura 10 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do CO2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os solos secos (estiagem em ambas as profundidades) podem ser
associados a baixas concentraccedilotildees de CO2 visto que possuem alta
difusividade permitindo um raacutepido efluxo de CO2 do solo para a atmosfera
(Risk et al 2008) Tal dinacircmica foi observada na profundidade de 10 cm na
estaccedilatildeo estiagem no solo seco (Figura 12) com altas concentraccedilotildees de O2
(Figura 11) e baixas concentraccedilotildees de CO2 (Figura 10) O mesmo foi
encontrado na profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees vazante e estiagem As
altas concentraccedilotildees de CO2 encontradas nas estaccedilotildees cheia e vazante na
profundidade de 10 cm indicam condiccedilotildees mais aeroacutebicas do solo porque
em condiccedilotildees anaeroacutebicas natildeo existe produccedilatildeo de CO2 mas sim de
metano (Luo e Zhou 2006) Aleacutem disto vaacuterios estudos de campo sugerem
tambeacutem que o efluxo de CO2 pode ser limitado pela umidade em niacuteveis
muito altos ou muito baixos (Bowden 1993 Xu et al 2004)
27
Os valores meacutedios de O2 do solo (Figura 11) satildeo estatisticamente
diferentes entre as estaccedilotildees e natildeo houve diferenccedila significativa entre os
periacuteodos dentro de cada estaccedilatildeo Na profundidade de 10 cm os valores
meacutedios de O2 foram maiores nas estaccedilotildees vazante e estiagem e menores
nas estaccedilotildees cheia e enchente devido ao fato de em solos uacutemidos a
difusividade do solo ficar prejudicada Observa-se que na profundidade de
10 cm os maiores valores meacutedios (vazante e estiagem) foram encontrados
nas mesmas estaccedilotildees de baixa umidade do solo (Figura 12) e esta mesma
tendecircncia foi encontrada para a profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees cheia e
vazante para as ambas as profundidades
O O2 do solo tende a diminuir seus valores na estaccedilatildeo cheia quando
o solo jaacute estaacute completamente alagado Os menores valores meacutedios de O2
foram encontrados na profundidade de 30 cm na estaccedilatildeo cheia e
independentemente das estaccedilotildees na profundidade de 30 cm sempre foram
observados menores valores meacutedios A tendecircncia de os valores serem
menores na profundidade de 30 cm confirma os dados obtidos por Marshall
e Holmes (1988)
28
Figura 11 Meacutedias nas estaccedilotildees vazante e cheia do O2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Durante as estaccedilotildees de seca no Pantanal (vazante e estiagem) os
valores de O2 estatildeo na faixa de 15 a 18 em ambas as profundidades
confirmando os dados de Grable e Siemer (1968) os quais afirmam que o
conteuacutedo de O2 decresce de 21 a 13 da superfiacutecie do solo ateacute 60 cm em
condiccedilotildees de solo natildeo alagado
Um solo saturado natildeo eacute uniformemente desprovido de oxigecircnio A
concentraccedilatildeo de oxigecircnio em geral eacute alta na camada superficial oxidada
(formada pela difusatildeo de O2 pela atmosfera na aacutegua sobrejacente da
inundaccedilatildeo e em seguida no solo) onde ocorrem as reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo
(Ponnameoeruma 1972 Moore e Reddy 1994) Processos de reduccedilatildeo
dominam abaixo da camada oxidada Esta fina camada oxidada na
superfiacutecie de solos alagados eacute importante para as transformaccedilotildees do N
porque o NH4+ pode oxidar-se para NO3
- (nitrificaccedilatildeo) nesta camada O
esgotamento do NH4+ nesta camada causa sua difusatildeo para cima
(ascendente) em resposta agrave concentraccedilatildeo do gradiente (Luo e Zhou 2006)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
O2
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
era
tura
do
So
lo (
0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
4
EPIacuteGRAFE
ldquoAlegrai-vos na esperanccedila sede pacientes na tribulaccedilatildeo e perseverai na
oraccedilatildeo Romanos 1212
Agrave minha tia Marilda Martins dos Santos (in memoriam) dedico o que de
precioso Deus me deu este ano a conclusatildeo de um sonho
DEDICO
AGRADECIMENTOS
Agravequele que me tem sustentado ateacute aqui e muito fez e tem feito por
mim pela minha vida e pela vida da minha famiacutelia A Deus agradeccedilo
Aos meus pais Itamar e Orlandina Espero poder retribuir em dobro
tudo o que vocecircs fizeram e ainda fazem por mim Amo vocecircs
Ao meu irmatildeo Idvaldo minha irmatilde Luanna e ao Joe pela confianccedila e
apoio sempre presentes
Ao Orleans Nasser por todo seu carinho e apoio (sob a forma de
palavras e accedilotildees) sempre presente e ainda tambeacutem por saber que posso
contar com vocecirc
Ao professor Eduardo Guimaratildees Couto pela sua orientaccedilatildeo e
confianccedila depositada em mim na realizaccedilatildeo desta dissertaccedilatildeo e pelo apoio
no acompanhamento deste trabalho
Agrave Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria da Universidade
Federal de Mato Grosso por meio do Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em
Agricultura Tropical pela oportunidade de realizaccedilatildeo do curso
Ao professor Mark Johnson pela sua paciecircncia e orientaccedilatildeo no
periacuteodo em que estive na cidade de Vancouver Canadaacute
Ao professor Osvaldo Borges Pinto Juacutenior pelo companheirismo
amizade e orientaccedilatildeo sempre disposto a colaborar com seus ensinamentos
e por ter se tornado um grande amigo
Agrave Universidade de British Columbia por meio do Instituto IRES
(Institute for Research Environment and Sustainability) pela oportunidade
de intercacircmbio concedida
A Suzana pela paciecircncia e ajuda no periacuteodo em que estive em
Vancouver
Aos amigos Samantha Maria George Renata Osvaldo (fu) Flair
seu Vicente (in memoriam) Guilherme Jader Susan Michael Gillian
Adrian Iain Angela Ashley e Jack
MONITORAMENTO CONTIacuteNUO DO POTENCIAL REDOX E
DE VARIAacuteVEIS COMPLEMENTARES EM AMBIENTE
HIPERSAZONAL NO PANTANAL DE BARAtildeO DE
MELGACcedilO
RESUMO ndash Neste trabalho foram estudados o Potencial Redox e as
variaacuteveis do solo (CO2 O2 temperatura umidade e potencial matricial) e
micrometereoloacutegicas (direccedilatildeo e velocidade do vento e intensidade e
acumulada meacutedia diaacuteria de precipitaccedilatildeo) pelo monitoramento contiacutenuo e
ininterrupto Para isso foram realizadas determinaccedilotildees na profundidade de
10 e 30 cm em solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico
na fitofisionomia Cerrado sensu stricto localizado na RPPN SESC Pantanal
municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo nordeste do Pantanal Matogrossense Os
valores de Potencial Redox variaram de 636 mV (enchente) a -341 mV
(cheia) caracterizando ambiente anaeroacutebico na estaccedilatildeo cheia e ambiente
oxidado nas demais estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico Os resultados obtidos
permitem concluir que o potencial redox eacute um bom indicador da
hipersazonalidade dos solos hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense
Mostram tambeacutem que o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as
variaacuteveis que tecircm maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de
dados obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico indicando serem determinantes
nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com hipersazonalidade
Palavras-chave sazonalidade ciclo hidroloacutegico e Eh
MONITORING OF THE REDOX POTENTIAL IN BARAtildeO DE MELGACcedilO
AND ITS INTERACTIONS
ABSTRACT - This study investigated the redox potential and soil variables
(CO2 O2 temperature moisture and matric potential) and meteorologic
variables (direction and wind speed and intensity and cumulative average
daily precipitation) by monitoring continuous and uninterrupted For that
determinations were made at a depth of 10 and 30 cm in a soil classified as
Haplic Planosol Gleysols alito on Cerrado sensu stricto vegetation types
located in RPPN SESC Pantanal Baron Melgaccedilo municipality northeastern
Pantanal Redox potential values ranged from 636 mV (flood) to -341 mV
(filled) in the anaerobic environment featuring full season and oxidized
environment in the other seasons of the hydrological cycle The results
indicate that the redox potential is a good hyperseasonality indicator of the
Pantanal lowlands They also show that the matrix potential and soil moisture
are the variables that matter most to explain the variation in the data set
along the hydrological cycle indicating that biological processes are crucial in
this tropical soil with hyperseasonality
Keywords Seasonality hydrologic cycle and Eh
SUMAacuteRIO
1 INTRODUCcedilAtildeO 9
2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA 10
21 Potencial Redox 10
22 Pantanal 12
23 Solos do Pantanal 14
3 METODOLOGIA 16
31 Aacuterea de estudo 16
32 Medidas de Campo 17
33 Medidas Micrometereoloacutegicas 21
34 Anaacutelises estatiacutesticas 22
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO 23
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas 23
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA) 36
5 CONCLUSOtildeES 43
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 44
ANEXO A 52
9
1 INTRODUCcedilAtildeO
O Pantanal situado cerca de 2000 km para o sul do cinturatildeo equatorial
apresenta alteraccedilotildees sazonais que se caracterizam por uma estaccedilatildeo seca e
uma estaccedilatildeo chuvosa a cada ano O iniacutecio e o fim de cada estaccedilatildeo variam
de ano para ano com vaacuterias semanas de diferenccedila (Heckman 1998) O
pulso de inundaccedilatildeo eacute monomodal (Junk et al 1989) e de ano para ano as
cheias mostram grandes diferenccedilas em suas amplitudes com grande
variaccedilatildeo no tempo e no espaccedilo (Girard no prelo)
Devido agrave inundaccedilatildeo do monomodal vaacuterias regiotildees deste bioma mudam
de habitats aquaacuteticos para terrestres e vice-versa ocasionando momentos
em que as cheias ocupam 80 do Pantanal embora no periacuteodo de
estiagem grande parte da aacuterea inundada seque pois a aacutegua evapora ou
retorna para o leito dos rios (Lobato 2000)
Neste contexto dados obtidos em estudos sobre potencial redox podem
ser ferramentas versaacuteteis para compreender as reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo nos
solos (Vespraskas e Faulkner 2001) especialmente aqueles submetidos agrave
sazonalidade de cheia (fase anaeroacutebica) e seca (fase aeroacutebica) comuns no
Pantanal A anaacutelise conjunta do potencial redox com outras variaacuteveis pode
ser uacutetil para o entendimento da dinacircmica dos solos hidromoacuterficos ao longo
de todo o ciclo hidroloacutegico a que o Pantanal estaacute submetido
Portanto aliado agraves determinaccedilotildees de potencial redox a anaacutelise da
respiraccedilatildeo do solo e da difusatildeo do oxigecircnio e dioacutexido de carbono eacute de
extrema importacircncia pois as mudanccedilas do potencial redox satildeo o resultado
de efeitos combinados de processos quiacutemicos fiacutesicos e bioloacutegicos no solo
(Nemecek et al 1990) Tendo em vista a importacircncia de se estudar o
potencial redox em aacutereas uacutemidas junto com outras variaacuteveis para
compreender a dinacircmica de solos hidromoacuterficos os objetivos deste trabalho
foram caracterizar e monitorar o potencial redox e outras variaacuteveis
complementares (CO2 O2 temperatura umidade potencial matricial) no
solo de uma cordilheira na fitofisionomia Cerrado sensu stricto localizado
na RPPN SESC Pantanal analisando-o em conjunto com variaacuteveis
micrometereoloacutegicas (precipitaccedilatildeo e vento)
10
2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
21 Potencial Redox
O potencial redox eacute a medida do estado de reduccedilatildeo e oxidaccedilatildeo em
que se encontra o solo sendo considerado um dos mais importantes fatores
que regem a produccedilatildeo de CO2 nas aacutereas uacutemidas (Reddy e DeLaune 2008
Seo e DeLaune 2010)
A biogeoquiacutemica das aacutereas uacutemidas eacute controlada pelas inundaccedilotildees
em funccedilatildeo das reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo A inundaccedilatildeo no solo muda
drasticamente a hidrosfera atmosfera biosfera e a biogeoquiacutemica A
difusividade do oxigecircnio atmosfeacuterico do solo diminui em solos inundados e
coloca em movimento uma seacuterie uacutenica de processos fiacutesicos quiacutemicos e
bioloacutegicos natildeo encontrados em solos secos eou que natildeo satildeo submetidos a
periacuteodos de inundaccedilatildeo (Neue et al 1997)
Apoacutes o O2 ser esgotado pela respiraccedilatildeo aeroacutebia organismos
anaeroacutebicos facultativos e obrigatoacuterios progressivamente usam os substratos
oxidados do solo como aceptores de eleacutetrons para a respiraccedilatildeo Bacteacuterias
denitrificadoras usam nitrato como um eleacutetron aceptor alternativo para
oxidaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica em valores de potencial redox abaixo de 420
mV em pH 7 Quando o nitrato eacute esgotado a reduccedilatildeo do manganecircs (Mn+4)
comeccedila abaixo de 400 mV seguida pela reduccedilatildeo do ferro (Fe+3) em valor de
potencial redox de 180 mV Essas reaccedilotildees satildeo catalisadas por diversas
bacteacuterias que usam a fermentaccedilatildeo para obter energia com o manganecircs
(Mn+4) e ferro (Fe+3) agindo diretamente como aceptores de eleacutetrons (Lovely
e Phillips 1989) Organismos anaeroacutebicos obrigatoacuterios reduzem o sulfato
quando o potencial redox cai abaixo -215 mV e o metano (CH4) eacute formado a
-244 mV (Neue et al 1997)
O potencial redox eacute usado para descrever o sistema de capacidade
de reduzir e oxidar O potencial redox eacute determinado em milivolts (mV) em
relaccedilatildeo a um eletrodo padratildeo de hidrogecircnio e eacute comumente estimado
utilizando um eletrodo de platina com um eletrodo de calomelano saturado
como referecircncia Em aacuteguas muito oxidadas enquanto as concentraccedilotildees de
oxigecircnio ficam aproximadamente acima de 1 mg O2 L-1 o potencial redox eacute
11
altamente positivo (acima de 300-500 mV) Em ambientes reduzidos como
nas aacuteguas profundas dos lagos estratificados ou sedimentos de lagos
eutroacuteficos o potencial redox eacute baixo (abaixo de 100 mV ou mesmo
negativo)
A saturaccedilatildeo pela aacutegua promove condiccedilotildees anoacutexicas no solo e outros
aceptores de eleacutetrons diferentes do O2 satildeo utilizados na oxidaccedilatildeo da mateacuteria
orgacircnica (Tiedje et al 1984) Dependendo do potencial redox do pH e da
disponibilidade de aceptores de eleacutetrons o proacuteximo processo de reduccedilatildeo
microbiana pode ocorrer depois do esgotamento de O2 nitrato manganecircs
ferro sulfato e por uacuteltimo da reduccedilatildeo do CO2 (Zehnder e Stumm 1988
Paul e Clark 1996) O uacuteltimo segue uma sequecircncia chamada de cadeia de
reduccedilatildeo sequencial
Os solos das aacutereas uacutemidas satildeo diferentes da maioria dos solos de
terras altas e sedimentos porque satildeo submetidos frequentemente a ciclos de
umedecimento e secagem dando apoio suficiente para comunidades
aeroacutebias e anaeroacutebicas que exploram uma ampla gama de receptores de
eleacutetrons durante a respiraccedilatildeo como a O2 NO3- Fe (+3) 2SO4 e CO2 (Lovley
e Klug 1986) Portanto o desenvolvimento da atividade microbiana do solo
e as relaccedilotildees de propriedade para as aacutereas uacutemidas requerem um
entendimento da respiraccedilatildeo do solo (aeroacutebica e anaeroacutebica) para solos com
uma ampla gama de caracteriacutesticas (DAngelo e Reddy 1999)
No niacutevel dos agregados do solo a temperatura pode influenciar a
respiraccedilatildeo do solo indiretamente atraveacutes de seus efeitos sobre o transporte
de O2 A difusatildeo de ambos os gases e solutos atraveacutes de filmes de aacutegua eacute
determinada pela difusividade e umidade do solo Por um lado a
difusividade aumenta com a temperatura numa determinada umidade
(Nobel 2005) Por outro lado um aumento na temperatura durante um
periacuteodo de tempo reduz o teor de aacutegua no solo e a espessura de seus filmes
de aacutegua Em aacutereas uacutemidas um decreacutescimo na temperatura induz um
decreacutescimo na umidade do solo como uma resposta na concentraccedilatildeo de O2
e nas condiccedilotildees do potencial redox Desde que o oxigecircnio inveacutes dos solutos
orgacircnicos eacute comumente o limitante para a respiraccedilatildeo nas aacutereas uacutemidas
12
solos secos tendem a aumentar a temperatura podendo estimular a
respiraccedilatildeo do solo (Luo e Zhou 2006)
A magnitude e a intensidade da reduccedilatildeo do solo satildeo controladas pela
quantidade de mateacuteria orgacircnica facilmente biodegradaacutevel sua taxa de
decomposiccedilatildeo e a quantidade e tipos de nitratos manganecircs e ferro
redutiacuteveis como tambeacutem sulfato e substratos orgacircnicos O mais importante
sistema tampatildeo em aacutereas uacutemidas satildeo oxi-hidroacutexidos de ferro (Fe3+ e Fe2+) e
compostos orgacircnicos porque estatildeo presentes em grandes quantidades
(Neue et al 1997)
22 Pantanal
As aacutereas uacutemidas (wetlands) possuem lenccedilol freaacutetico pouco profundo
apresentando solos saturados por um determinado tempo resultando em
baixos niacuteveis de oxigecircnio (Banner e MacKenzie 2000 Van der Walk 2006)
Essas aacutereas realizam serviccedilos essenciais para o ecossistema ndash estoque de
carbono controle das cheias manutenccedilatildeo da biodiversidade produccedilatildeo de
pescado recarga de aquumliacuteferos entre outros ndash e tecircm se mostrado cada dia
mais importantes no cenaacuterio global (Keddy et al 2009)
Tais aacutereas cobrem aproximadamente 6 da superfiacutecie terrestre (700
milhotildees de ha) e satildeo encontradas em diferentes continentes e em qualquer
zona climaacutetica aleacutem de serem consideradas aacutereas de prioridade para
conservaccedilatildeo (Van der Walk 2006 Keddy 2009) Entretanto estudos
recentes tecircm alertado que os ecossistemas permanentemente aquaacuteticos
(lagos rios) e das aacutereas uacutemidas ainda natildeo tecircm sido suficientemente
estudados sendo subestimados nos cenaacuterios globais de mudanccedilas
climaacuteticas (Neue et al 1997)
Entretanto a importacircncia das aacutereas inundaacuteveis para o ciclo global do
carbono balanccedilo hiacutedrico vida selvagem manutenccedilatildeo da biodiversidade e
produccedilatildeo de alimento humano eacute muito maior do que o tamanho que elas
ocupam na superfiacutecie terrestre (Cole e Brooks 2000)
13
Cerca da metade das aacutereas uacutemidas se encontra nos troacutepicos A mateacuteria
orgacircnica em decomposiccedilatildeo faz com que estas aacutereas sejam importantes
drenos para o carbono Cerca de 250 Gt de carbono satildeo conservadas nas
aacutereas uacutemidas dos troacutepicos Pequenas diferenccedilas no regime climaacutetico
hiacutedrico nutrientes e uso da terra podem modificar drasticamente o estoque
de carbono dessas aacutereas (Neue et al 1997)
O Pantanal Mato-Grossense eacute a maior planiacutecie inundaacutevel contiacutenua do
planeta cobrindo uma aacuterea de cerca de 135 000 Km2 na bacia hidrograacutefica
do Rio Paraguai (Assine e Soares 2004) O Pantanal eacute caracterizado por ser
uma planiacutecie pluvial sazonalmente inundada com baixa declividade (Brazil
1979) do leste para o oeste (30 - 50 cm km-1) e mais baixa ainda do norte
para o sul (3 ndash 15 cm km-1) O pulso de inundaccedilatildeo regula os processos
ecoloacutegicos que ali ocorrem (Junk et al 1989)
Materiais provenientes de regiotildees circunvizinhas se depositam nas
aacutereas mais baixas Aleacutem disto a variaccedilatildeo do niacutevel de aacutegua eacute um fator
decisivo na caracterizaccedilatildeo ecoloacutegica da regiatildeo pois propicia condiccedilotildees
favoraacuteveis a vaacuterias espeacutecies que natildeo tecircm origem na aacuterea mas que
apresentam adaptaccedilotildees a este ambiente de mudanccedilas constantes devido agrave
alternacircncia marcante de periacuteodos de cheia e de seca Sua posiccedilatildeo
geograacutefica representa um grande interstiacutecio entre os biomas da Amazocircnia
Chaco e o Cerrado favorecendo a troca de espeacutecies (Couto 2002)
A inundaccedilatildeo na aacuterea deste estudo (parte norte do Pantanal) eacute o
reflexo da variaccedilatildeo anual do niacutevel de aacutegua que ocorre no Rio Cuiabaacute e eacute
altamente influenciada pela precipitaccedilatildeo e pela difiacutecil drenagem da aacutegua da
chuva no solo O padratildeo de inundaccedilatildeo na reagiatildeo eacute o tipo monomodal ou
seja somente uma inundaccedilatildeo por ano (Junk et al 1989) com pequena
amplitude (Hamilton et al 1996) Aleacutem dos ciclos anuais de inundaccedilatildeo
tambeacutem satildeo reconhecidos ciclos plurianuais com periacuteodos de grandes
cheias e grandes secas (Nunes da Cunha e Junk 2001)
A vegetaccedilatildeo heterogecircnea existente conhecida como o ldquoComplexo do
Pantanalrdquo eacute resultante da inundaccedilatildeo perioacutedica que favorece a rica
diversidade de ambientes Portanto o Pantanal deve ser estudado como um
14
todo devido agraves interaccedilotildees entre o clima e a hidrologia como tambeacutem agraves
mudanccedilas nos ciclos de cheia e seca todos os anos (Heckman 1998)
Segundo Nunes da Cunha e Junk (2004) apenas 5 das espeacutecies
arboacutereas no Pantanal habitam exclusivamente zonas com prolongado
alagamento enquanto 30 estatildeo restritas agraves aacutereas raramente alagadas e
65 satildeo de ampla distribuiccedilatildeo no gradiente
Na fisionomia pantaneira o cerradatildeo ocupa aacutereas mais elevadas e o
cerrado sensu stricto aacutereas mais baixas tendendo para campo agrave medida
que aumenta o grau de inundaccedilatildeo Estas aacutereas satildeo uma continuidade da
grande regiatildeo fitoecoloacutegica do cerrado brasileiro consideradas junto com a
Ilha do Bananal as uacutenicas aacutereas extensas de cerrado sobre sedimentos
quartenaacuterios (Adaacutemoli 1986)
23 Solos do Pantanal
O carbono dos solos eacute originaacuterio da mateacuteria orgacircnica que assume um
papel fundamental em solos tropicais e subtropicais fornecendo nutrientes
estruturando o solo propiciando condiccedilotildees de aeraccedilatildeo e retenccedilatildeo de
umidade bem como para o estabelecimento dos seres vivos que datildeo
suporte aos processos que conferem aos solos suas propriedades e funccedilotildees
nos ecossistemas e na produccedilatildeo agriacutecola (Santos e Camargo 1999 Moreira
e Siqueira 2006)
O desenvolvimento dos solos de aacutereas uacutemidas e suas propriedades
satildeo influenciados pela saturaccedilatildeo temporaacuteria ou permanente de aacutegua na
parte superior do perfil do solo ou seja solos com sinais de reduccedilatildeo em
condiccedilotildees perioacutedicas ou permanentes de saturaccedilatildeo Condiccedilotildees de reduccedilatildeo
podem ocorrer em solos que contecircm quantidades consideraacuteveis de oxigecircnio
dissolvido falta de mateacuteria orgacircnica decomponiacutevel em combinaccedilatildeo com
altos teores de carbonato de caacutelcio e outros fatores que suprimem a
atividade de microrganismos (Moormann e Van de Wetering 1985)
De uma maneira geral os solos pantaneiros guardam estreita
relaccedilatildeo com a natureza dos sedimentos depositados o que por sua vez eacute
consequecircncia da natureza do ldquomaterial fonterdquo e dos processos ou formas de
15
deposiccedilatildeosedimentaccedilatildeo Assim as diversas regiotildees da planiacutecie por terem
sido contempladas com tipos de sedimentos diferenciados apresentam
naturalmente dinacircmica hiacutedrica proacutepria e este conjunto eacute determinante para a
definiccedilatildeo dos processos pedogeneacuteticos que atuaram eou atuam na regiatildeo
(Couto 2002)
Sabe-se que quando os solos se tornam saturados com aacutegua o
oxigecircnio presente neles eacute consumido formando condiccedilotildees anaeroacutebicas
Se houver fonte de carbono oxidaacutevel se a temperatura for suficientemente
alta para que os microrganismos estejam ativos (Rabenhorst e Parikh 2000)
e se houver persistecircncia das condiccedilotildees anaeroacutebicas impostas pelo longo
periacuteodo em que os solos pantaneiros permanecem sob uma espessa lacircmina
drsquoaacutegua cria-se a condiccedilatildeo para que o ferro na forma feacuterrica (Fe+3) presente
nos oacutexidos seja reduzido para ferro na forma ferrosa (Fe+2) O ferro na
forma ferrosa (reduzida) eacute bastante soluacutevel o que permite sua translocaccedilatildeo
na fase aquosa
As caracteriacutesticas morfoloacutegicas destes solos advecircm principalmente
dos processos de reduccedilatildeo e oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs que lhes
conferem cores distintas O estado de oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs
influencia fortemente sua solubilidade e cor conferindo os mosqueados
marrons cinzentos azuis pretos e amarelos frequentemente observados
em solos hidromoacuterficos (Fanning e Fanning 1989)
Os padrotildees das cores dos mosqueados derivam da segregaccedilatildeo do
ferro em zonas com diferentes valores de potencial redox resultando desta
maneira em zonas de vermelho amarelo e cinza Os mosqueados satildeo muito
comuns em solos do Pantanal e geralmente indicam uma flutuaccedilatildeo de curta
duraccedilatildeo do lenccedilol freaacutetico (Buol e Rebertus 1988)
Os solos hidromoacuterficos tambeacutem podem apresentar horizontes
escurecidos devido ao acuacutemulo de mateacuteria orgacircnica uma vez que os
organismos anaeroacutebicos satildeo menos eficientes na mineralizaccedilatildeo do que os
organismos aeroacutebios Aleacutem disso os processos de reduccedilatildeo geralmente
envolvem a produccedilatildeo ou o consumo de H+ e consequentemente possuem
um importante efeito sobre o pH (Ponnamperuma 1972)
16
3 METODOLOGIA
31 Aacuterea de estudo
O presente trabalho foi conduzido de fevereiro de 2010 a janeiro de
2011 na RPPN (Reserva Particular do Patrimocircnio NaturalSistema Nacional
de Unidades de Conservaccedilatildeo ndash SNUC) Estacircncia Ecoloacutegica SESC (Serviccedilo
Social do Comeacutercio) Pantanal (Figura 1) municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo
nordeste do Pantanal de Mato Grosso
Neste estudo o ciclo hidroloacutegico foi dividido em estaccedilotildees a estaccedilatildeo
ldquocheiardquo corresponde aos meses de fevereiro marccedilo e abril a estaccedilatildeo
ldquovazanterdquo aos meses de maio junho e julho a estaccedilatildeo ldquoestiagemrdquo aos
meses de agosto setembro e outubro e por fim a estaccedilatildeo ldquoenchenterdquo aos
meses de novembro dezembro e janeiro
Os periacuteodos foram divididos em manhatilde tarde e noite manhatilde das
700 agraves 1330h o periacuteodo da tarde das 1400 agraves 1830h e o periacuteodo da
noite das 1900 agraves 630h
A RPPN SESC Pantanal eacute uma Unidade de Conservaccedilatildeo (UC)
particular localizada entre as coordenadas geograacuteficas 16deg 30` a 16deg 44` S e
56deg 20` a 56deg 30` W ocupando uma aacuterea de aproximadamente 1076 Km2
Em 2002 a RPPN foi reconhecida como site Ramsar (Convenccedilatildeo sobre
Zona Uacutemidas Ramsar Iratilde 1971) e considerada aacuterea prioritaacuteria para
Conservaccedilatildeo da Biodiversidade (Cordeiro 2004) Foi tambeacutem incluiacuteda na
Lista de Aacutereas Uacutemidas da Convenccedilatildeo Ramsar de importacircncia internacional
(Junk e Nunes da Cunha 2005)
O clima da regiatildeo eacute tipo Aw segundo a classificaccedilatildeo de Koumlppen
apresentando sazonalidade caracteriacutestica com uma estaccedilatildeo chuvosa
(outubro-abril) e outra seca (maio-setembro) (Nunes da Cunha e Junk
2004) A temperatura meacutedia anual do ar na RPPN SESC Pantanal oscila
entre 22 a 32ordmC e a precipitaccedilatildeo meacutedia anual entre 1100 e 1200 mm com o
total meacutedio do mecircs mais seco inferior a 40 mm (Hasenack et al 2003)
O solo no local de estudo foi classificado como Planossolo Haacuteplico
Aliacutetico Gleissoacutelico e a fitofisionomia do local foi classificada como Cerrado
sensu stricto Os solos desta classe apresentam mudanccedila textural abrupta
17
com acentuada diferenccedila de textura do A para o horizonte B imediatamente
subjacente permeabilidade lenta ou muito lenta profundidade de 150 cm e
textura arenosa (Anexo A)
Figura 1 Localizaccedilatildeo da RPPN SESC Pantanal
32 Medidas de Campo
Foram instalados sensores horizontalmente no perfil do solo na borda
de uma ldquocordilheirardquo nas profundidades de 10 e 30 cm para o monitoramento
contiacutenuo da concentraccedilatildeo de CO2 (ppm) conteuacutedo de O2 () temperatura
(ordmC) umidade do solo () potencial matricial (Kpa) e potencial redox (mV)
por meio de um datalogger modelo CR1000 (Campbell Scientific Logan
Utah USA) O datalogger foi conectado a uma bateria de 12V com uma
18
placa solar (45 W) o que garantia energia suficiente para o monitoramento
contiacutenuo e ininterrupto
A concentraccedilatildeo de CO2 no solo foi determinada in situ por meio de
um analisador de gaacutes por infravermelho (modelo GMM221 Vaisala Inc
Helsinki Finland) (Jassal et al 2004 Johnson et al 2008) (Figura 2)
Durante os primeiros 5 minutos de cada meia hora os sensores eram
ligados devido ao alto consumo de energia (4W cada) (Vaisala Oyj 2008)
Neste intervalo de 5 minutos os primeiros 3 minutos em que os sensores
ficavam ligados correspondem ao seu periacuteodo de aquecimento e os
subsequentes 2 minutos restantes correspondem agraves leituras feitas num
intervalo de 30 segundos resultando em registros de meia em meia hora
Figura 2 Sensor de CO2 (modelo GMM221 Vaisala Inc Helsinki
Finland)
O Potencial Redox foi determinado atraveacutes de um sensor ColeParmer
ColeParmer (Figura 3) que utiliza uma aacuterea superficial de platina (02
polegadas em torno do eletrodo de vidro) permitindo a sensibilidade do
sensor a atividades de eleacutetrons do fluido A banda de platina ajuda a prevenir
a entrada de resiacuteduos orgacircnicos no sensor evitando erros A faixa de
estimativa da sonda eacute de -700mV a 1100 mV sendo este intervalo
aproximado do potencial redox existente em aacuteguas naturais e no
escoamento superficial O sensor de potencial redox de 30 cm foi instalado
19
em fevereiro de 2010 e o sensor de potencial redox de 10 cm em setembro
do mesmo ano Os dados de potencial redox foram corrigidos pela equaccedilatildeo
de regressatildeo Equaccedilatildeo 1 proposta por Vepraskas e Faulkner (2001)
Fator de ajuste = -06743times(T) + 21376 (Equaccedilatildeo 1)
Em que T eacute a temperatura (degC) na profundidade do sensor redox
Potencial Redox (Eh mV) = Fator de ajuste + medida do sensor redox
(Equaccedilatildeo 2)
Figura 3 Sensor de potencial redox (ColeParmer)
As determinaccedilotildees de pressatildeo atmosfeacuterica e temperatura do solo
(sensor BPS e termostato Apogee Instruments Logan Utah USA) foram
usadas para corrigir as leituras de concentraccedilatildeo de CO2 pela dependecircncia
desses valores agrave lei dos gases perfeitos (Vaisala Oyj 2008)
A umidade do solo foi estimada por sensores baseados no domiacutenio da
capacitacircnciafrequecircncia (Decagon Instruments model EC-5) (Figura 4)
calibrados segundo Sakaki et al (2008) O potencial matricial do solo
(potencial matricial) foi analisado usando um sensor deste mesmo fabricante
(Decagon Instruments model MPS-1) (Figura 5) E todas as variaacuteveis foram
determinadas em intervalos de 30 minutos
20
Figura 4 Sensor de conteuacutedo de aacutegua (Decagon Instruments model
EC-5)
Figura 5 Sensor de potencial matricial do solo (Decagon Instruments
model MPS-1)
O O2 do solo foi determinado por meio de um sensor de ceacutelulas
galvacircnicas no estado soacutelido fabricado pela Apogee Instruments modelo SO-
111 (Kallestad et al 2008) (Figura 6) O sensor de oxigecircnio inclui um
termostato para determinar a temperatura do ambiente O sensor de
oxigecircnio de 30 cm apresentou problemas teacutecnicos durante os meses que
correspondem agraves estaccedilotildees da estiagem e enchente comprometendo assim
a produccedilatildeo de informaccedilotildees neste periacuteodo
21
Figura 6 Sensor de O2 (Apogee Instruments)
33 Medidas Micrometereoloacutegicas
No mesmo local em que foram instalados os equipamentos descritos
anteriormente foi instalado tambeacutem um sensor Vaisala modelo WXT520
(Vaisala Wheather Transmitter WXT520) (Figura 7) Este sensor faz
determinaccedilotildees numa frequecircncia de 10 Hz das seguintes variaacuteveis
velocidade do vento (ms) direccedilatildeo do vento (grau azimutal) temperatura do
ar (˚C) umidade relativa () pressatildeo do ar (kA) precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria (mm) e intensidade da precipitaccedilatildeo(mmh)
22
Figura 7 Sensor Vaisala WXT520 (Vaisala Wheather Transmitter WXT520)
34 Anaacutelises estatiacutesticas
Os valores de concentraccedilatildeo de CO2 foram estimados por interpolaccedilatildeo
linear quando a distacircncia dos valores de antes e depois (que natildeo saiacutessem
do intervalo) natildeo fossem maiores que 48 horas Este procedimento foi
automatizado utilizando o software de seacuteries temporais Aquarius (Aquatic
Informatica Aquarius 26004 Pro Edition) evitando a subjetividade das
estimativas Para a anaacutelise de dados foram feitos testes de meacutedias com
niacutevel de significacircncia de 95 aleacutem da anaacutelise multivariada dos
componentes principais
23
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas
A variaccedilatildeo do potencial redox para o solo estudado estaacute mostrada na
Figura 8 na qual foram plotados os dados meacutedios determinados pelo
sensor Entre abril de 2010 e fevereiro de 2011 o solo esteve insaturado ou
seja em estado de oxidaccedilatildeo e o intervalo de valores neste periacuteodo foi de
400 mV No periacuteodo de saturaccedilatildeo marccedilo de 2010 e marccedilo de 2011 a
variaccedilatildeo de valores foi superior a 750 mV
O tipo de variabilidade ilustrado na Figura 8 eacute esperado para solos
submetidos a uma sazonalidade de seca e cheia caso do solo estudado no
Pantanal de Mato Grosso Quando o Potencial Redox ficou maior que 400
mV o solo estava insaturado e o O2 controlava o sistema Na ausecircncia de
O2 os microrganismos reduzem uma variedade de aceptores de eleacutetrons
considerados alternativos que em ordem decrescente de termodinacircmica
satildeo NO3- (denitrificaccedilatildeo) Fe (III) (reduccedilatildeo do ferro) Mn (III IV) (reduccedilatildeo do
manganecircs) e SO4- (reduccedilatildeo do sulfato) (Keller et al 2009)
A linha que mostra a fase de mudanccedila de Fe(OH)3 para Fe2+ estaacute
adicionada agrave Figura 8 pela linha horizontal no Eh de 467mV de acordo com
o pH da soluccedilatildeo do solo do local de estudo que eacute aproximadamente 6
(Beirigo 2011 no prelo) (Vepraskas e Faulkner 2001) Durante o mecircs de
marccedilo o Fe2+ estava na soluccedilatildeo do solo ou seja se o Fe2+ estava presente
pode-se assumir que a maior parte do O2 dissolvido foi reduzido para H2O a
maior parte do NO3- presente foi desnitrificado e a maior parte dos oacutexidos de
Mn foram reduzidos para Mn2+ O estado de reduccedilatildeo do solo acontece ao
longo do ano mesmo nas estaccedilotildees secas do Pantanal havendo uma
dinacircmica de o potencial redox diminuir na cheia (meados de fevereiro) e
aumentar nas outras estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico
Os valores positivos obtidos satildeo tiacutepicos de solos aeroacutebicos
(Ponnamperuma 1972) demonstrando predominarem condiccedilotildees natildeo
limitantes no crescimento de plantas (Volk 1993)
24
Figura 8 Variaccedilatildeo (meacutedia diaacuteria) do Potencial Redox na profundidade de 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores meacutedios do potencial redox na profundidade de 10 cm
(Figura 9) satildeo estatisticamente diferentes quando comparados com as
estaccedilotildees estiagem e enchente mas quando comparados com os periacuteodos
manhatilde tarde e noite nestas estaccedilotildees natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica Jaacute na
profundidade de 30 cm natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica entre os periacuteodos
manhatilde tarde e noite em nenhuma das estaccedilotildees mas haacute diferenccedila entre os
valores obtidos nas estaccedilotildees estiagem e enchente
Pode-se observar que as meacutedias na profundidade de 10 cm (440 mV
e 460 mV) nas estaccedilotildees estiagem e enchente satildeo maiores que as meacutedias
da profundidade de 30 cm (340 mV e 360 mV) Os metais presentes em Eh
lt 150 mV estatildeo unidos a espeacutecies de sulfatos formando FeS2 MnSO4
entre outros enquanto em valores gt 150 mV (todas as estaccedilotildees em ambas
as profundidades) a maioria dos metais presentes satildeo soluacuteveis e unidos agraves
25
espeacutecies oxidadas Fe3O4 Mn2O4 (Clark et al 1998 Vepraskas e Faulkner
2001)
O potencial redox foi menor em maiores profundidades (30 cm) do
que perto da superfiacutecie do solo (10 cm) confirmando os dados encontrados
em estudos anteriores (Clay et al 1992 Bohrerova et al 2004)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
150
200
250
300
350
400
450
500
Po
ten
cial
Re
do
x
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
Figura 9 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do Potencial Redox nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de CO2 no solo (Figura 10) na profundidade de 10 cm satildeo
mais altos na cheia e vazante do que na estiagem e enchente Agrave medida que
as estaccedilotildees mais secas do Pantanal se aproximam (estiagem e enchente) a
produccedilatildeo de CO2 no solo diminui em aproximadamente 30 Os valores
meacutedios entre estaccedilotildees satildeo estatisticamente diferentes e entre periacuteodos
dentro de cada estaccedilatildeo os valores satildeo iguais em ambas as profundidades
Na profundidade de 30 cm os maiores valores foram encontrados nas
estaccedilotildees cheia e enchente enquanto os menores nas estaccedilotildees vazante e
estiagem Pode-se observar que o comportamento do CO2 no solo foi
diferente entre as profundidades enquanto o maior valor na profundidade de
26
10 cm foi determinado na vazante na profundidade de 30 cm nesta mesma
estaccedilatildeo foi detectado o menor valor
Figura 10 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do CO2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os solos secos (estiagem em ambas as profundidades) podem ser
associados a baixas concentraccedilotildees de CO2 visto que possuem alta
difusividade permitindo um raacutepido efluxo de CO2 do solo para a atmosfera
(Risk et al 2008) Tal dinacircmica foi observada na profundidade de 10 cm na
estaccedilatildeo estiagem no solo seco (Figura 12) com altas concentraccedilotildees de O2
(Figura 11) e baixas concentraccedilotildees de CO2 (Figura 10) O mesmo foi
encontrado na profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees vazante e estiagem As
altas concentraccedilotildees de CO2 encontradas nas estaccedilotildees cheia e vazante na
profundidade de 10 cm indicam condiccedilotildees mais aeroacutebicas do solo porque
em condiccedilotildees anaeroacutebicas natildeo existe produccedilatildeo de CO2 mas sim de
metano (Luo e Zhou 2006) Aleacutem disto vaacuterios estudos de campo sugerem
tambeacutem que o efluxo de CO2 pode ser limitado pela umidade em niacuteveis
muito altos ou muito baixos (Bowden 1993 Xu et al 2004)
27
Os valores meacutedios de O2 do solo (Figura 11) satildeo estatisticamente
diferentes entre as estaccedilotildees e natildeo houve diferenccedila significativa entre os
periacuteodos dentro de cada estaccedilatildeo Na profundidade de 10 cm os valores
meacutedios de O2 foram maiores nas estaccedilotildees vazante e estiagem e menores
nas estaccedilotildees cheia e enchente devido ao fato de em solos uacutemidos a
difusividade do solo ficar prejudicada Observa-se que na profundidade de
10 cm os maiores valores meacutedios (vazante e estiagem) foram encontrados
nas mesmas estaccedilotildees de baixa umidade do solo (Figura 12) e esta mesma
tendecircncia foi encontrada para a profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees cheia e
vazante para as ambas as profundidades
O O2 do solo tende a diminuir seus valores na estaccedilatildeo cheia quando
o solo jaacute estaacute completamente alagado Os menores valores meacutedios de O2
foram encontrados na profundidade de 30 cm na estaccedilatildeo cheia e
independentemente das estaccedilotildees na profundidade de 30 cm sempre foram
observados menores valores meacutedios A tendecircncia de os valores serem
menores na profundidade de 30 cm confirma os dados obtidos por Marshall
e Holmes (1988)
28
Figura 11 Meacutedias nas estaccedilotildees vazante e cheia do O2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Durante as estaccedilotildees de seca no Pantanal (vazante e estiagem) os
valores de O2 estatildeo na faixa de 15 a 18 em ambas as profundidades
confirmando os dados de Grable e Siemer (1968) os quais afirmam que o
conteuacutedo de O2 decresce de 21 a 13 da superfiacutecie do solo ateacute 60 cm em
condiccedilotildees de solo natildeo alagado
Um solo saturado natildeo eacute uniformemente desprovido de oxigecircnio A
concentraccedilatildeo de oxigecircnio em geral eacute alta na camada superficial oxidada
(formada pela difusatildeo de O2 pela atmosfera na aacutegua sobrejacente da
inundaccedilatildeo e em seguida no solo) onde ocorrem as reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo
(Ponnameoeruma 1972 Moore e Reddy 1994) Processos de reduccedilatildeo
dominam abaixo da camada oxidada Esta fina camada oxidada na
superfiacutecie de solos alagados eacute importante para as transformaccedilotildees do N
porque o NH4+ pode oxidar-se para NO3
- (nitrificaccedilatildeo) nesta camada O
esgotamento do NH4+ nesta camada causa sua difusatildeo para cima
(ascendente) em resposta agrave concentraccedilatildeo do gradiente (Luo e Zhou 2006)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
O2
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
era
tura
do
So
lo (
0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
Agrave minha tia Marilda Martins dos Santos (in memoriam) dedico o que de
precioso Deus me deu este ano a conclusatildeo de um sonho
DEDICO
AGRADECIMENTOS
Agravequele que me tem sustentado ateacute aqui e muito fez e tem feito por
mim pela minha vida e pela vida da minha famiacutelia A Deus agradeccedilo
Aos meus pais Itamar e Orlandina Espero poder retribuir em dobro
tudo o que vocecircs fizeram e ainda fazem por mim Amo vocecircs
Ao meu irmatildeo Idvaldo minha irmatilde Luanna e ao Joe pela confianccedila e
apoio sempre presentes
Ao Orleans Nasser por todo seu carinho e apoio (sob a forma de
palavras e accedilotildees) sempre presente e ainda tambeacutem por saber que posso
contar com vocecirc
Ao professor Eduardo Guimaratildees Couto pela sua orientaccedilatildeo e
confianccedila depositada em mim na realizaccedilatildeo desta dissertaccedilatildeo e pelo apoio
no acompanhamento deste trabalho
Agrave Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria da Universidade
Federal de Mato Grosso por meio do Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em
Agricultura Tropical pela oportunidade de realizaccedilatildeo do curso
Ao professor Mark Johnson pela sua paciecircncia e orientaccedilatildeo no
periacuteodo em que estive na cidade de Vancouver Canadaacute
Ao professor Osvaldo Borges Pinto Juacutenior pelo companheirismo
amizade e orientaccedilatildeo sempre disposto a colaborar com seus ensinamentos
e por ter se tornado um grande amigo
Agrave Universidade de British Columbia por meio do Instituto IRES
(Institute for Research Environment and Sustainability) pela oportunidade
de intercacircmbio concedida
A Suzana pela paciecircncia e ajuda no periacuteodo em que estive em
Vancouver
Aos amigos Samantha Maria George Renata Osvaldo (fu) Flair
seu Vicente (in memoriam) Guilherme Jader Susan Michael Gillian
Adrian Iain Angela Ashley e Jack
MONITORAMENTO CONTIacuteNUO DO POTENCIAL REDOX E
DE VARIAacuteVEIS COMPLEMENTARES EM AMBIENTE
HIPERSAZONAL NO PANTANAL DE BARAtildeO DE
MELGACcedilO
RESUMO ndash Neste trabalho foram estudados o Potencial Redox e as
variaacuteveis do solo (CO2 O2 temperatura umidade e potencial matricial) e
micrometereoloacutegicas (direccedilatildeo e velocidade do vento e intensidade e
acumulada meacutedia diaacuteria de precipitaccedilatildeo) pelo monitoramento contiacutenuo e
ininterrupto Para isso foram realizadas determinaccedilotildees na profundidade de
10 e 30 cm em solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico
na fitofisionomia Cerrado sensu stricto localizado na RPPN SESC Pantanal
municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo nordeste do Pantanal Matogrossense Os
valores de Potencial Redox variaram de 636 mV (enchente) a -341 mV
(cheia) caracterizando ambiente anaeroacutebico na estaccedilatildeo cheia e ambiente
oxidado nas demais estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico Os resultados obtidos
permitem concluir que o potencial redox eacute um bom indicador da
hipersazonalidade dos solos hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense
Mostram tambeacutem que o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as
variaacuteveis que tecircm maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de
dados obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico indicando serem determinantes
nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com hipersazonalidade
Palavras-chave sazonalidade ciclo hidroloacutegico e Eh
MONITORING OF THE REDOX POTENTIAL IN BARAtildeO DE MELGACcedilO
AND ITS INTERACTIONS
ABSTRACT - This study investigated the redox potential and soil variables
(CO2 O2 temperature moisture and matric potential) and meteorologic
variables (direction and wind speed and intensity and cumulative average
daily precipitation) by monitoring continuous and uninterrupted For that
determinations were made at a depth of 10 and 30 cm in a soil classified as
Haplic Planosol Gleysols alito on Cerrado sensu stricto vegetation types
located in RPPN SESC Pantanal Baron Melgaccedilo municipality northeastern
Pantanal Redox potential values ranged from 636 mV (flood) to -341 mV
(filled) in the anaerobic environment featuring full season and oxidized
environment in the other seasons of the hydrological cycle The results
indicate that the redox potential is a good hyperseasonality indicator of the
Pantanal lowlands They also show that the matrix potential and soil moisture
are the variables that matter most to explain the variation in the data set
along the hydrological cycle indicating that biological processes are crucial in
this tropical soil with hyperseasonality
Keywords Seasonality hydrologic cycle and Eh
SUMAacuteRIO
1 INTRODUCcedilAtildeO 9
2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA 10
21 Potencial Redox 10
22 Pantanal 12
23 Solos do Pantanal 14
3 METODOLOGIA 16
31 Aacuterea de estudo 16
32 Medidas de Campo 17
33 Medidas Micrometereoloacutegicas 21
34 Anaacutelises estatiacutesticas 22
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO 23
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas 23
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA) 36
5 CONCLUSOtildeES 43
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 44
ANEXO A 52
9
1 INTRODUCcedilAtildeO
O Pantanal situado cerca de 2000 km para o sul do cinturatildeo equatorial
apresenta alteraccedilotildees sazonais que se caracterizam por uma estaccedilatildeo seca e
uma estaccedilatildeo chuvosa a cada ano O iniacutecio e o fim de cada estaccedilatildeo variam
de ano para ano com vaacuterias semanas de diferenccedila (Heckman 1998) O
pulso de inundaccedilatildeo eacute monomodal (Junk et al 1989) e de ano para ano as
cheias mostram grandes diferenccedilas em suas amplitudes com grande
variaccedilatildeo no tempo e no espaccedilo (Girard no prelo)
Devido agrave inundaccedilatildeo do monomodal vaacuterias regiotildees deste bioma mudam
de habitats aquaacuteticos para terrestres e vice-versa ocasionando momentos
em que as cheias ocupam 80 do Pantanal embora no periacuteodo de
estiagem grande parte da aacuterea inundada seque pois a aacutegua evapora ou
retorna para o leito dos rios (Lobato 2000)
Neste contexto dados obtidos em estudos sobre potencial redox podem
ser ferramentas versaacuteteis para compreender as reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo nos
solos (Vespraskas e Faulkner 2001) especialmente aqueles submetidos agrave
sazonalidade de cheia (fase anaeroacutebica) e seca (fase aeroacutebica) comuns no
Pantanal A anaacutelise conjunta do potencial redox com outras variaacuteveis pode
ser uacutetil para o entendimento da dinacircmica dos solos hidromoacuterficos ao longo
de todo o ciclo hidroloacutegico a que o Pantanal estaacute submetido
Portanto aliado agraves determinaccedilotildees de potencial redox a anaacutelise da
respiraccedilatildeo do solo e da difusatildeo do oxigecircnio e dioacutexido de carbono eacute de
extrema importacircncia pois as mudanccedilas do potencial redox satildeo o resultado
de efeitos combinados de processos quiacutemicos fiacutesicos e bioloacutegicos no solo
(Nemecek et al 1990) Tendo em vista a importacircncia de se estudar o
potencial redox em aacutereas uacutemidas junto com outras variaacuteveis para
compreender a dinacircmica de solos hidromoacuterficos os objetivos deste trabalho
foram caracterizar e monitorar o potencial redox e outras variaacuteveis
complementares (CO2 O2 temperatura umidade potencial matricial) no
solo de uma cordilheira na fitofisionomia Cerrado sensu stricto localizado
na RPPN SESC Pantanal analisando-o em conjunto com variaacuteveis
micrometereoloacutegicas (precipitaccedilatildeo e vento)
10
2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
21 Potencial Redox
O potencial redox eacute a medida do estado de reduccedilatildeo e oxidaccedilatildeo em
que se encontra o solo sendo considerado um dos mais importantes fatores
que regem a produccedilatildeo de CO2 nas aacutereas uacutemidas (Reddy e DeLaune 2008
Seo e DeLaune 2010)
A biogeoquiacutemica das aacutereas uacutemidas eacute controlada pelas inundaccedilotildees
em funccedilatildeo das reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo A inundaccedilatildeo no solo muda
drasticamente a hidrosfera atmosfera biosfera e a biogeoquiacutemica A
difusividade do oxigecircnio atmosfeacuterico do solo diminui em solos inundados e
coloca em movimento uma seacuterie uacutenica de processos fiacutesicos quiacutemicos e
bioloacutegicos natildeo encontrados em solos secos eou que natildeo satildeo submetidos a
periacuteodos de inundaccedilatildeo (Neue et al 1997)
Apoacutes o O2 ser esgotado pela respiraccedilatildeo aeroacutebia organismos
anaeroacutebicos facultativos e obrigatoacuterios progressivamente usam os substratos
oxidados do solo como aceptores de eleacutetrons para a respiraccedilatildeo Bacteacuterias
denitrificadoras usam nitrato como um eleacutetron aceptor alternativo para
oxidaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica em valores de potencial redox abaixo de 420
mV em pH 7 Quando o nitrato eacute esgotado a reduccedilatildeo do manganecircs (Mn+4)
comeccedila abaixo de 400 mV seguida pela reduccedilatildeo do ferro (Fe+3) em valor de
potencial redox de 180 mV Essas reaccedilotildees satildeo catalisadas por diversas
bacteacuterias que usam a fermentaccedilatildeo para obter energia com o manganecircs
(Mn+4) e ferro (Fe+3) agindo diretamente como aceptores de eleacutetrons (Lovely
e Phillips 1989) Organismos anaeroacutebicos obrigatoacuterios reduzem o sulfato
quando o potencial redox cai abaixo -215 mV e o metano (CH4) eacute formado a
-244 mV (Neue et al 1997)
O potencial redox eacute usado para descrever o sistema de capacidade
de reduzir e oxidar O potencial redox eacute determinado em milivolts (mV) em
relaccedilatildeo a um eletrodo padratildeo de hidrogecircnio e eacute comumente estimado
utilizando um eletrodo de platina com um eletrodo de calomelano saturado
como referecircncia Em aacuteguas muito oxidadas enquanto as concentraccedilotildees de
oxigecircnio ficam aproximadamente acima de 1 mg O2 L-1 o potencial redox eacute
11
altamente positivo (acima de 300-500 mV) Em ambientes reduzidos como
nas aacuteguas profundas dos lagos estratificados ou sedimentos de lagos
eutroacuteficos o potencial redox eacute baixo (abaixo de 100 mV ou mesmo
negativo)
A saturaccedilatildeo pela aacutegua promove condiccedilotildees anoacutexicas no solo e outros
aceptores de eleacutetrons diferentes do O2 satildeo utilizados na oxidaccedilatildeo da mateacuteria
orgacircnica (Tiedje et al 1984) Dependendo do potencial redox do pH e da
disponibilidade de aceptores de eleacutetrons o proacuteximo processo de reduccedilatildeo
microbiana pode ocorrer depois do esgotamento de O2 nitrato manganecircs
ferro sulfato e por uacuteltimo da reduccedilatildeo do CO2 (Zehnder e Stumm 1988
Paul e Clark 1996) O uacuteltimo segue uma sequecircncia chamada de cadeia de
reduccedilatildeo sequencial
Os solos das aacutereas uacutemidas satildeo diferentes da maioria dos solos de
terras altas e sedimentos porque satildeo submetidos frequentemente a ciclos de
umedecimento e secagem dando apoio suficiente para comunidades
aeroacutebias e anaeroacutebicas que exploram uma ampla gama de receptores de
eleacutetrons durante a respiraccedilatildeo como a O2 NO3- Fe (+3) 2SO4 e CO2 (Lovley
e Klug 1986) Portanto o desenvolvimento da atividade microbiana do solo
e as relaccedilotildees de propriedade para as aacutereas uacutemidas requerem um
entendimento da respiraccedilatildeo do solo (aeroacutebica e anaeroacutebica) para solos com
uma ampla gama de caracteriacutesticas (DAngelo e Reddy 1999)
No niacutevel dos agregados do solo a temperatura pode influenciar a
respiraccedilatildeo do solo indiretamente atraveacutes de seus efeitos sobre o transporte
de O2 A difusatildeo de ambos os gases e solutos atraveacutes de filmes de aacutegua eacute
determinada pela difusividade e umidade do solo Por um lado a
difusividade aumenta com a temperatura numa determinada umidade
(Nobel 2005) Por outro lado um aumento na temperatura durante um
periacuteodo de tempo reduz o teor de aacutegua no solo e a espessura de seus filmes
de aacutegua Em aacutereas uacutemidas um decreacutescimo na temperatura induz um
decreacutescimo na umidade do solo como uma resposta na concentraccedilatildeo de O2
e nas condiccedilotildees do potencial redox Desde que o oxigecircnio inveacutes dos solutos
orgacircnicos eacute comumente o limitante para a respiraccedilatildeo nas aacutereas uacutemidas
12
solos secos tendem a aumentar a temperatura podendo estimular a
respiraccedilatildeo do solo (Luo e Zhou 2006)
A magnitude e a intensidade da reduccedilatildeo do solo satildeo controladas pela
quantidade de mateacuteria orgacircnica facilmente biodegradaacutevel sua taxa de
decomposiccedilatildeo e a quantidade e tipos de nitratos manganecircs e ferro
redutiacuteveis como tambeacutem sulfato e substratos orgacircnicos O mais importante
sistema tampatildeo em aacutereas uacutemidas satildeo oxi-hidroacutexidos de ferro (Fe3+ e Fe2+) e
compostos orgacircnicos porque estatildeo presentes em grandes quantidades
(Neue et al 1997)
22 Pantanal
As aacutereas uacutemidas (wetlands) possuem lenccedilol freaacutetico pouco profundo
apresentando solos saturados por um determinado tempo resultando em
baixos niacuteveis de oxigecircnio (Banner e MacKenzie 2000 Van der Walk 2006)
Essas aacutereas realizam serviccedilos essenciais para o ecossistema ndash estoque de
carbono controle das cheias manutenccedilatildeo da biodiversidade produccedilatildeo de
pescado recarga de aquumliacuteferos entre outros ndash e tecircm se mostrado cada dia
mais importantes no cenaacuterio global (Keddy et al 2009)
Tais aacutereas cobrem aproximadamente 6 da superfiacutecie terrestre (700
milhotildees de ha) e satildeo encontradas em diferentes continentes e em qualquer
zona climaacutetica aleacutem de serem consideradas aacutereas de prioridade para
conservaccedilatildeo (Van der Walk 2006 Keddy 2009) Entretanto estudos
recentes tecircm alertado que os ecossistemas permanentemente aquaacuteticos
(lagos rios) e das aacutereas uacutemidas ainda natildeo tecircm sido suficientemente
estudados sendo subestimados nos cenaacuterios globais de mudanccedilas
climaacuteticas (Neue et al 1997)
Entretanto a importacircncia das aacutereas inundaacuteveis para o ciclo global do
carbono balanccedilo hiacutedrico vida selvagem manutenccedilatildeo da biodiversidade e
produccedilatildeo de alimento humano eacute muito maior do que o tamanho que elas
ocupam na superfiacutecie terrestre (Cole e Brooks 2000)
13
Cerca da metade das aacutereas uacutemidas se encontra nos troacutepicos A mateacuteria
orgacircnica em decomposiccedilatildeo faz com que estas aacutereas sejam importantes
drenos para o carbono Cerca de 250 Gt de carbono satildeo conservadas nas
aacutereas uacutemidas dos troacutepicos Pequenas diferenccedilas no regime climaacutetico
hiacutedrico nutrientes e uso da terra podem modificar drasticamente o estoque
de carbono dessas aacutereas (Neue et al 1997)
O Pantanal Mato-Grossense eacute a maior planiacutecie inundaacutevel contiacutenua do
planeta cobrindo uma aacuterea de cerca de 135 000 Km2 na bacia hidrograacutefica
do Rio Paraguai (Assine e Soares 2004) O Pantanal eacute caracterizado por ser
uma planiacutecie pluvial sazonalmente inundada com baixa declividade (Brazil
1979) do leste para o oeste (30 - 50 cm km-1) e mais baixa ainda do norte
para o sul (3 ndash 15 cm km-1) O pulso de inundaccedilatildeo regula os processos
ecoloacutegicos que ali ocorrem (Junk et al 1989)
Materiais provenientes de regiotildees circunvizinhas se depositam nas
aacutereas mais baixas Aleacutem disto a variaccedilatildeo do niacutevel de aacutegua eacute um fator
decisivo na caracterizaccedilatildeo ecoloacutegica da regiatildeo pois propicia condiccedilotildees
favoraacuteveis a vaacuterias espeacutecies que natildeo tecircm origem na aacuterea mas que
apresentam adaptaccedilotildees a este ambiente de mudanccedilas constantes devido agrave
alternacircncia marcante de periacuteodos de cheia e de seca Sua posiccedilatildeo
geograacutefica representa um grande interstiacutecio entre os biomas da Amazocircnia
Chaco e o Cerrado favorecendo a troca de espeacutecies (Couto 2002)
A inundaccedilatildeo na aacuterea deste estudo (parte norte do Pantanal) eacute o
reflexo da variaccedilatildeo anual do niacutevel de aacutegua que ocorre no Rio Cuiabaacute e eacute
altamente influenciada pela precipitaccedilatildeo e pela difiacutecil drenagem da aacutegua da
chuva no solo O padratildeo de inundaccedilatildeo na reagiatildeo eacute o tipo monomodal ou
seja somente uma inundaccedilatildeo por ano (Junk et al 1989) com pequena
amplitude (Hamilton et al 1996) Aleacutem dos ciclos anuais de inundaccedilatildeo
tambeacutem satildeo reconhecidos ciclos plurianuais com periacuteodos de grandes
cheias e grandes secas (Nunes da Cunha e Junk 2001)
A vegetaccedilatildeo heterogecircnea existente conhecida como o ldquoComplexo do
Pantanalrdquo eacute resultante da inundaccedilatildeo perioacutedica que favorece a rica
diversidade de ambientes Portanto o Pantanal deve ser estudado como um
14
todo devido agraves interaccedilotildees entre o clima e a hidrologia como tambeacutem agraves
mudanccedilas nos ciclos de cheia e seca todos os anos (Heckman 1998)
Segundo Nunes da Cunha e Junk (2004) apenas 5 das espeacutecies
arboacutereas no Pantanal habitam exclusivamente zonas com prolongado
alagamento enquanto 30 estatildeo restritas agraves aacutereas raramente alagadas e
65 satildeo de ampla distribuiccedilatildeo no gradiente
Na fisionomia pantaneira o cerradatildeo ocupa aacutereas mais elevadas e o
cerrado sensu stricto aacutereas mais baixas tendendo para campo agrave medida
que aumenta o grau de inundaccedilatildeo Estas aacutereas satildeo uma continuidade da
grande regiatildeo fitoecoloacutegica do cerrado brasileiro consideradas junto com a
Ilha do Bananal as uacutenicas aacutereas extensas de cerrado sobre sedimentos
quartenaacuterios (Adaacutemoli 1986)
23 Solos do Pantanal
O carbono dos solos eacute originaacuterio da mateacuteria orgacircnica que assume um
papel fundamental em solos tropicais e subtropicais fornecendo nutrientes
estruturando o solo propiciando condiccedilotildees de aeraccedilatildeo e retenccedilatildeo de
umidade bem como para o estabelecimento dos seres vivos que datildeo
suporte aos processos que conferem aos solos suas propriedades e funccedilotildees
nos ecossistemas e na produccedilatildeo agriacutecola (Santos e Camargo 1999 Moreira
e Siqueira 2006)
O desenvolvimento dos solos de aacutereas uacutemidas e suas propriedades
satildeo influenciados pela saturaccedilatildeo temporaacuteria ou permanente de aacutegua na
parte superior do perfil do solo ou seja solos com sinais de reduccedilatildeo em
condiccedilotildees perioacutedicas ou permanentes de saturaccedilatildeo Condiccedilotildees de reduccedilatildeo
podem ocorrer em solos que contecircm quantidades consideraacuteveis de oxigecircnio
dissolvido falta de mateacuteria orgacircnica decomponiacutevel em combinaccedilatildeo com
altos teores de carbonato de caacutelcio e outros fatores que suprimem a
atividade de microrganismos (Moormann e Van de Wetering 1985)
De uma maneira geral os solos pantaneiros guardam estreita
relaccedilatildeo com a natureza dos sedimentos depositados o que por sua vez eacute
consequecircncia da natureza do ldquomaterial fonterdquo e dos processos ou formas de
15
deposiccedilatildeosedimentaccedilatildeo Assim as diversas regiotildees da planiacutecie por terem
sido contempladas com tipos de sedimentos diferenciados apresentam
naturalmente dinacircmica hiacutedrica proacutepria e este conjunto eacute determinante para a
definiccedilatildeo dos processos pedogeneacuteticos que atuaram eou atuam na regiatildeo
(Couto 2002)
Sabe-se que quando os solos se tornam saturados com aacutegua o
oxigecircnio presente neles eacute consumido formando condiccedilotildees anaeroacutebicas
Se houver fonte de carbono oxidaacutevel se a temperatura for suficientemente
alta para que os microrganismos estejam ativos (Rabenhorst e Parikh 2000)
e se houver persistecircncia das condiccedilotildees anaeroacutebicas impostas pelo longo
periacuteodo em que os solos pantaneiros permanecem sob uma espessa lacircmina
drsquoaacutegua cria-se a condiccedilatildeo para que o ferro na forma feacuterrica (Fe+3) presente
nos oacutexidos seja reduzido para ferro na forma ferrosa (Fe+2) O ferro na
forma ferrosa (reduzida) eacute bastante soluacutevel o que permite sua translocaccedilatildeo
na fase aquosa
As caracteriacutesticas morfoloacutegicas destes solos advecircm principalmente
dos processos de reduccedilatildeo e oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs que lhes
conferem cores distintas O estado de oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs
influencia fortemente sua solubilidade e cor conferindo os mosqueados
marrons cinzentos azuis pretos e amarelos frequentemente observados
em solos hidromoacuterficos (Fanning e Fanning 1989)
Os padrotildees das cores dos mosqueados derivam da segregaccedilatildeo do
ferro em zonas com diferentes valores de potencial redox resultando desta
maneira em zonas de vermelho amarelo e cinza Os mosqueados satildeo muito
comuns em solos do Pantanal e geralmente indicam uma flutuaccedilatildeo de curta
duraccedilatildeo do lenccedilol freaacutetico (Buol e Rebertus 1988)
Os solos hidromoacuterficos tambeacutem podem apresentar horizontes
escurecidos devido ao acuacutemulo de mateacuteria orgacircnica uma vez que os
organismos anaeroacutebicos satildeo menos eficientes na mineralizaccedilatildeo do que os
organismos aeroacutebios Aleacutem disso os processos de reduccedilatildeo geralmente
envolvem a produccedilatildeo ou o consumo de H+ e consequentemente possuem
um importante efeito sobre o pH (Ponnamperuma 1972)
16
3 METODOLOGIA
31 Aacuterea de estudo
O presente trabalho foi conduzido de fevereiro de 2010 a janeiro de
2011 na RPPN (Reserva Particular do Patrimocircnio NaturalSistema Nacional
de Unidades de Conservaccedilatildeo ndash SNUC) Estacircncia Ecoloacutegica SESC (Serviccedilo
Social do Comeacutercio) Pantanal (Figura 1) municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo
nordeste do Pantanal de Mato Grosso
Neste estudo o ciclo hidroloacutegico foi dividido em estaccedilotildees a estaccedilatildeo
ldquocheiardquo corresponde aos meses de fevereiro marccedilo e abril a estaccedilatildeo
ldquovazanterdquo aos meses de maio junho e julho a estaccedilatildeo ldquoestiagemrdquo aos
meses de agosto setembro e outubro e por fim a estaccedilatildeo ldquoenchenterdquo aos
meses de novembro dezembro e janeiro
Os periacuteodos foram divididos em manhatilde tarde e noite manhatilde das
700 agraves 1330h o periacuteodo da tarde das 1400 agraves 1830h e o periacuteodo da
noite das 1900 agraves 630h
A RPPN SESC Pantanal eacute uma Unidade de Conservaccedilatildeo (UC)
particular localizada entre as coordenadas geograacuteficas 16deg 30` a 16deg 44` S e
56deg 20` a 56deg 30` W ocupando uma aacuterea de aproximadamente 1076 Km2
Em 2002 a RPPN foi reconhecida como site Ramsar (Convenccedilatildeo sobre
Zona Uacutemidas Ramsar Iratilde 1971) e considerada aacuterea prioritaacuteria para
Conservaccedilatildeo da Biodiversidade (Cordeiro 2004) Foi tambeacutem incluiacuteda na
Lista de Aacutereas Uacutemidas da Convenccedilatildeo Ramsar de importacircncia internacional
(Junk e Nunes da Cunha 2005)
O clima da regiatildeo eacute tipo Aw segundo a classificaccedilatildeo de Koumlppen
apresentando sazonalidade caracteriacutestica com uma estaccedilatildeo chuvosa
(outubro-abril) e outra seca (maio-setembro) (Nunes da Cunha e Junk
2004) A temperatura meacutedia anual do ar na RPPN SESC Pantanal oscila
entre 22 a 32ordmC e a precipitaccedilatildeo meacutedia anual entre 1100 e 1200 mm com o
total meacutedio do mecircs mais seco inferior a 40 mm (Hasenack et al 2003)
O solo no local de estudo foi classificado como Planossolo Haacuteplico
Aliacutetico Gleissoacutelico e a fitofisionomia do local foi classificada como Cerrado
sensu stricto Os solos desta classe apresentam mudanccedila textural abrupta
17
com acentuada diferenccedila de textura do A para o horizonte B imediatamente
subjacente permeabilidade lenta ou muito lenta profundidade de 150 cm e
textura arenosa (Anexo A)
Figura 1 Localizaccedilatildeo da RPPN SESC Pantanal
32 Medidas de Campo
Foram instalados sensores horizontalmente no perfil do solo na borda
de uma ldquocordilheirardquo nas profundidades de 10 e 30 cm para o monitoramento
contiacutenuo da concentraccedilatildeo de CO2 (ppm) conteuacutedo de O2 () temperatura
(ordmC) umidade do solo () potencial matricial (Kpa) e potencial redox (mV)
por meio de um datalogger modelo CR1000 (Campbell Scientific Logan
Utah USA) O datalogger foi conectado a uma bateria de 12V com uma
18
placa solar (45 W) o que garantia energia suficiente para o monitoramento
contiacutenuo e ininterrupto
A concentraccedilatildeo de CO2 no solo foi determinada in situ por meio de
um analisador de gaacutes por infravermelho (modelo GMM221 Vaisala Inc
Helsinki Finland) (Jassal et al 2004 Johnson et al 2008) (Figura 2)
Durante os primeiros 5 minutos de cada meia hora os sensores eram
ligados devido ao alto consumo de energia (4W cada) (Vaisala Oyj 2008)
Neste intervalo de 5 minutos os primeiros 3 minutos em que os sensores
ficavam ligados correspondem ao seu periacuteodo de aquecimento e os
subsequentes 2 minutos restantes correspondem agraves leituras feitas num
intervalo de 30 segundos resultando em registros de meia em meia hora
Figura 2 Sensor de CO2 (modelo GMM221 Vaisala Inc Helsinki
Finland)
O Potencial Redox foi determinado atraveacutes de um sensor ColeParmer
ColeParmer (Figura 3) que utiliza uma aacuterea superficial de platina (02
polegadas em torno do eletrodo de vidro) permitindo a sensibilidade do
sensor a atividades de eleacutetrons do fluido A banda de platina ajuda a prevenir
a entrada de resiacuteduos orgacircnicos no sensor evitando erros A faixa de
estimativa da sonda eacute de -700mV a 1100 mV sendo este intervalo
aproximado do potencial redox existente em aacuteguas naturais e no
escoamento superficial O sensor de potencial redox de 30 cm foi instalado
19
em fevereiro de 2010 e o sensor de potencial redox de 10 cm em setembro
do mesmo ano Os dados de potencial redox foram corrigidos pela equaccedilatildeo
de regressatildeo Equaccedilatildeo 1 proposta por Vepraskas e Faulkner (2001)
Fator de ajuste = -06743times(T) + 21376 (Equaccedilatildeo 1)
Em que T eacute a temperatura (degC) na profundidade do sensor redox
Potencial Redox (Eh mV) = Fator de ajuste + medida do sensor redox
(Equaccedilatildeo 2)
Figura 3 Sensor de potencial redox (ColeParmer)
As determinaccedilotildees de pressatildeo atmosfeacuterica e temperatura do solo
(sensor BPS e termostato Apogee Instruments Logan Utah USA) foram
usadas para corrigir as leituras de concentraccedilatildeo de CO2 pela dependecircncia
desses valores agrave lei dos gases perfeitos (Vaisala Oyj 2008)
A umidade do solo foi estimada por sensores baseados no domiacutenio da
capacitacircnciafrequecircncia (Decagon Instruments model EC-5) (Figura 4)
calibrados segundo Sakaki et al (2008) O potencial matricial do solo
(potencial matricial) foi analisado usando um sensor deste mesmo fabricante
(Decagon Instruments model MPS-1) (Figura 5) E todas as variaacuteveis foram
determinadas em intervalos de 30 minutos
20
Figura 4 Sensor de conteuacutedo de aacutegua (Decagon Instruments model
EC-5)
Figura 5 Sensor de potencial matricial do solo (Decagon Instruments
model MPS-1)
O O2 do solo foi determinado por meio de um sensor de ceacutelulas
galvacircnicas no estado soacutelido fabricado pela Apogee Instruments modelo SO-
111 (Kallestad et al 2008) (Figura 6) O sensor de oxigecircnio inclui um
termostato para determinar a temperatura do ambiente O sensor de
oxigecircnio de 30 cm apresentou problemas teacutecnicos durante os meses que
correspondem agraves estaccedilotildees da estiagem e enchente comprometendo assim
a produccedilatildeo de informaccedilotildees neste periacuteodo
21
Figura 6 Sensor de O2 (Apogee Instruments)
33 Medidas Micrometereoloacutegicas
No mesmo local em que foram instalados os equipamentos descritos
anteriormente foi instalado tambeacutem um sensor Vaisala modelo WXT520
(Vaisala Wheather Transmitter WXT520) (Figura 7) Este sensor faz
determinaccedilotildees numa frequecircncia de 10 Hz das seguintes variaacuteveis
velocidade do vento (ms) direccedilatildeo do vento (grau azimutal) temperatura do
ar (˚C) umidade relativa () pressatildeo do ar (kA) precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria (mm) e intensidade da precipitaccedilatildeo(mmh)
22
Figura 7 Sensor Vaisala WXT520 (Vaisala Wheather Transmitter WXT520)
34 Anaacutelises estatiacutesticas
Os valores de concentraccedilatildeo de CO2 foram estimados por interpolaccedilatildeo
linear quando a distacircncia dos valores de antes e depois (que natildeo saiacutessem
do intervalo) natildeo fossem maiores que 48 horas Este procedimento foi
automatizado utilizando o software de seacuteries temporais Aquarius (Aquatic
Informatica Aquarius 26004 Pro Edition) evitando a subjetividade das
estimativas Para a anaacutelise de dados foram feitos testes de meacutedias com
niacutevel de significacircncia de 95 aleacutem da anaacutelise multivariada dos
componentes principais
23
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas
A variaccedilatildeo do potencial redox para o solo estudado estaacute mostrada na
Figura 8 na qual foram plotados os dados meacutedios determinados pelo
sensor Entre abril de 2010 e fevereiro de 2011 o solo esteve insaturado ou
seja em estado de oxidaccedilatildeo e o intervalo de valores neste periacuteodo foi de
400 mV No periacuteodo de saturaccedilatildeo marccedilo de 2010 e marccedilo de 2011 a
variaccedilatildeo de valores foi superior a 750 mV
O tipo de variabilidade ilustrado na Figura 8 eacute esperado para solos
submetidos a uma sazonalidade de seca e cheia caso do solo estudado no
Pantanal de Mato Grosso Quando o Potencial Redox ficou maior que 400
mV o solo estava insaturado e o O2 controlava o sistema Na ausecircncia de
O2 os microrganismos reduzem uma variedade de aceptores de eleacutetrons
considerados alternativos que em ordem decrescente de termodinacircmica
satildeo NO3- (denitrificaccedilatildeo) Fe (III) (reduccedilatildeo do ferro) Mn (III IV) (reduccedilatildeo do
manganecircs) e SO4- (reduccedilatildeo do sulfato) (Keller et al 2009)
A linha que mostra a fase de mudanccedila de Fe(OH)3 para Fe2+ estaacute
adicionada agrave Figura 8 pela linha horizontal no Eh de 467mV de acordo com
o pH da soluccedilatildeo do solo do local de estudo que eacute aproximadamente 6
(Beirigo 2011 no prelo) (Vepraskas e Faulkner 2001) Durante o mecircs de
marccedilo o Fe2+ estava na soluccedilatildeo do solo ou seja se o Fe2+ estava presente
pode-se assumir que a maior parte do O2 dissolvido foi reduzido para H2O a
maior parte do NO3- presente foi desnitrificado e a maior parte dos oacutexidos de
Mn foram reduzidos para Mn2+ O estado de reduccedilatildeo do solo acontece ao
longo do ano mesmo nas estaccedilotildees secas do Pantanal havendo uma
dinacircmica de o potencial redox diminuir na cheia (meados de fevereiro) e
aumentar nas outras estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico
Os valores positivos obtidos satildeo tiacutepicos de solos aeroacutebicos
(Ponnamperuma 1972) demonstrando predominarem condiccedilotildees natildeo
limitantes no crescimento de plantas (Volk 1993)
24
Figura 8 Variaccedilatildeo (meacutedia diaacuteria) do Potencial Redox na profundidade de 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores meacutedios do potencial redox na profundidade de 10 cm
(Figura 9) satildeo estatisticamente diferentes quando comparados com as
estaccedilotildees estiagem e enchente mas quando comparados com os periacuteodos
manhatilde tarde e noite nestas estaccedilotildees natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica Jaacute na
profundidade de 30 cm natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica entre os periacuteodos
manhatilde tarde e noite em nenhuma das estaccedilotildees mas haacute diferenccedila entre os
valores obtidos nas estaccedilotildees estiagem e enchente
Pode-se observar que as meacutedias na profundidade de 10 cm (440 mV
e 460 mV) nas estaccedilotildees estiagem e enchente satildeo maiores que as meacutedias
da profundidade de 30 cm (340 mV e 360 mV) Os metais presentes em Eh
lt 150 mV estatildeo unidos a espeacutecies de sulfatos formando FeS2 MnSO4
entre outros enquanto em valores gt 150 mV (todas as estaccedilotildees em ambas
as profundidades) a maioria dos metais presentes satildeo soluacuteveis e unidos agraves
25
espeacutecies oxidadas Fe3O4 Mn2O4 (Clark et al 1998 Vepraskas e Faulkner
2001)
O potencial redox foi menor em maiores profundidades (30 cm) do
que perto da superfiacutecie do solo (10 cm) confirmando os dados encontrados
em estudos anteriores (Clay et al 1992 Bohrerova et al 2004)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
150
200
250
300
350
400
450
500
Po
ten
cial
Re
do
x
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
Figura 9 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do Potencial Redox nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de CO2 no solo (Figura 10) na profundidade de 10 cm satildeo
mais altos na cheia e vazante do que na estiagem e enchente Agrave medida que
as estaccedilotildees mais secas do Pantanal se aproximam (estiagem e enchente) a
produccedilatildeo de CO2 no solo diminui em aproximadamente 30 Os valores
meacutedios entre estaccedilotildees satildeo estatisticamente diferentes e entre periacuteodos
dentro de cada estaccedilatildeo os valores satildeo iguais em ambas as profundidades
Na profundidade de 30 cm os maiores valores foram encontrados nas
estaccedilotildees cheia e enchente enquanto os menores nas estaccedilotildees vazante e
estiagem Pode-se observar que o comportamento do CO2 no solo foi
diferente entre as profundidades enquanto o maior valor na profundidade de
26
10 cm foi determinado na vazante na profundidade de 30 cm nesta mesma
estaccedilatildeo foi detectado o menor valor
Figura 10 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do CO2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os solos secos (estiagem em ambas as profundidades) podem ser
associados a baixas concentraccedilotildees de CO2 visto que possuem alta
difusividade permitindo um raacutepido efluxo de CO2 do solo para a atmosfera
(Risk et al 2008) Tal dinacircmica foi observada na profundidade de 10 cm na
estaccedilatildeo estiagem no solo seco (Figura 12) com altas concentraccedilotildees de O2
(Figura 11) e baixas concentraccedilotildees de CO2 (Figura 10) O mesmo foi
encontrado na profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees vazante e estiagem As
altas concentraccedilotildees de CO2 encontradas nas estaccedilotildees cheia e vazante na
profundidade de 10 cm indicam condiccedilotildees mais aeroacutebicas do solo porque
em condiccedilotildees anaeroacutebicas natildeo existe produccedilatildeo de CO2 mas sim de
metano (Luo e Zhou 2006) Aleacutem disto vaacuterios estudos de campo sugerem
tambeacutem que o efluxo de CO2 pode ser limitado pela umidade em niacuteveis
muito altos ou muito baixos (Bowden 1993 Xu et al 2004)
27
Os valores meacutedios de O2 do solo (Figura 11) satildeo estatisticamente
diferentes entre as estaccedilotildees e natildeo houve diferenccedila significativa entre os
periacuteodos dentro de cada estaccedilatildeo Na profundidade de 10 cm os valores
meacutedios de O2 foram maiores nas estaccedilotildees vazante e estiagem e menores
nas estaccedilotildees cheia e enchente devido ao fato de em solos uacutemidos a
difusividade do solo ficar prejudicada Observa-se que na profundidade de
10 cm os maiores valores meacutedios (vazante e estiagem) foram encontrados
nas mesmas estaccedilotildees de baixa umidade do solo (Figura 12) e esta mesma
tendecircncia foi encontrada para a profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees cheia e
vazante para as ambas as profundidades
O O2 do solo tende a diminuir seus valores na estaccedilatildeo cheia quando
o solo jaacute estaacute completamente alagado Os menores valores meacutedios de O2
foram encontrados na profundidade de 30 cm na estaccedilatildeo cheia e
independentemente das estaccedilotildees na profundidade de 30 cm sempre foram
observados menores valores meacutedios A tendecircncia de os valores serem
menores na profundidade de 30 cm confirma os dados obtidos por Marshall
e Holmes (1988)
28
Figura 11 Meacutedias nas estaccedilotildees vazante e cheia do O2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Durante as estaccedilotildees de seca no Pantanal (vazante e estiagem) os
valores de O2 estatildeo na faixa de 15 a 18 em ambas as profundidades
confirmando os dados de Grable e Siemer (1968) os quais afirmam que o
conteuacutedo de O2 decresce de 21 a 13 da superfiacutecie do solo ateacute 60 cm em
condiccedilotildees de solo natildeo alagado
Um solo saturado natildeo eacute uniformemente desprovido de oxigecircnio A
concentraccedilatildeo de oxigecircnio em geral eacute alta na camada superficial oxidada
(formada pela difusatildeo de O2 pela atmosfera na aacutegua sobrejacente da
inundaccedilatildeo e em seguida no solo) onde ocorrem as reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo
(Ponnameoeruma 1972 Moore e Reddy 1994) Processos de reduccedilatildeo
dominam abaixo da camada oxidada Esta fina camada oxidada na
superfiacutecie de solos alagados eacute importante para as transformaccedilotildees do N
porque o NH4+ pode oxidar-se para NO3
- (nitrificaccedilatildeo) nesta camada O
esgotamento do NH4+ nesta camada causa sua difusatildeo para cima
(ascendente) em resposta agrave concentraccedilatildeo do gradiente (Luo e Zhou 2006)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
O2
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
era
tura
do
So
lo (
0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
AGRADECIMENTOS
Agravequele que me tem sustentado ateacute aqui e muito fez e tem feito por
mim pela minha vida e pela vida da minha famiacutelia A Deus agradeccedilo
Aos meus pais Itamar e Orlandina Espero poder retribuir em dobro
tudo o que vocecircs fizeram e ainda fazem por mim Amo vocecircs
Ao meu irmatildeo Idvaldo minha irmatilde Luanna e ao Joe pela confianccedila e
apoio sempre presentes
Ao Orleans Nasser por todo seu carinho e apoio (sob a forma de
palavras e accedilotildees) sempre presente e ainda tambeacutem por saber que posso
contar com vocecirc
Ao professor Eduardo Guimaratildees Couto pela sua orientaccedilatildeo e
confianccedila depositada em mim na realizaccedilatildeo desta dissertaccedilatildeo e pelo apoio
no acompanhamento deste trabalho
Agrave Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria da Universidade
Federal de Mato Grosso por meio do Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em
Agricultura Tropical pela oportunidade de realizaccedilatildeo do curso
Ao professor Mark Johnson pela sua paciecircncia e orientaccedilatildeo no
periacuteodo em que estive na cidade de Vancouver Canadaacute
Ao professor Osvaldo Borges Pinto Juacutenior pelo companheirismo
amizade e orientaccedilatildeo sempre disposto a colaborar com seus ensinamentos
e por ter se tornado um grande amigo
Agrave Universidade de British Columbia por meio do Instituto IRES
(Institute for Research Environment and Sustainability) pela oportunidade
de intercacircmbio concedida
A Suzana pela paciecircncia e ajuda no periacuteodo em que estive em
Vancouver
Aos amigos Samantha Maria George Renata Osvaldo (fu) Flair
seu Vicente (in memoriam) Guilherme Jader Susan Michael Gillian
Adrian Iain Angela Ashley e Jack
MONITORAMENTO CONTIacuteNUO DO POTENCIAL REDOX E
DE VARIAacuteVEIS COMPLEMENTARES EM AMBIENTE
HIPERSAZONAL NO PANTANAL DE BARAtildeO DE
MELGACcedilO
RESUMO ndash Neste trabalho foram estudados o Potencial Redox e as
variaacuteveis do solo (CO2 O2 temperatura umidade e potencial matricial) e
micrometereoloacutegicas (direccedilatildeo e velocidade do vento e intensidade e
acumulada meacutedia diaacuteria de precipitaccedilatildeo) pelo monitoramento contiacutenuo e
ininterrupto Para isso foram realizadas determinaccedilotildees na profundidade de
10 e 30 cm em solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico
na fitofisionomia Cerrado sensu stricto localizado na RPPN SESC Pantanal
municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo nordeste do Pantanal Matogrossense Os
valores de Potencial Redox variaram de 636 mV (enchente) a -341 mV
(cheia) caracterizando ambiente anaeroacutebico na estaccedilatildeo cheia e ambiente
oxidado nas demais estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico Os resultados obtidos
permitem concluir que o potencial redox eacute um bom indicador da
hipersazonalidade dos solos hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense
Mostram tambeacutem que o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as
variaacuteveis que tecircm maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de
dados obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico indicando serem determinantes
nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com hipersazonalidade
Palavras-chave sazonalidade ciclo hidroloacutegico e Eh
MONITORING OF THE REDOX POTENTIAL IN BARAtildeO DE MELGACcedilO
AND ITS INTERACTIONS
ABSTRACT - This study investigated the redox potential and soil variables
(CO2 O2 temperature moisture and matric potential) and meteorologic
variables (direction and wind speed and intensity and cumulative average
daily precipitation) by monitoring continuous and uninterrupted For that
determinations were made at a depth of 10 and 30 cm in a soil classified as
Haplic Planosol Gleysols alito on Cerrado sensu stricto vegetation types
located in RPPN SESC Pantanal Baron Melgaccedilo municipality northeastern
Pantanal Redox potential values ranged from 636 mV (flood) to -341 mV
(filled) in the anaerobic environment featuring full season and oxidized
environment in the other seasons of the hydrological cycle The results
indicate that the redox potential is a good hyperseasonality indicator of the
Pantanal lowlands They also show that the matrix potential and soil moisture
are the variables that matter most to explain the variation in the data set
along the hydrological cycle indicating that biological processes are crucial in
this tropical soil with hyperseasonality
Keywords Seasonality hydrologic cycle and Eh
SUMAacuteRIO
1 INTRODUCcedilAtildeO 9
2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA 10
21 Potencial Redox 10
22 Pantanal 12
23 Solos do Pantanal 14
3 METODOLOGIA 16
31 Aacuterea de estudo 16
32 Medidas de Campo 17
33 Medidas Micrometereoloacutegicas 21
34 Anaacutelises estatiacutesticas 22
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO 23
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas 23
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA) 36
5 CONCLUSOtildeES 43
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 44
ANEXO A 52
9
1 INTRODUCcedilAtildeO
O Pantanal situado cerca de 2000 km para o sul do cinturatildeo equatorial
apresenta alteraccedilotildees sazonais que se caracterizam por uma estaccedilatildeo seca e
uma estaccedilatildeo chuvosa a cada ano O iniacutecio e o fim de cada estaccedilatildeo variam
de ano para ano com vaacuterias semanas de diferenccedila (Heckman 1998) O
pulso de inundaccedilatildeo eacute monomodal (Junk et al 1989) e de ano para ano as
cheias mostram grandes diferenccedilas em suas amplitudes com grande
variaccedilatildeo no tempo e no espaccedilo (Girard no prelo)
Devido agrave inundaccedilatildeo do monomodal vaacuterias regiotildees deste bioma mudam
de habitats aquaacuteticos para terrestres e vice-versa ocasionando momentos
em que as cheias ocupam 80 do Pantanal embora no periacuteodo de
estiagem grande parte da aacuterea inundada seque pois a aacutegua evapora ou
retorna para o leito dos rios (Lobato 2000)
Neste contexto dados obtidos em estudos sobre potencial redox podem
ser ferramentas versaacuteteis para compreender as reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo nos
solos (Vespraskas e Faulkner 2001) especialmente aqueles submetidos agrave
sazonalidade de cheia (fase anaeroacutebica) e seca (fase aeroacutebica) comuns no
Pantanal A anaacutelise conjunta do potencial redox com outras variaacuteveis pode
ser uacutetil para o entendimento da dinacircmica dos solos hidromoacuterficos ao longo
de todo o ciclo hidroloacutegico a que o Pantanal estaacute submetido
Portanto aliado agraves determinaccedilotildees de potencial redox a anaacutelise da
respiraccedilatildeo do solo e da difusatildeo do oxigecircnio e dioacutexido de carbono eacute de
extrema importacircncia pois as mudanccedilas do potencial redox satildeo o resultado
de efeitos combinados de processos quiacutemicos fiacutesicos e bioloacutegicos no solo
(Nemecek et al 1990) Tendo em vista a importacircncia de se estudar o
potencial redox em aacutereas uacutemidas junto com outras variaacuteveis para
compreender a dinacircmica de solos hidromoacuterficos os objetivos deste trabalho
foram caracterizar e monitorar o potencial redox e outras variaacuteveis
complementares (CO2 O2 temperatura umidade potencial matricial) no
solo de uma cordilheira na fitofisionomia Cerrado sensu stricto localizado
na RPPN SESC Pantanal analisando-o em conjunto com variaacuteveis
micrometereoloacutegicas (precipitaccedilatildeo e vento)
10
2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
21 Potencial Redox
O potencial redox eacute a medida do estado de reduccedilatildeo e oxidaccedilatildeo em
que se encontra o solo sendo considerado um dos mais importantes fatores
que regem a produccedilatildeo de CO2 nas aacutereas uacutemidas (Reddy e DeLaune 2008
Seo e DeLaune 2010)
A biogeoquiacutemica das aacutereas uacutemidas eacute controlada pelas inundaccedilotildees
em funccedilatildeo das reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo A inundaccedilatildeo no solo muda
drasticamente a hidrosfera atmosfera biosfera e a biogeoquiacutemica A
difusividade do oxigecircnio atmosfeacuterico do solo diminui em solos inundados e
coloca em movimento uma seacuterie uacutenica de processos fiacutesicos quiacutemicos e
bioloacutegicos natildeo encontrados em solos secos eou que natildeo satildeo submetidos a
periacuteodos de inundaccedilatildeo (Neue et al 1997)
Apoacutes o O2 ser esgotado pela respiraccedilatildeo aeroacutebia organismos
anaeroacutebicos facultativos e obrigatoacuterios progressivamente usam os substratos
oxidados do solo como aceptores de eleacutetrons para a respiraccedilatildeo Bacteacuterias
denitrificadoras usam nitrato como um eleacutetron aceptor alternativo para
oxidaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica em valores de potencial redox abaixo de 420
mV em pH 7 Quando o nitrato eacute esgotado a reduccedilatildeo do manganecircs (Mn+4)
comeccedila abaixo de 400 mV seguida pela reduccedilatildeo do ferro (Fe+3) em valor de
potencial redox de 180 mV Essas reaccedilotildees satildeo catalisadas por diversas
bacteacuterias que usam a fermentaccedilatildeo para obter energia com o manganecircs
(Mn+4) e ferro (Fe+3) agindo diretamente como aceptores de eleacutetrons (Lovely
e Phillips 1989) Organismos anaeroacutebicos obrigatoacuterios reduzem o sulfato
quando o potencial redox cai abaixo -215 mV e o metano (CH4) eacute formado a
-244 mV (Neue et al 1997)
O potencial redox eacute usado para descrever o sistema de capacidade
de reduzir e oxidar O potencial redox eacute determinado em milivolts (mV) em
relaccedilatildeo a um eletrodo padratildeo de hidrogecircnio e eacute comumente estimado
utilizando um eletrodo de platina com um eletrodo de calomelano saturado
como referecircncia Em aacuteguas muito oxidadas enquanto as concentraccedilotildees de
oxigecircnio ficam aproximadamente acima de 1 mg O2 L-1 o potencial redox eacute
11
altamente positivo (acima de 300-500 mV) Em ambientes reduzidos como
nas aacuteguas profundas dos lagos estratificados ou sedimentos de lagos
eutroacuteficos o potencial redox eacute baixo (abaixo de 100 mV ou mesmo
negativo)
A saturaccedilatildeo pela aacutegua promove condiccedilotildees anoacutexicas no solo e outros
aceptores de eleacutetrons diferentes do O2 satildeo utilizados na oxidaccedilatildeo da mateacuteria
orgacircnica (Tiedje et al 1984) Dependendo do potencial redox do pH e da
disponibilidade de aceptores de eleacutetrons o proacuteximo processo de reduccedilatildeo
microbiana pode ocorrer depois do esgotamento de O2 nitrato manganecircs
ferro sulfato e por uacuteltimo da reduccedilatildeo do CO2 (Zehnder e Stumm 1988
Paul e Clark 1996) O uacuteltimo segue uma sequecircncia chamada de cadeia de
reduccedilatildeo sequencial
Os solos das aacutereas uacutemidas satildeo diferentes da maioria dos solos de
terras altas e sedimentos porque satildeo submetidos frequentemente a ciclos de
umedecimento e secagem dando apoio suficiente para comunidades
aeroacutebias e anaeroacutebicas que exploram uma ampla gama de receptores de
eleacutetrons durante a respiraccedilatildeo como a O2 NO3- Fe (+3) 2SO4 e CO2 (Lovley
e Klug 1986) Portanto o desenvolvimento da atividade microbiana do solo
e as relaccedilotildees de propriedade para as aacutereas uacutemidas requerem um
entendimento da respiraccedilatildeo do solo (aeroacutebica e anaeroacutebica) para solos com
uma ampla gama de caracteriacutesticas (DAngelo e Reddy 1999)
No niacutevel dos agregados do solo a temperatura pode influenciar a
respiraccedilatildeo do solo indiretamente atraveacutes de seus efeitos sobre o transporte
de O2 A difusatildeo de ambos os gases e solutos atraveacutes de filmes de aacutegua eacute
determinada pela difusividade e umidade do solo Por um lado a
difusividade aumenta com a temperatura numa determinada umidade
(Nobel 2005) Por outro lado um aumento na temperatura durante um
periacuteodo de tempo reduz o teor de aacutegua no solo e a espessura de seus filmes
de aacutegua Em aacutereas uacutemidas um decreacutescimo na temperatura induz um
decreacutescimo na umidade do solo como uma resposta na concentraccedilatildeo de O2
e nas condiccedilotildees do potencial redox Desde que o oxigecircnio inveacutes dos solutos
orgacircnicos eacute comumente o limitante para a respiraccedilatildeo nas aacutereas uacutemidas
12
solos secos tendem a aumentar a temperatura podendo estimular a
respiraccedilatildeo do solo (Luo e Zhou 2006)
A magnitude e a intensidade da reduccedilatildeo do solo satildeo controladas pela
quantidade de mateacuteria orgacircnica facilmente biodegradaacutevel sua taxa de
decomposiccedilatildeo e a quantidade e tipos de nitratos manganecircs e ferro
redutiacuteveis como tambeacutem sulfato e substratos orgacircnicos O mais importante
sistema tampatildeo em aacutereas uacutemidas satildeo oxi-hidroacutexidos de ferro (Fe3+ e Fe2+) e
compostos orgacircnicos porque estatildeo presentes em grandes quantidades
(Neue et al 1997)
22 Pantanal
As aacutereas uacutemidas (wetlands) possuem lenccedilol freaacutetico pouco profundo
apresentando solos saturados por um determinado tempo resultando em
baixos niacuteveis de oxigecircnio (Banner e MacKenzie 2000 Van der Walk 2006)
Essas aacutereas realizam serviccedilos essenciais para o ecossistema ndash estoque de
carbono controle das cheias manutenccedilatildeo da biodiversidade produccedilatildeo de
pescado recarga de aquumliacuteferos entre outros ndash e tecircm se mostrado cada dia
mais importantes no cenaacuterio global (Keddy et al 2009)
Tais aacutereas cobrem aproximadamente 6 da superfiacutecie terrestre (700
milhotildees de ha) e satildeo encontradas em diferentes continentes e em qualquer
zona climaacutetica aleacutem de serem consideradas aacutereas de prioridade para
conservaccedilatildeo (Van der Walk 2006 Keddy 2009) Entretanto estudos
recentes tecircm alertado que os ecossistemas permanentemente aquaacuteticos
(lagos rios) e das aacutereas uacutemidas ainda natildeo tecircm sido suficientemente
estudados sendo subestimados nos cenaacuterios globais de mudanccedilas
climaacuteticas (Neue et al 1997)
Entretanto a importacircncia das aacutereas inundaacuteveis para o ciclo global do
carbono balanccedilo hiacutedrico vida selvagem manutenccedilatildeo da biodiversidade e
produccedilatildeo de alimento humano eacute muito maior do que o tamanho que elas
ocupam na superfiacutecie terrestre (Cole e Brooks 2000)
13
Cerca da metade das aacutereas uacutemidas se encontra nos troacutepicos A mateacuteria
orgacircnica em decomposiccedilatildeo faz com que estas aacutereas sejam importantes
drenos para o carbono Cerca de 250 Gt de carbono satildeo conservadas nas
aacutereas uacutemidas dos troacutepicos Pequenas diferenccedilas no regime climaacutetico
hiacutedrico nutrientes e uso da terra podem modificar drasticamente o estoque
de carbono dessas aacutereas (Neue et al 1997)
O Pantanal Mato-Grossense eacute a maior planiacutecie inundaacutevel contiacutenua do
planeta cobrindo uma aacuterea de cerca de 135 000 Km2 na bacia hidrograacutefica
do Rio Paraguai (Assine e Soares 2004) O Pantanal eacute caracterizado por ser
uma planiacutecie pluvial sazonalmente inundada com baixa declividade (Brazil
1979) do leste para o oeste (30 - 50 cm km-1) e mais baixa ainda do norte
para o sul (3 ndash 15 cm km-1) O pulso de inundaccedilatildeo regula os processos
ecoloacutegicos que ali ocorrem (Junk et al 1989)
Materiais provenientes de regiotildees circunvizinhas se depositam nas
aacutereas mais baixas Aleacutem disto a variaccedilatildeo do niacutevel de aacutegua eacute um fator
decisivo na caracterizaccedilatildeo ecoloacutegica da regiatildeo pois propicia condiccedilotildees
favoraacuteveis a vaacuterias espeacutecies que natildeo tecircm origem na aacuterea mas que
apresentam adaptaccedilotildees a este ambiente de mudanccedilas constantes devido agrave
alternacircncia marcante de periacuteodos de cheia e de seca Sua posiccedilatildeo
geograacutefica representa um grande interstiacutecio entre os biomas da Amazocircnia
Chaco e o Cerrado favorecendo a troca de espeacutecies (Couto 2002)
A inundaccedilatildeo na aacuterea deste estudo (parte norte do Pantanal) eacute o
reflexo da variaccedilatildeo anual do niacutevel de aacutegua que ocorre no Rio Cuiabaacute e eacute
altamente influenciada pela precipitaccedilatildeo e pela difiacutecil drenagem da aacutegua da
chuva no solo O padratildeo de inundaccedilatildeo na reagiatildeo eacute o tipo monomodal ou
seja somente uma inundaccedilatildeo por ano (Junk et al 1989) com pequena
amplitude (Hamilton et al 1996) Aleacutem dos ciclos anuais de inundaccedilatildeo
tambeacutem satildeo reconhecidos ciclos plurianuais com periacuteodos de grandes
cheias e grandes secas (Nunes da Cunha e Junk 2001)
A vegetaccedilatildeo heterogecircnea existente conhecida como o ldquoComplexo do
Pantanalrdquo eacute resultante da inundaccedilatildeo perioacutedica que favorece a rica
diversidade de ambientes Portanto o Pantanal deve ser estudado como um
14
todo devido agraves interaccedilotildees entre o clima e a hidrologia como tambeacutem agraves
mudanccedilas nos ciclos de cheia e seca todos os anos (Heckman 1998)
Segundo Nunes da Cunha e Junk (2004) apenas 5 das espeacutecies
arboacutereas no Pantanal habitam exclusivamente zonas com prolongado
alagamento enquanto 30 estatildeo restritas agraves aacutereas raramente alagadas e
65 satildeo de ampla distribuiccedilatildeo no gradiente
Na fisionomia pantaneira o cerradatildeo ocupa aacutereas mais elevadas e o
cerrado sensu stricto aacutereas mais baixas tendendo para campo agrave medida
que aumenta o grau de inundaccedilatildeo Estas aacutereas satildeo uma continuidade da
grande regiatildeo fitoecoloacutegica do cerrado brasileiro consideradas junto com a
Ilha do Bananal as uacutenicas aacutereas extensas de cerrado sobre sedimentos
quartenaacuterios (Adaacutemoli 1986)
23 Solos do Pantanal
O carbono dos solos eacute originaacuterio da mateacuteria orgacircnica que assume um
papel fundamental em solos tropicais e subtropicais fornecendo nutrientes
estruturando o solo propiciando condiccedilotildees de aeraccedilatildeo e retenccedilatildeo de
umidade bem como para o estabelecimento dos seres vivos que datildeo
suporte aos processos que conferem aos solos suas propriedades e funccedilotildees
nos ecossistemas e na produccedilatildeo agriacutecola (Santos e Camargo 1999 Moreira
e Siqueira 2006)
O desenvolvimento dos solos de aacutereas uacutemidas e suas propriedades
satildeo influenciados pela saturaccedilatildeo temporaacuteria ou permanente de aacutegua na
parte superior do perfil do solo ou seja solos com sinais de reduccedilatildeo em
condiccedilotildees perioacutedicas ou permanentes de saturaccedilatildeo Condiccedilotildees de reduccedilatildeo
podem ocorrer em solos que contecircm quantidades consideraacuteveis de oxigecircnio
dissolvido falta de mateacuteria orgacircnica decomponiacutevel em combinaccedilatildeo com
altos teores de carbonato de caacutelcio e outros fatores que suprimem a
atividade de microrganismos (Moormann e Van de Wetering 1985)
De uma maneira geral os solos pantaneiros guardam estreita
relaccedilatildeo com a natureza dos sedimentos depositados o que por sua vez eacute
consequecircncia da natureza do ldquomaterial fonterdquo e dos processos ou formas de
15
deposiccedilatildeosedimentaccedilatildeo Assim as diversas regiotildees da planiacutecie por terem
sido contempladas com tipos de sedimentos diferenciados apresentam
naturalmente dinacircmica hiacutedrica proacutepria e este conjunto eacute determinante para a
definiccedilatildeo dos processos pedogeneacuteticos que atuaram eou atuam na regiatildeo
(Couto 2002)
Sabe-se que quando os solos se tornam saturados com aacutegua o
oxigecircnio presente neles eacute consumido formando condiccedilotildees anaeroacutebicas
Se houver fonte de carbono oxidaacutevel se a temperatura for suficientemente
alta para que os microrganismos estejam ativos (Rabenhorst e Parikh 2000)
e se houver persistecircncia das condiccedilotildees anaeroacutebicas impostas pelo longo
periacuteodo em que os solos pantaneiros permanecem sob uma espessa lacircmina
drsquoaacutegua cria-se a condiccedilatildeo para que o ferro na forma feacuterrica (Fe+3) presente
nos oacutexidos seja reduzido para ferro na forma ferrosa (Fe+2) O ferro na
forma ferrosa (reduzida) eacute bastante soluacutevel o que permite sua translocaccedilatildeo
na fase aquosa
As caracteriacutesticas morfoloacutegicas destes solos advecircm principalmente
dos processos de reduccedilatildeo e oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs que lhes
conferem cores distintas O estado de oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs
influencia fortemente sua solubilidade e cor conferindo os mosqueados
marrons cinzentos azuis pretos e amarelos frequentemente observados
em solos hidromoacuterficos (Fanning e Fanning 1989)
Os padrotildees das cores dos mosqueados derivam da segregaccedilatildeo do
ferro em zonas com diferentes valores de potencial redox resultando desta
maneira em zonas de vermelho amarelo e cinza Os mosqueados satildeo muito
comuns em solos do Pantanal e geralmente indicam uma flutuaccedilatildeo de curta
duraccedilatildeo do lenccedilol freaacutetico (Buol e Rebertus 1988)
Os solos hidromoacuterficos tambeacutem podem apresentar horizontes
escurecidos devido ao acuacutemulo de mateacuteria orgacircnica uma vez que os
organismos anaeroacutebicos satildeo menos eficientes na mineralizaccedilatildeo do que os
organismos aeroacutebios Aleacutem disso os processos de reduccedilatildeo geralmente
envolvem a produccedilatildeo ou o consumo de H+ e consequentemente possuem
um importante efeito sobre o pH (Ponnamperuma 1972)
16
3 METODOLOGIA
31 Aacuterea de estudo
O presente trabalho foi conduzido de fevereiro de 2010 a janeiro de
2011 na RPPN (Reserva Particular do Patrimocircnio NaturalSistema Nacional
de Unidades de Conservaccedilatildeo ndash SNUC) Estacircncia Ecoloacutegica SESC (Serviccedilo
Social do Comeacutercio) Pantanal (Figura 1) municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo
nordeste do Pantanal de Mato Grosso
Neste estudo o ciclo hidroloacutegico foi dividido em estaccedilotildees a estaccedilatildeo
ldquocheiardquo corresponde aos meses de fevereiro marccedilo e abril a estaccedilatildeo
ldquovazanterdquo aos meses de maio junho e julho a estaccedilatildeo ldquoestiagemrdquo aos
meses de agosto setembro e outubro e por fim a estaccedilatildeo ldquoenchenterdquo aos
meses de novembro dezembro e janeiro
Os periacuteodos foram divididos em manhatilde tarde e noite manhatilde das
700 agraves 1330h o periacuteodo da tarde das 1400 agraves 1830h e o periacuteodo da
noite das 1900 agraves 630h
A RPPN SESC Pantanal eacute uma Unidade de Conservaccedilatildeo (UC)
particular localizada entre as coordenadas geograacuteficas 16deg 30` a 16deg 44` S e
56deg 20` a 56deg 30` W ocupando uma aacuterea de aproximadamente 1076 Km2
Em 2002 a RPPN foi reconhecida como site Ramsar (Convenccedilatildeo sobre
Zona Uacutemidas Ramsar Iratilde 1971) e considerada aacuterea prioritaacuteria para
Conservaccedilatildeo da Biodiversidade (Cordeiro 2004) Foi tambeacutem incluiacuteda na
Lista de Aacutereas Uacutemidas da Convenccedilatildeo Ramsar de importacircncia internacional
(Junk e Nunes da Cunha 2005)
O clima da regiatildeo eacute tipo Aw segundo a classificaccedilatildeo de Koumlppen
apresentando sazonalidade caracteriacutestica com uma estaccedilatildeo chuvosa
(outubro-abril) e outra seca (maio-setembro) (Nunes da Cunha e Junk
2004) A temperatura meacutedia anual do ar na RPPN SESC Pantanal oscila
entre 22 a 32ordmC e a precipitaccedilatildeo meacutedia anual entre 1100 e 1200 mm com o
total meacutedio do mecircs mais seco inferior a 40 mm (Hasenack et al 2003)
O solo no local de estudo foi classificado como Planossolo Haacuteplico
Aliacutetico Gleissoacutelico e a fitofisionomia do local foi classificada como Cerrado
sensu stricto Os solos desta classe apresentam mudanccedila textural abrupta
17
com acentuada diferenccedila de textura do A para o horizonte B imediatamente
subjacente permeabilidade lenta ou muito lenta profundidade de 150 cm e
textura arenosa (Anexo A)
Figura 1 Localizaccedilatildeo da RPPN SESC Pantanal
32 Medidas de Campo
Foram instalados sensores horizontalmente no perfil do solo na borda
de uma ldquocordilheirardquo nas profundidades de 10 e 30 cm para o monitoramento
contiacutenuo da concentraccedilatildeo de CO2 (ppm) conteuacutedo de O2 () temperatura
(ordmC) umidade do solo () potencial matricial (Kpa) e potencial redox (mV)
por meio de um datalogger modelo CR1000 (Campbell Scientific Logan
Utah USA) O datalogger foi conectado a uma bateria de 12V com uma
18
placa solar (45 W) o que garantia energia suficiente para o monitoramento
contiacutenuo e ininterrupto
A concentraccedilatildeo de CO2 no solo foi determinada in situ por meio de
um analisador de gaacutes por infravermelho (modelo GMM221 Vaisala Inc
Helsinki Finland) (Jassal et al 2004 Johnson et al 2008) (Figura 2)
Durante os primeiros 5 minutos de cada meia hora os sensores eram
ligados devido ao alto consumo de energia (4W cada) (Vaisala Oyj 2008)
Neste intervalo de 5 minutos os primeiros 3 minutos em que os sensores
ficavam ligados correspondem ao seu periacuteodo de aquecimento e os
subsequentes 2 minutos restantes correspondem agraves leituras feitas num
intervalo de 30 segundos resultando em registros de meia em meia hora
Figura 2 Sensor de CO2 (modelo GMM221 Vaisala Inc Helsinki
Finland)
O Potencial Redox foi determinado atraveacutes de um sensor ColeParmer
ColeParmer (Figura 3) que utiliza uma aacuterea superficial de platina (02
polegadas em torno do eletrodo de vidro) permitindo a sensibilidade do
sensor a atividades de eleacutetrons do fluido A banda de platina ajuda a prevenir
a entrada de resiacuteduos orgacircnicos no sensor evitando erros A faixa de
estimativa da sonda eacute de -700mV a 1100 mV sendo este intervalo
aproximado do potencial redox existente em aacuteguas naturais e no
escoamento superficial O sensor de potencial redox de 30 cm foi instalado
19
em fevereiro de 2010 e o sensor de potencial redox de 10 cm em setembro
do mesmo ano Os dados de potencial redox foram corrigidos pela equaccedilatildeo
de regressatildeo Equaccedilatildeo 1 proposta por Vepraskas e Faulkner (2001)
Fator de ajuste = -06743times(T) + 21376 (Equaccedilatildeo 1)
Em que T eacute a temperatura (degC) na profundidade do sensor redox
Potencial Redox (Eh mV) = Fator de ajuste + medida do sensor redox
(Equaccedilatildeo 2)
Figura 3 Sensor de potencial redox (ColeParmer)
As determinaccedilotildees de pressatildeo atmosfeacuterica e temperatura do solo
(sensor BPS e termostato Apogee Instruments Logan Utah USA) foram
usadas para corrigir as leituras de concentraccedilatildeo de CO2 pela dependecircncia
desses valores agrave lei dos gases perfeitos (Vaisala Oyj 2008)
A umidade do solo foi estimada por sensores baseados no domiacutenio da
capacitacircnciafrequecircncia (Decagon Instruments model EC-5) (Figura 4)
calibrados segundo Sakaki et al (2008) O potencial matricial do solo
(potencial matricial) foi analisado usando um sensor deste mesmo fabricante
(Decagon Instruments model MPS-1) (Figura 5) E todas as variaacuteveis foram
determinadas em intervalos de 30 minutos
20
Figura 4 Sensor de conteuacutedo de aacutegua (Decagon Instruments model
EC-5)
Figura 5 Sensor de potencial matricial do solo (Decagon Instruments
model MPS-1)
O O2 do solo foi determinado por meio de um sensor de ceacutelulas
galvacircnicas no estado soacutelido fabricado pela Apogee Instruments modelo SO-
111 (Kallestad et al 2008) (Figura 6) O sensor de oxigecircnio inclui um
termostato para determinar a temperatura do ambiente O sensor de
oxigecircnio de 30 cm apresentou problemas teacutecnicos durante os meses que
correspondem agraves estaccedilotildees da estiagem e enchente comprometendo assim
a produccedilatildeo de informaccedilotildees neste periacuteodo
21
Figura 6 Sensor de O2 (Apogee Instruments)
33 Medidas Micrometereoloacutegicas
No mesmo local em que foram instalados os equipamentos descritos
anteriormente foi instalado tambeacutem um sensor Vaisala modelo WXT520
(Vaisala Wheather Transmitter WXT520) (Figura 7) Este sensor faz
determinaccedilotildees numa frequecircncia de 10 Hz das seguintes variaacuteveis
velocidade do vento (ms) direccedilatildeo do vento (grau azimutal) temperatura do
ar (˚C) umidade relativa () pressatildeo do ar (kA) precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria (mm) e intensidade da precipitaccedilatildeo(mmh)
22
Figura 7 Sensor Vaisala WXT520 (Vaisala Wheather Transmitter WXT520)
34 Anaacutelises estatiacutesticas
Os valores de concentraccedilatildeo de CO2 foram estimados por interpolaccedilatildeo
linear quando a distacircncia dos valores de antes e depois (que natildeo saiacutessem
do intervalo) natildeo fossem maiores que 48 horas Este procedimento foi
automatizado utilizando o software de seacuteries temporais Aquarius (Aquatic
Informatica Aquarius 26004 Pro Edition) evitando a subjetividade das
estimativas Para a anaacutelise de dados foram feitos testes de meacutedias com
niacutevel de significacircncia de 95 aleacutem da anaacutelise multivariada dos
componentes principais
23
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas
A variaccedilatildeo do potencial redox para o solo estudado estaacute mostrada na
Figura 8 na qual foram plotados os dados meacutedios determinados pelo
sensor Entre abril de 2010 e fevereiro de 2011 o solo esteve insaturado ou
seja em estado de oxidaccedilatildeo e o intervalo de valores neste periacuteodo foi de
400 mV No periacuteodo de saturaccedilatildeo marccedilo de 2010 e marccedilo de 2011 a
variaccedilatildeo de valores foi superior a 750 mV
O tipo de variabilidade ilustrado na Figura 8 eacute esperado para solos
submetidos a uma sazonalidade de seca e cheia caso do solo estudado no
Pantanal de Mato Grosso Quando o Potencial Redox ficou maior que 400
mV o solo estava insaturado e o O2 controlava o sistema Na ausecircncia de
O2 os microrganismos reduzem uma variedade de aceptores de eleacutetrons
considerados alternativos que em ordem decrescente de termodinacircmica
satildeo NO3- (denitrificaccedilatildeo) Fe (III) (reduccedilatildeo do ferro) Mn (III IV) (reduccedilatildeo do
manganecircs) e SO4- (reduccedilatildeo do sulfato) (Keller et al 2009)
A linha que mostra a fase de mudanccedila de Fe(OH)3 para Fe2+ estaacute
adicionada agrave Figura 8 pela linha horizontal no Eh de 467mV de acordo com
o pH da soluccedilatildeo do solo do local de estudo que eacute aproximadamente 6
(Beirigo 2011 no prelo) (Vepraskas e Faulkner 2001) Durante o mecircs de
marccedilo o Fe2+ estava na soluccedilatildeo do solo ou seja se o Fe2+ estava presente
pode-se assumir que a maior parte do O2 dissolvido foi reduzido para H2O a
maior parte do NO3- presente foi desnitrificado e a maior parte dos oacutexidos de
Mn foram reduzidos para Mn2+ O estado de reduccedilatildeo do solo acontece ao
longo do ano mesmo nas estaccedilotildees secas do Pantanal havendo uma
dinacircmica de o potencial redox diminuir na cheia (meados de fevereiro) e
aumentar nas outras estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico
Os valores positivos obtidos satildeo tiacutepicos de solos aeroacutebicos
(Ponnamperuma 1972) demonstrando predominarem condiccedilotildees natildeo
limitantes no crescimento de plantas (Volk 1993)
24
Figura 8 Variaccedilatildeo (meacutedia diaacuteria) do Potencial Redox na profundidade de 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores meacutedios do potencial redox na profundidade de 10 cm
(Figura 9) satildeo estatisticamente diferentes quando comparados com as
estaccedilotildees estiagem e enchente mas quando comparados com os periacuteodos
manhatilde tarde e noite nestas estaccedilotildees natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica Jaacute na
profundidade de 30 cm natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica entre os periacuteodos
manhatilde tarde e noite em nenhuma das estaccedilotildees mas haacute diferenccedila entre os
valores obtidos nas estaccedilotildees estiagem e enchente
Pode-se observar que as meacutedias na profundidade de 10 cm (440 mV
e 460 mV) nas estaccedilotildees estiagem e enchente satildeo maiores que as meacutedias
da profundidade de 30 cm (340 mV e 360 mV) Os metais presentes em Eh
lt 150 mV estatildeo unidos a espeacutecies de sulfatos formando FeS2 MnSO4
entre outros enquanto em valores gt 150 mV (todas as estaccedilotildees em ambas
as profundidades) a maioria dos metais presentes satildeo soluacuteveis e unidos agraves
25
espeacutecies oxidadas Fe3O4 Mn2O4 (Clark et al 1998 Vepraskas e Faulkner
2001)
O potencial redox foi menor em maiores profundidades (30 cm) do
que perto da superfiacutecie do solo (10 cm) confirmando os dados encontrados
em estudos anteriores (Clay et al 1992 Bohrerova et al 2004)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
150
200
250
300
350
400
450
500
Po
ten
cial
Re
do
x
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
Figura 9 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do Potencial Redox nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de CO2 no solo (Figura 10) na profundidade de 10 cm satildeo
mais altos na cheia e vazante do que na estiagem e enchente Agrave medida que
as estaccedilotildees mais secas do Pantanal se aproximam (estiagem e enchente) a
produccedilatildeo de CO2 no solo diminui em aproximadamente 30 Os valores
meacutedios entre estaccedilotildees satildeo estatisticamente diferentes e entre periacuteodos
dentro de cada estaccedilatildeo os valores satildeo iguais em ambas as profundidades
Na profundidade de 30 cm os maiores valores foram encontrados nas
estaccedilotildees cheia e enchente enquanto os menores nas estaccedilotildees vazante e
estiagem Pode-se observar que o comportamento do CO2 no solo foi
diferente entre as profundidades enquanto o maior valor na profundidade de
26
10 cm foi determinado na vazante na profundidade de 30 cm nesta mesma
estaccedilatildeo foi detectado o menor valor
Figura 10 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do CO2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os solos secos (estiagem em ambas as profundidades) podem ser
associados a baixas concentraccedilotildees de CO2 visto que possuem alta
difusividade permitindo um raacutepido efluxo de CO2 do solo para a atmosfera
(Risk et al 2008) Tal dinacircmica foi observada na profundidade de 10 cm na
estaccedilatildeo estiagem no solo seco (Figura 12) com altas concentraccedilotildees de O2
(Figura 11) e baixas concentraccedilotildees de CO2 (Figura 10) O mesmo foi
encontrado na profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees vazante e estiagem As
altas concentraccedilotildees de CO2 encontradas nas estaccedilotildees cheia e vazante na
profundidade de 10 cm indicam condiccedilotildees mais aeroacutebicas do solo porque
em condiccedilotildees anaeroacutebicas natildeo existe produccedilatildeo de CO2 mas sim de
metano (Luo e Zhou 2006) Aleacutem disto vaacuterios estudos de campo sugerem
tambeacutem que o efluxo de CO2 pode ser limitado pela umidade em niacuteveis
muito altos ou muito baixos (Bowden 1993 Xu et al 2004)
27
Os valores meacutedios de O2 do solo (Figura 11) satildeo estatisticamente
diferentes entre as estaccedilotildees e natildeo houve diferenccedila significativa entre os
periacuteodos dentro de cada estaccedilatildeo Na profundidade de 10 cm os valores
meacutedios de O2 foram maiores nas estaccedilotildees vazante e estiagem e menores
nas estaccedilotildees cheia e enchente devido ao fato de em solos uacutemidos a
difusividade do solo ficar prejudicada Observa-se que na profundidade de
10 cm os maiores valores meacutedios (vazante e estiagem) foram encontrados
nas mesmas estaccedilotildees de baixa umidade do solo (Figura 12) e esta mesma
tendecircncia foi encontrada para a profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees cheia e
vazante para as ambas as profundidades
O O2 do solo tende a diminuir seus valores na estaccedilatildeo cheia quando
o solo jaacute estaacute completamente alagado Os menores valores meacutedios de O2
foram encontrados na profundidade de 30 cm na estaccedilatildeo cheia e
independentemente das estaccedilotildees na profundidade de 30 cm sempre foram
observados menores valores meacutedios A tendecircncia de os valores serem
menores na profundidade de 30 cm confirma os dados obtidos por Marshall
e Holmes (1988)
28
Figura 11 Meacutedias nas estaccedilotildees vazante e cheia do O2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Durante as estaccedilotildees de seca no Pantanal (vazante e estiagem) os
valores de O2 estatildeo na faixa de 15 a 18 em ambas as profundidades
confirmando os dados de Grable e Siemer (1968) os quais afirmam que o
conteuacutedo de O2 decresce de 21 a 13 da superfiacutecie do solo ateacute 60 cm em
condiccedilotildees de solo natildeo alagado
Um solo saturado natildeo eacute uniformemente desprovido de oxigecircnio A
concentraccedilatildeo de oxigecircnio em geral eacute alta na camada superficial oxidada
(formada pela difusatildeo de O2 pela atmosfera na aacutegua sobrejacente da
inundaccedilatildeo e em seguida no solo) onde ocorrem as reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo
(Ponnameoeruma 1972 Moore e Reddy 1994) Processos de reduccedilatildeo
dominam abaixo da camada oxidada Esta fina camada oxidada na
superfiacutecie de solos alagados eacute importante para as transformaccedilotildees do N
porque o NH4+ pode oxidar-se para NO3
- (nitrificaccedilatildeo) nesta camada O
esgotamento do NH4+ nesta camada causa sua difusatildeo para cima
(ascendente) em resposta agrave concentraccedilatildeo do gradiente (Luo e Zhou 2006)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
O2
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
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te
ch
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21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
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0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
MONITORAMENTO CONTIacuteNUO DO POTENCIAL REDOX E
DE VARIAacuteVEIS COMPLEMENTARES EM AMBIENTE
HIPERSAZONAL NO PANTANAL DE BARAtildeO DE
MELGACcedilO
RESUMO ndash Neste trabalho foram estudados o Potencial Redox e as
variaacuteveis do solo (CO2 O2 temperatura umidade e potencial matricial) e
micrometereoloacutegicas (direccedilatildeo e velocidade do vento e intensidade e
acumulada meacutedia diaacuteria de precipitaccedilatildeo) pelo monitoramento contiacutenuo e
ininterrupto Para isso foram realizadas determinaccedilotildees na profundidade de
10 e 30 cm em solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico
na fitofisionomia Cerrado sensu stricto localizado na RPPN SESC Pantanal
municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo nordeste do Pantanal Matogrossense Os
valores de Potencial Redox variaram de 636 mV (enchente) a -341 mV
(cheia) caracterizando ambiente anaeroacutebico na estaccedilatildeo cheia e ambiente
oxidado nas demais estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico Os resultados obtidos
permitem concluir que o potencial redox eacute um bom indicador da
hipersazonalidade dos solos hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense
Mostram tambeacutem que o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as
variaacuteveis que tecircm maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de
dados obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico indicando serem determinantes
nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com hipersazonalidade
Palavras-chave sazonalidade ciclo hidroloacutegico e Eh
MONITORING OF THE REDOX POTENTIAL IN BARAtildeO DE MELGACcedilO
AND ITS INTERACTIONS
ABSTRACT - This study investigated the redox potential and soil variables
(CO2 O2 temperature moisture and matric potential) and meteorologic
variables (direction and wind speed and intensity and cumulative average
daily precipitation) by monitoring continuous and uninterrupted For that
determinations were made at a depth of 10 and 30 cm in a soil classified as
Haplic Planosol Gleysols alito on Cerrado sensu stricto vegetation types
located in RPPN SESC Pantanal Baron Melgaccedilo municipality northeastern
Pantanal Redox potential values ranged from 636 mV (flood) to -341 mV
(filled) in the anaerobic environment featuring full season and oxidized
environment in the other seasons of the hydrological cycle The results
indicate that the redox potential is a good hyperseasonality indicator of the
Pantanal lowlands They also show that the matrix potential and soil moisture
are the variables that matter most to explain the variation in the data set
along the hydrological cycle indicating that biological processes are crucial in
this tropical soil with hyperseasonality
Keywords Seasonality hydrologic cycle and Eh
SUMAacuteRIO
1 INTRODUCcedilAtildeO 9
2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA 10
21 Potencial Redox 10
22 Pantanal 12
23 Solos do Pantanal 14
3 METODOLOGIA 16
31 Aacuterea de estudo 16
32 Medidas de Campo 17
33 Medidas Micrometereoloacutegicas 21
34 Anaacutelises estatiacutesticas 22
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO 23
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas 23
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA) 36
5 CONCLUSOtildeES 43
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 44
ANEXO A 52
9
1 INTRODUCcedilAtildeO
O Pantanal situado cerca de 2000 km para o sul do cinturatildeo equatorial
apresenta alteraccedilotildees sazonais que se caracterizam por uma estaccedilatildeo seca e
uma estaccedilatildeo chuvosa a cada ano O iniacutecio e o fim de cada estaccedilatildeo variam
de ano para ano com vaacuterias semanas de diferenccedila (Heckman 1998) O
pulso de inundaccedilatildeo eacute monomodal (Junk et al 1989) e de ano para ano as
cheias mostram grandes diferenccedilas em suas amplitudes com grande
variaccedilatildeo no tempo e no espaccedilo (Girard no prelo)
Devido agrave inundaccedilatildeo do monomodal vaacuterias regiotildees deste bioma mudam
de habitats aquaacuteticos para terrestres e vice-versa ocasionando momentos
em que as cheias ocupam 80 do Pantanal embora no periacuteodo de
estiagem grande parte da aacuterea inundada seque pois a aacutegua evapora ou
retorna para o leito dos rios (Lobato 2000)
Neste contexto dados obtidos em estudos sobre potencial redox podem
ser ferramentas versaacuteteis para compreender as reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo nos
solos (Vespraskas e Faulkner 2001) especialmente aqueles submetidos agrave
sazonalidade de cheia (fase anaeroacutebica) e seca (fase aeroacutebica) comuns no
Pantanal A anaacutelise conjunta do potencial redox com outras variaacuteveis pode
ser uacutetil para o entendimento da dinacircmica dos solos hidromoacuterficos ao longo
de todo o ciclo hidroloacutegico a que o Pantanal estaacute submetido
Portanto aliado agraves determinaccedilotildees de potencial redox a anaacutelise da
respiraccedilatildeo do solo e da difusatildeo do oxigecircnio e dioacutexido de carbono eacute de
extrema importacircncia pois as mudanccedilas do potencial redox satildeo o resultado
de efeitos combinados de processos quiacutemicos fiacutesicos e bioloacutegicos no solo
(Nemecek et al 1990) Tendo em vista a importacircncia de se estudar o
potencial redox em aacutereas uacutemidas junto com outras variaacuteveis para
compreender a dinacircmica de solos hidromoacuterficos os objetivos deste trabalho
foram caracterizar e monitorar o potencial redox e outras variaacuteveis
complementares (CO2 O2 temperatura umidade potencial matricial) no
solo de uma cordilheira na fitofisionomia Cerrado sensu stricto localizado
na RPPN SESC Pantanal analisando-o em conjunto com variaacuteveis
micrometereoloacutegicas (precipitaccedilatildeo e vento)
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2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
21 Potencial Redox
O potencial redox eacute a medida do estado de reduccedilatildeo e oxidaccedilatildeo em
que se encontra o solo sendo considerado um dos mais importantes fatores
que regem a produccedilatildeo de CO2 nas aacutereas uacutemidas (Reddy e DeLaune 2008
Seo e DeLaune 2010)
A biogeoquiacutemica das aacutereas uacutemidas eacute controlada pelas inundaccedilotildees
em funccedilatildeo das reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo A inundaccedilatildeo no solo muda
drasticamente a hidrosfera atmosfera biosfera e a biogeoquiacutemica A
difusividade do oxigecircnio atmosfeacuterico do solo diminui em solos inundados e
coloca em movimento uma seacuterie uacutenica de processos fiacutesicos quiacutemicos e
bioloacutegicos natildeo encontrados em solos secos eou que natildeo satildeo submetidos a
periacuteodos de inundaccedilatildeo (Neue et al 1997)
Apoacutes o O2 ser esgotado pela respiraccedilatildeo aeroacutebia organismos
anaeroacutebicos facultativos e obrigatoacuterios progressivamente usam os substratos
oxidados do solo como aceptores de eleacutetrons para a respiraccedilatildeo Bacteacuterias
denitrificadoras usam nitrato como um eleacutetron aceptor alternativo para
oxidaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica em valores de potencial redox abaixo de 420
mV em pH 7 Quando o nitrato eacute esgotado a reduccedilatildeo do manganecircs (Mn+4)
comeccedila abaixo de 400 mV seguida pela reduccedilatildeo do ferro (Fe+3) em valor de
potencial redox de 180 mV Essas reaccedilotildees satildeo catalisadas por diversas
bacteacuterias que usam a fermentaccedilatildeo para obter energia com o manganecircs
(Mn+4) e ferro (Fe+3) agindo diretamente como aceptores de eleacutetrons (Lovely
e Phillips 1989) Organismos anaeroacutebicos obrigatoacuterios reduzem o sulfato
quando o potencial redox cai abaixo -215 mV e o metano (CH4) eacute formado a
-244 mV (Neue et al 1997)
O potencial redox eacute usado para descrever o sistema de capacidade
de reduzir e oxidar O potencial redox eacute determinado em milivolts (mV) em
relaccedilatildeo a um eletrodo padratildeo de hidrogecircnio e eacute comumente estimado
utilizando um eletrodo de platina com um eletrodo de calomelano saturado
como referecircncia Em aacuteguas muito oxidadas enquanto as concentraccedilotildees de
oxigecircnio ficam aproximadamente acima de 1 mg O2 L-1 o potencial redox eacute
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altamente positivo (acima de 300-500 mV) Em ambientes reduzidos como
nas aacuteguas profundas dos lagos estratificados ou sedimentos de lagos
eutroacuteficos o potencial redox eacute baixo (abaixo de 100 mV ou mesmo
negativo)
A saturaccedilatildeo pela aacutegua promove condiccedilotildees anoacutexicas no solo e outros
aceptores de eleacutetrons diferentes do O2 satildeo utilizados na oxidaccedilatildeo da mateacuteria
orgacircnica (Tiedje et al 1984) Dependendo do potencial redox do pH e da
disponibilidade de aceptores de eleacutetrons o proacuteximo processo de reduccedilatildeo
microbiana pode ocorrer depois do esgotamento de O2 nitrato manganecircs
ferro sulfato e por uacuteltimo da reduccedilatildeo do CO2 (Zehnder e Stumm 1988
Paul e Clark 1996) O uacuteltimo segue uma sequecircncia chamada de cadeia de
reduccedilatildeo sequencial
Os solos das aacutereas uacutemidas satildeo diferentes da maioria dos solos de
terras altas e sedimentos porque satildeo submetidos frequentemente a ciclos de
umedecimento e secagem dando apoio suficiente para comunidades
aeroacutebias e anaeroacutebicas que exploram uma ampla gama de receptores de
eleacutetrons durante a respiraccedilatildeo como a O2 NO3- Fe (+3) 2SO4 e CO2 (Lovley
e Klug 1986) Portanto o desenvolvimento da atividade microbiana do solo
e as relaccedilotildees de propriedade para as aacutereas uacutemidas requerem um
entendimento da respiraccedilatildeo do solo (aeroacutebica e anaeroacutebica) para solos com
uma ampla gama de caracteriacutesticas (DAngelo e Reddy 1999)
No niacutevel dos agregados do solo a temperatura pode influenciar a
respiraccedilatildeo do solo indiretamente atraveacutes de seus efeitos sobre o transporte
de O2 A difusatildeo de ambos os gases e solutos atraveacutes de filmes de aacutegua eacute
determinada pela difusividade e umidade do solo Por um lado a
difusividade aumenta com a temperatura numa determinada umidade
(Nobel 2005) Por outro lado um aumento na temperatura durante um
periacuteodo de tempo reduz o teor de aacutegua no solo e a espessura de seus filmes
de aacutegua Em aacutereas uacutemidas um decreacutescimo na temperatura induz um
decreacutescimo na umidade do solo como uma resposta na concentraccedilatildeo de O2
e nas condiccedilotildees do potencial redox Desde que o oxigecircnio inveacutes dos solutos
orgacircnicos eacute comumente o limitante para a respiraccedilatildeo nas aacutereas uacutemidas
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solos secos tendem a aumentar a temperatura podendo estimular a
respiraccedilatildeo do solo (Luo e Zhou 2006)
A magnitude e a intensidade da reduccedilatildeo do solo satildeo controladas pela
quantidade de mateacuteria orgacircnica facilmente biodegradaacutevel sua taxa de
decomposiccedilatildeo e a quantidade e tipos de nitratos manganecircs e ferro
redutiacuteveis como tambeacutem sulfato e substratos orgacircnicos O mais importante
sistema tampatildeo em aacutereas uacutemidas satildeo oxi-hidroacutexidos de ferro (Fe3+ e Fe2+) e
compostos orgacircnicos porque estatildeo presentes em grandes quantidades
(Neue et al 1997)
22 Pantanal
As aacutereas uacutemidas (wetlands) possuem lenccedilol freaacutetico pouco profundo
apresentando solos saturados por um determinado tempo resultando em
baixos niacuteveis de oxigecircnio (Banner e MacKenzie 2000 Van der Walk 2006)
Essas aacutereas realizam serviccedilos essenciais para o ecossistema ndash estoque de
carbono controle das cheias manutenccedilatildeo da biodiversidade produccedilatildeo de
pescado recarga de aquumliacuteferos entre outros ndash e tecircm se mostrado cada dia
mais importantes no cenaacuterio global (Keddy et al 2009)
Tais aacutereas cobrem aproximadamente 6 da superfiacutecie terrestre (700
milhotildees de ha) e satildeo encontradas em diferentes continentes e em qualquer
zona climaacutetica aleacutem de serem consideradas aacutereas de prioridade para
conservaccedilatildeo (Van der Walk 2006 Keddy 2009) Entretanto estudos
recentes tecircm alertado que os ecossistemas permanentemente aquaacuteticos
(lagos rios) e das aacutereas uacutemidas ainda natildeo tecircm sido suficientemente
estudados sendo subestimados nos cenaacuterios globais de mudanccedilas
climaacuteticas (Neue et al 1997)
Entretanto a importacircncia das aacutereas inundaacuteveis para o ciclo global do
carbono balanccedilo hiacutedrico vida selvagem manutenccedilatildeo da biodiversidade e
produccedilatildeo de alimento humano eacute muito maior do que o tamanho que elas
ocupam na superfiacutecie terrestre (Cole e Brooks 2000)
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Cerca da metade das aacutereas uacutemidas se encontra nos troacutepicos A mateacuteria
orgacircnica em decomposiccedilatildeo faz com que estas aacutereas sejam importantes
drenos para o carbono Cerca de 250 Gt de carbono satildeo conservadas nas
aacutereas uacutemidas dos troacutepicos Pequenas diferenccedilas no regime climaacutetico
hiacutedrico nutrientes e uso da terra podem modificar drasticamente o estoque
de carbono dessas aacutereas (Neue et al 1997)
O Pantanal Mato-Grossense eacute a maior planiacutecie inundaacutevel contiacutenua do
planeta cobrindo uma aacuterea de cerca de 135 000 Km2 na bacia hidrograacutefica
do Rio Paraguai (Assine e Soares 2004) O Pantanal eacute caracterizado por ser
uma planiacutecie pluvial sazonalmente inundada com baixa declividade (Brazil
1979) do leste para o oeste (30 - 50 cm km-1) e mais baixa ainda do norte
para o sul (3 ndash 15 cm km-1) O pulso de inundaccedilatildeo regula os processos
ecoloacutegicos que ali ocorrem (Junk et al 1989)
Materiais provenientes de regiotildees circunvizinhas se depositam nas
aacutereas mais baixas Aleacutem disto a variaccedilatildeo do niacutevel de aacutegua eacute um fator
decisivo na caracterizaccedilatildeo ecoloacutegica da regiatildeo pois propicia condiccedilotildees
favoraacuteveis a vaacuterias espeacutecies que natildeo tecircm origem na aacuterea mas que
apresentam adaptaccedilotildees a este ambiente de mudanccedilas constantes devido agrave
alternacircncia marcante de periacuteodos de cheia e de seca Sua posiccedilatildeo
geograacutefica representa um grande interstiacutecio entre os biomas da Amazocircnia
Chaco e o Cerrado favorecendo a troca de espeacutecies (Couto 2002)
A inundaccedilatildeo na aacuterea deste estudo (parte norte do Pantanal) eacute o
reflexo da variaccedilatildeo anual do niacutevel de aacutegua que ocorre no Rio Cuiabaacute e eacute
altamente influenciada pela precipitaccedilatildeo e pela difiacutecil drenagem da aacutegua da
chuva no solo O padratildeo de inundaccedilatildeo na reagiatildeo eacute o tipo monomodal ou
seja somente uma inundaccedilatildeo por ano (Junk et al 1989) com pequena
amplitude (Hamilton et al 1996) Aleacutem dos ciclos anuais de inundaccedilatildeo
tambeacutem satildeo reconhecidos ciclos plurianuais com periacuteodos de grandes
cheias e grandes secas (Nunes da Cunha e Junk 2001)
A vegetaccedilatildeo heterogecircnea existente conhecida como o ldquoComplexo do
Pantanalrdquo eacute resultante da inundaccedilatildeo perioacutedica que favorece a rica
diversidade de ambientes Portanto o Pantanal deve ser estudado como um
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todo devido agraves interaccedilotildees entre o clima e a hidrologia como tambeacutem agraves
mudanccedilas nos ciclos de cheia e seca todos os anos (Heckman 1998)
Segundo Nunes da Cunha e Junk (2004) apenas 5 das espeacutecies
arboacutereas no Pantanal habitam exclusivamente zonas com prolongado
alagamento enquanto 30 estatildeo restritas agraves aacutereas raramente alagadas e
65 satildeo de ampla distribuiccedilatildeo no gradiente
Na fisionomia pantaneira o cerradatildeo ocupa aacutereas mais elevadas e o
cerrado sensu stricto aacutereas mais baixas tendendo para campo agrave medida
que aumenta o grau de inundaccedilatildeo Estas aacutereas satildeo uma continuidade da
grande regiatildeo fitoecoloacutegica do cerrado brasileiro consideradas junto com a
Ilha do Bananal as uacutenicas aacutereas extensas de cerrado sobre sedimentos
quartenaacuterios (Adaacutemoli 1986)
23 Solos do Pantanal
O carbono dos solos eacute originaacuterio da mateacuteria orgacircnica que assume um
papel fundamental em solos tropicais e subtropicais fornecendo nutrientes
estruturando o solo propiciando condiccedilotildees de aeraccedilatildeo e retenccedilatildeo de
umidade bem como para o estabelecimento dos seres vivos que datildeo
suporte aos processos que conferem aos solos suas propriedades e funccedilotildees
nos ecossistemas e na produccedilatildeo agriacutecola (Santos e Camargo 1999 Moreira
e Siqueira 2006)
O desenvolvimento dos solos de aacutereas uacutemidas e suas propriedades
satildeo influenciados pela saturaccedilatildeo temporaacuteria ou permanente de aacutegua na
parte superior do perfil do solo ou seja solos com sinais de reduccedilatildeo em
condiccedilotildees perioacutedicas ou permanentes de saturaccedilatildeo Condiccedilotildees de reduccedilatildeo
podem ocorrer em solos que contecircm quantidades consideraacuteveis de oxigecircnio
dissolvido falta de mateacuteria orgacircnica decomponiacutevel em combinaccedilatildeo com
altos teores de carbonato de caacutelcio e outros fatores que suprimem a
atividade de microrganismos (Moormann e Van de Wetering 1985)
De uma maneira geral os solos pantaneiros guardam estreita
relaccedilatildeo com a natureza dos sedimentos depositados o que por sua vez eacute
consequecircncia da natureza do ldquomaterial fonterdquo e dos processos ou formas de
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deposiccedilatildeosedimentaccedilatildeo Assim as diversas regiotildees da planiacutecie por terem
sido contempladas com tipos de sedimentos diferenciados apresentam
naturalmente dinacircmica hiacutedrica proacutepria e este conjunto eacute determinante para a
definiccedilatildeo dos processos pedogeneacuteticos que atuaram eou atuam na regiatildeo
(Couto 2002)
Sabe-se que quando os solos se tornam saturados com aacutegua o
oxigecircnio presente neles eacute consumido formando condiccedilotildees anaeroacutebicas
Se houver fonte de carbono oxidaacutevel se a temperatura for suficientemente
alta para que os microrganismos estejam ativos (Rabenhorst e Parikh 2000)
e se houver persistecircncia das condiccedilotildees anaeroacutebicas impostas pelo longo
periacuteodo em que os solos pantaneiros permanecem sob uma espessa lacircmina
drsquoaacutegua cria-se a condiccedilatildeo para que o ferro na forma feacuterrica (Fe+3) presente
nos oacutexidos seja reduzido para ferro na forma ferrosa (Fe+2) O ferro na
forma ferrosa (reduzida) eacute bastante soluacutevel o que permite sua translocaccedilatildeo
na fase aquosa
As caracteriacutesticas morfoloacutegicas destes solos advecircm principalmente
dos processos de reduccedilatildeo e oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs que lhes
conferem cores distintas O estado de oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs
influencia fortemente sua solubilidade e cor conferindo os mosqueados
marrons cinzentos azuis pretos e amarelos frequentemente observados
em solos hidromoacuterficos (Fanning e Fanning 1989)
Os padrotildees das cores dos mosqueados derivam da segregaccedilatildeo do
ferro em zonas com diferentes valores de potencial redox resultando desta
maneira em zonas de vermelho amarelo e cinza Os mosqueados satildeo muito
comuns em solos do Pantanal e geralmente indicam uma flutuaccedilatildeo de curta
duraccedilatildeo do lenccedilol freaacutetico (Buol e Rebertus 1988)
Os solos hidromoacuterficos tambeacutem podem apresentar horizontes
escurecidos devido ao acuacutemulo de mateacuteria orgacircnica uma vez que os
organismos anaeroacutebicos satildeo menos eficientes na mineralizaccedilatildeo do que os
organismos aeroacutebios Aleacutem disso os processos de reduccedilatildeo geralmente
envolvem a produccedilatildeo ou o consumo de H+ e consequentemente possuem
um importante efeito sobre o pH (Ponnamperuma 1972)
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3 METODOLOGIA
31 Aacuterea de estudo
O presente trabalho foi conduzido de fevereiro de 2010 a janeiro de
2011 na RPPN (Reserva Particular do Patrimocircnio NaturalSistema Nacional
de Unidades de Conservaccedilatildeo ndash SNUC) Estacircncia Ecoloacutegica SESC (Serviccedilo
Social do Comeacutercio) Pantanal (Figura 1) municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo
nordeste do Pantanal de Mato Grosso
Neste estudo o ciclo hidroloacutegico foi dividido em estaccedilotildees a estaccedilatildeo
ldquocheiardquo corresponde aos meses de fevereiro marccedilo e abril a estaccedilatildeo
ldquovazanterdquo aos meses de maio junho e julho a estaccedilatildeo ldquoestiagemrdquo aos
meses de agosto setembro e outubro e por fim a estaccedilatildeo ldquoenchenterdquo aos
meses de novembro dezembro e janeiro
Os periacuteodos foram divididos em manhatilde tarde e noite manhatilde das
700 agraves 1330h o periacuteodo da tarde das 1400 agraves 1830h e o periacuteodo da
noite das 1900 agraves 630h
A RPPN SESC Pantanal eacute uma Unidade de Conservaccedilatildeo (UC)
particular localizada entre as coordenadas geograacuteficas 16deg 30` a 16deg 44` S e
56deg 20` a 56deg 30` W ocupando uma aacuterea de aproximadamente 1076 Km2
Em 2002 a RPPN foi reconhecida como site Ramsar (Convenccedilatildeo sobre
Zona Uacutemidas Ramsar Iratilde 1971) e considerada aacuterea prioritaacuteria para
Conservaccedilatildeo da Biodiversidade (Cordeiro 2004) Foi tambeacutem incluiacuteda na
Lista de Aacutereas Uacutemidas da Convenccedilatildeo Ramsar de importacircncia internacional
(Junk e Nunes da Cunha 2005)
O clima da regiatildeo eacute tipo Aw segundo a classificaccedilatildeo de Koumlppen
apresentando sazonalidade caracteriacutestica com uma estaccedilatildeo chuvosa
(outubro-abril) e outra seca (maio-setembro) (Nunes da Cunha e Junk
2004) A temperatura meacutedia anual do ar na RPPN SESC Pantanal oscila
entre 22 a 32ordmC e a precipitaccedilatildeo meacutedia anual entre 1100 e 1200 mm com o
total meacutedio do mecircs mais seco inferior a 40 mm (Hasenack et al 2003)
O solo no local de estudo foi classificado como Planossolo Haacuteplico
Aliacutetico Gleissoacutelico e a fitofisionomia do local foi classificada como Cerrado
sensu stricto Os solos desta classe apresentam mudanccedila textural abrupta
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com acentuada diferenccedila de textura do A para o horizonte B imediatamente
subjacente permeabilidade lenta ou muito lenta profundidade de 150 cm e
textura arenosa (Anexo A)
Figura 1 Localizaccedilatildeo da RPPN SESC Pantanal
32 Medidas de Campo
Foram instalados sensores horizontalmente no perfil do solo na borda
de uma ldquocordilheirardquo nas profundidades de 10 e 30 cm para o monitoramento
contiacutenuo da concentraccedilatildeo de CO2 (ppm) conteuacutedo de O2 () temperatura
(ordmC) umidade do solo () potencial matricial (Kpa) e potencial redox (mV)
por meio de um datalogger modelo CR1000 (Campbell Scientific Logan
Utah USA) O datalogger foi conectado a uma bateria de 12V com uma
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placa solar (45 W) o que garantia energia suficiente para o monitoramento
contiacutenuo e ininterrupto
A concentraccedilatildeo de CO2 no solo foi determinada in situ por meio de
um analisador de gaacutes por infravermelho (modelo GMM221 Vaisala Inc
Helsinki Finland) (Jassal et al 2004 Johnson et al 2008) (Figura 2)
Durante os primeiros 5 minutos de cada meia hora os sensores eram
ligados devido ao alto consumo de energia (4W cada) (Vaisala Oyj 2008)
Neste intervalo de 5 minutos os primeiros 3 minutos em que os sensores
ficavam ligados correspondem ao seu periacuteodo de aquecimento e os
subsequentes 2 minutos restantes correspondem agraves leituras feitas num
intervalo de 30 segundos resultando em registros de meia em meia hora
Figura 2 Sensor de CO2 (modelo GMM221 Vaisala Inc Helsinki
Finland)
O Potencial Redox foi determinado atraveacutes de um sensor ColeParmer
ColeParmer (Figura 3) que utiliza uma aacuterea superficial de platina (02
polegadas em torno do eletrodo de vidro) permitindo a sensibilidade do
sensor a atividades de eleacutetrons do fluido A banda de platina ajuda a prevenir
a entrada de resiacuteduos orgacircnicos no sensor evitando erros A faixa de
estimativa da sonda eacute de -700mV a 1100 mV sendo este intervalo
aproximado do potencial redox existente em aacuteguas naturais e no
escoamento superficial O sensor de potencial redox de 30 cm foi instalado
19
em fevereiro de 2010 e o sensor de potencial redox de 10 cm em setembro
do mesmo ano Os dados de potencial redox foram corrigidos pela equaccedilatildeo
de regressatildeo Equaccedilatildeo 1 proposta por Vepraskas e Faulkner (2001)
Fator de ajuste = -06743times(T) + 21376 (Equaccedilatildeo 1)
Em que T eacute a temperatura (degC) na profundidade do sensor redox
Potencial Redox (Eh mV) = Fator de ajuste + medida do sensor redox
(Equaccedilatildeo 2)
Figura 3 Sensor de potencial redox (ColeParmer)
As determinaccedilotildees de pressatildeo atmosfeacuterica e temperatura do solo
(sensor BPS e termostato Apogee Instruments Logan Utah USA) foram
usadas para corrigir as leituras de concentraccedilatildeo de CO2 pela dependecircncia
desses valores agrave lei dos gases perfeitos (Vaisala Oyj 2008)
A umidade do solo foi estimada por sensores baseados no domiacutenio da
capacitacircnciafrequecircncia (Decagon Instruments model EC-5) (Figura 4)
calibrados segundo Sakaki et al (2008) O potencial matricial do solo
(potencial matricial) foi analisado usando um sensor deste mesmo fabricante
(Decagon Instruments model MPS-1) (Figura 5) E todas as variaacuteveis foram
determinadas em intervalos de 30 minutos
20
Figura 4 Sensor de conteuacutedo de aacutegua (Decagon Instruments model
EC-5)
Figura 5 Sensor de potencial matricial do solo (Decagon Instruments
model MPS-1)
O O2 do solo foi determinado por meio de um sensor de ceacutelulas
galvacircnicas no estado soacutelido fabricado pela Apogee Instruments modelo SO-
111 (Kallestad et al 2008) (Figura 6) O sensor de oxigecircnio inclui um
termostato para determinar a temperatura do ambiente O sensor de
oxigecircnio de 30 cm apresentou problemas teacutecnicos durante os meses que
correspondem agraves estaccedilotildees da estiagem e enchente comprometendo assim
a produccedilatildeo de informaccedilotildees neste periacuteodo
21
Figura 6 Sensor de O2 (Apogee Instruments)
33 Medidas Micrometereoloacutegicas
No mesmo local em que foram instalados os equipamentos descritos
anteriormente foi instalado tambeacutem um sensor Vaisala modelo WXT520
(Vaisala Wheather Transmitter WXT520) (Figura 7) Este sensor faz
determinaccedilotildees numa frequecircncia de 10 Hz das seguintes variaacuteveis
velocidade do vento (ms) direccedilatildeo do vento (grau azimutal) temperatura do
ar (˚C) umidade relativa () pressatildeo do ar (kA) precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria (mm) e intensidade da precipitaccedilatildeo(mmh)
22
Figura 7 Sensor Vaisala WXT520 (Vaisala Wheather Transmitter WXT520)
34 Anaacutelises estatiacutesticas
Os valores de concentraccedilatildeo de CO2 foram estimados por interpolaccedilatildeo
linear quando a distacircncia dos valores de antes e depois (que natildeo saiacutessem
do intervalo) natildeo fossem maiores que 48 horas Este procedimento foi
automatizado utilizando o software de seacuteries temporais Aquarius (Aquatic
Informatica Aquarius 26004 Pro Edition) evitando a subjetividade das
estimativas Para a anaacutelise de dados foram feitos testes de meacutedias com
niacutevel de significacircncia de 95 aleacutem da anaacutelise multivariada dos
componentes principais
23
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas
A variaccedilatildeo do potencial redox para o solo estudado estaacute mostrada na
Figura 8 na qual foram plotados os dados meacutedios determinados pelo
sensor Entre abril de 2010 e fevereiro de 2011 o solo esteve insaturado ou
seja em estado de oxidaccedilatildeo e o intervalo de valores neste periacuteodo foi de
400 mV No periacuteodo de saturaccedilatildeo marccedilo de 2010 e marccedilo de 2011 a
variaccedilatildeo de valores foi superior a 750 mV
O tipo de variabilidade ilustrado na Figura 8 eacute esperado para solos
submetidos a uma sazonalidade de seca e cheia caso do solo estudado no
Pantanal de Mato Grosso Quando o Potencial Redox ficou maior que 400
mV o solo estava insaturado e o O2 controlava o sistema Na ausecircncia de
O2 os microrganismos reduzem uma variedade de aceptores de eleacutetrons
considerados alternativos que em ordem decrescente de termodinacircmica
satildeo NO3- (denitrificaccedilatildeo) Fe (III) (reduccedilatildeo do ferro) Mn (III IV) (reduccedilatildeo do
manganecircs) e SO4- (reduccedilatildeo do sulfato) (Keller et al 2009)
A linha que mostra a fase de mudanccedila de Fe(OH)3 para Fe2+ estaacute
adicionada agrave Figura 8 pela linha horizontal no Eh de 467mV de acordo com
o pH da soluccedilatildeo do solo do local de estudo que eacute aproximadamente 6
(Beirigo 2011 no prelo) (Vepraskas e Faulkner 2001) Durante o mecircs de
marccedilo o Fe2+ estava na soluccedilatildeo do solo ou seja se o Fe2+ estava presente
pode-se assumir que a maior parte do O2 dissolvido foi reduzido para H2O a
maior parte do NO3- presente foi desnitrificado e a maior parte dos oacutexidos de
Mn foram reduzidos para Mn2+ O estado de reduccedilatildeo do solo acontece ao
longo do ano mesmo nas estaccedilotildees secas do Pantanal havendo uma
dinacircmica de o potencial redox diminuir na cheia (meados de fevereiro) e
aumentar nas outras estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico
Os valores positivos obtidos satildeo tiacutepicos de solos aeroacutebicos
(Ponnamperuma 1972) demonstrando predominarem condiccedilotildees natildeo
limitantes no crescimento de plantas (Volk 1993)
24
Figura 8 Variaccedilatildeo (meacutedia diaacuteria) do Potencial Redox na profundidade de 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores meacutedios do potencial redox na profundidade de 10 cm
(Figura 9) satildeo estatisticamente diferentes quando comparados com as
estaccedilotildees estiagem e enchente mas quando comparados com os periacuteodos
manhatilde tarde e noite nestas estaccedilotildees natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica Jaacute na
profundidade de 30 cm natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica entre os periacuteodos
manhatilde tarde e noite em nenhuma das estaccedilotildees mas haacute diferenccedila entre os
valores obtidos nas estaccedilotildees estiagem e enchente
Pode-se observar que as meacutedias na profundidade de 10 cm (440 mV
e 460 mV) nas estaccedilotildees estiagem e enchente satildeo maiores que as meacutedias
da profundidade de 30 cm (340 mV e 360 mV) Os metais presentes em Eh
lt 150 mV estatildeo unidos a espeacutecies de sulfatos formando FeS2 MnSO4
entre outros enquanto em valores gt 150 mV (todas as estaccedilotildees em ambas
as profundidades) a maioria dos metais presentes satildeo soluacuteveis e unidos agraves
25
espeacutecies oxidadas Fe3O4 Mn2O4 (Clark et al 1998 Vepraskas e Faulkner
2001)
O potencial redox foi menor em maiores profundidades (30 cm) do
que perto da superfiacutecie do solo (10 cm) confirmando os dados encontrados
em estudos anteriores (Clay et al 1992 Bohrerova et al 2004)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
150
200
250
300
350
400
450
500
Po
ten
cial
Re
do
x
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
Figura 9 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do Potencial Redox nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de CO2 no solo (Figura 10) na profundidade de 10 cm satildeo
mais altos na cheia e vazante do que na estiagem e enchente Agrave medida que
as estaccedilotildees mais secas do Pantanal se aproximam (estiagem e enchente) a
produccedilatildeo de CO2 no solo diminui em aproximadamente 30 Os valores
meacutedios entre estaccedilotildees satildeo estatisticamente diferentes e entre periacuteodos
dentro de cada estaccedilatildeo os valores satildeo iguais em ambas as profundidades
Na profundidade de 30 cm os maiores valores foram encontrados nas
estaccedilotildees cheia e enchente enquanto os menores nas estaccedilotildees vazante e
estiagem Pode-se observar que o comportamento do CO2 no solo foi
diferente entre as profundidades enquanto o maior valor na profundidade de
26
10 cm foi determinado na vazante na profundidade de 30 cm nesta mesma
estaccedilatildeo foi detectado o menor valor
Figura 10 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do CO2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os solos secos (estiagem em ambas as profundidades) podem ser
associados a baixas concentraccedilotildees de CO2 visto que possuem alta
difusividade permitindo um raacutepido efluxo de CO2 do solo para a atmosfera
(Risk et al 2008) Tal dinacircmica foi observada na profundidade de 10 cm na
estaccedilatildeo estiagem no solo seco (Figura 12) com altas concentraccedilotildees de O2
(Figura 11) e baixas concentraccedilotildees de CO2 (Figura 10) O mesmo foi
encontrado na profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees vazante e estiagem As
altas concentraccedilotildees de CO2 encontradas nas estaccedilotildees cheia e vazante na
profundidade de 10 cm indicam condiccedilotildees mais aeroacutebicas do solo porque
em condiccedilotildees anaeroacutebicas natildeo existe produccedilatildeo de CO2 mas sim de
metano (Luo e Zhou 2006) Aleacutem disto vaacuterios estudos de campo sugerem
tambeacutem que o efluxo de CO2 pode ser limitado pela umidade em niacuteveis
muito altos ou muito baixos (Bowden 1993 Xu et al 2004)
27
Os valores meacutedios de O2 do solo (Figura 11) satildeo estatisticamente
diferentes entre as estaccedilotildees e natildeo houve diferenccedila significativa entre os
periacuteodos dentro de cada estaccedilatildeo Na profundidade de 10 cm os valores
meacutedios de O2 foram maiores nas estaccedilotildees vazante e estiagem e menores
nas estaccedilotildees cheia e enchente devido ao fato de em solos uacutemidos a
difusividade do solo ficar prejudicada Observa-se que na profundidade de
10 cm os maiores valores meacutedios (vazante e estiagem) foram encontrados
nas mesmas estaccedilotildees de baixa umidade do solo (Figura 12) e esta mesma
tendecircncia foi encontrada para a profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees cheia e
vazante para as ambas as profundidades
O O2 do solo tende a diminuir seus valores na estaccedilatildeo cheia quando
o solo jaacute estaacute completamente alagado Os menores valores meacutedios de O2
foram encontrados na profundidade de 30 cm na estaccedilatildeo cheia e
independentemente das estaccedilotildees na profundidade de 30 cm sempre foram
observados menores valores meacutedios A tendecircncia de os valores serem
menores na profundidade de 30 cm confirma os dados obtidos por Marshall
e Holmes (1988)
28
Figura 11 Meacutedias nas estaccedilotildees vazante e cheia do O2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Durante as estaccedilotildees de seca no Pantanal (vazante e estiagem) os
valores de O2 estatildeo na faixa de 15 a 18 em ambas as profundidades
confirmando os dados de Grable e Siemer (1968) os quais afirmam que o
conteuacutedo de O2 decresce de 21 a 13 da superfiacutecie do solo ateacute 60 cm em
condiccedilotildees de solo natildeo alagado
Um solo saturado natildeo eacute uniformemente desprovido de oxigecircnio A
concentraccedilatildeo de oxigecircnio em geral eacute alta na camada superficial oxidada
(formada pela difusatildeo de O2 pela atmosfera na aacutegua sobrejacente da
inundaccedilatildeo e em seguida no solo) onde ocorrem as reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo
(Ponnameoeruma 1972 Moore e Reddy 1994) Processos de reduccedilatildeo
dominam abaixo da camada oxidada Esta fina camada oxidada na
superfiacutecie de solos alagados eacute importante para as transformaccedilotildees do N
porque o NH4+ pode oxidar-se para NO3
- (nitrificaccedilatildeo) nesta camada O
esgotamento do NH4+ nesta camada causa sua difusatildeo para cima
(ascendente) em resposta agrave concentraccedilatildeo do gradiente (Luo e Zhou 2006)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
O2
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
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21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
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So
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0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
MONITORING OF THE REDOX POTENTIAL IN BARAtildeO DE MELGACcedilO
AND ITS INTERACTIONS
ABSTRACT - This study investigated the redox potential and soil variables
(CO2 O2 temperature moisture and matric potential) and meteorologic
variables (direction and wind speed and intensity and cumulative average
daily precipitation) by monitoring continuous and uninterrupted For that
determinations were made at a depth of 10 and 30 cm in a soil classified as
Haplic Planosol Gleysols alito on Cerrado sensu stricto vegetation types
located in RPPN SESC Pantanal Baron Melgaccedilo municipality northeastern
Pantanal Redox potential values ranged from 636 mV (flood) to -341 mV
(filled) in the anaerobic environment featuring full season and oxidized
environment in the other seasons of the hydrological cycle The results
indicate that the redox potential is a good hyperseasonality indicator of the
Pantanal lowlands They also show that the matrix potential and soil moisture
are the variables that matter most to explain the variation in the data set
along the hydrological cycle indicating that biological processes are crucial in
this tropical soil with hyperseasonality
Keywords Seasonality hydrologic cycle and Eh
SUMAacuteRIO
1 INTRODUCcedilAtildeO 9
2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA 10
21 Potencial Redox 10
22 Pantanal 12
23 Solos do Pantanal 14
3 METODOLOGIA 16
31 Aacuterea de estudo 16
32 Medidas de Campo 17
33 Medidas Micrometereoloacutegicas 21
34 Anaacutelises estatiacutesticas 22
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO 23
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas 23
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA) 36
5 CONCLUSOtildeES 43
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 44
ANEXO A 52
9
1 INTRODUCcedilAtildeO
O Pantanal situado cerca de 2000 km para o sul do cinturatildeo equatorial
apresenta alteraccedilotildees sazonais que se caracterizam por uma estaccedilatildeo seca e
uma estaccedilatildeo chuvosa a cada ano O iniacutecio e o fim de cada estaccedilatildeo variam
de ano para ano com vaacuterias semanas de diferenccedila (Heckman 1998) O
pulso de inundaccedilatildeo eacute monomodal (Junk et al 1989) e de ano para ano as
cheias mostram grandes diferenccedilas em suas amplitudes com grande
variaccedilatildeo no tempo e no espaccedilo (Girard no prelo)
Devido agrave inundaccedilatildeo do monomodal vaacuterias regiotildees deste bioma mudam
de habitats aquaacuteticos para terrestres e vice-versa ocasionando momentos
em que as cheias ocupam 80 do Pantanal embora no periacuteodo de
estiagem grande parte da aacuterea inundada seque pois a aacutegua evapora ou
retorna para o leito dos rios (Lobato 2000)
Neste contexto dados obtidos em estudos sobre potencial redox podem
ser ferramentas versaacuteteis para compreender as reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo nos
solos (Vespraskas e Faulkner 2001) especialmente aqueles submetidos agrave
sazonalidade de cheia (fase anaeroacutebica) e seca (fase aeroacutebica) comuns no
Pantanal A anaacutelise conjunta do potencial redox com outras variaacuteveis pode
ser uacutetil para o entendimento da dinacircmica dos solos hidromoacuterficos ao longo
de todo o ciclo hidroloacutegico a que o Pantanal estaacute submetido
Portanto aliado agraves determinaccedilotildees de potencial redox a anaacutelise da
respiraccedilatildeo do solo e da difusatildeo do oxigecircnio e dioacutexido de carbono eacute de
extrema importacircncia pois as mudanccedilas do potencial redox satildeo o resultado
de efeitos combinados de processos quiacutemicos fiacutesicos e bioloacutegicos no solo
(Nemecek et al 1990) Tendo em vista a importacircncia de se estudar o
potencial redox em aacutereas uacutemidas junto com outras variaacuteveis para
compreender a dinacircmica de solos hidromoacuterficos os objetivos deste trabalho
foram caracterizar e monitorar o potencial redox e outras variaacuteveis
complementares (CO2 O2 temperatura umidade potencial matricial) no
solo de uma cordilheira na fitofisionomia Cerrado sensu stricto localizado
na RPPN SESC Pantanal analisando-o em conjunto com variaacuteveis
micrometereoloacutegicas (precipitaccedilatildeo e vento)
10
2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
21 Potencial Redox
O potencial redox eacute a medida do estado de reduccedilatildeo e oxidaccedilatildeo em
que se encontra o solo sendo considerado um dos mais importantes fatores
que regem a produccedilatildeo de CO2 nas aacutereas uacutemidas (Reddy e DeLaune 2008
Seo e DeLaune 2010)
A biogeoquiacutemica das aacutereas uacutemidas eacute controlada pelas inundaccedilotildees
em funccedilatildeo das reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo A inundaccedilatildeo no solo muda
drasticamente a hidrosfera atmosfera biosfera e a biogeoquiacutemica A
difusividade do oxigecircnio atmosfeacuterico do solo diminui em solos inundados e
coloca em movimento uma seacuterie uacutenica de processos fiacutesicos quiacutemicos e
bioloacutegicos natildeo encontrados em solos secos eou que natildeo satildeo submetidos a
periacuteodos de inundaccedilatildeo (Neue et al 1997)
Apoacutes o O2 ser esgotado pela respiraccedilatildeo aeroacutebia organismos
anaeroacutebicos facultativos e obrigatoacuterios progressivamente usam os substratos
oxidados do solo como aceptores de eleacutetrons para a respiraccedilatildeo Bacteacuterias
denitrificadoras usam nitrato como um eleacutetron aceptor alternativo para
oxidaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica em valores de potencial redox abaixo de 420
mV em pH 7 Quando o nitrato eacute esgotado a reduccedilatildeo do manganecircs (Mn+4)
comeccedila abaixo de 400 mV seguida pela reduccedilatildeo do ferro (Fe+3) em valor de
potencial redox de 180 mV Essas reaccedilotildees satildeo catalisadas por diversas
bacteacuterias que usam a fermentaccedilatildeo para obter energia com o manganecircs
(Mn+4) e ferro (Fe+3) agindo diretamente como aceptores de eleacutetrons (Lovely
e Phillips 1989) Organismos anaeroacutebicos obrigatoacuterios reduzem o sulfato
quando o potencial redox cai abaixo -215 mV e o metano (CH4) eacute formado a
-244 mV (Neue et al 1997)
O potencial redox eacute usado para descrever o sistema de capacidade
de reduzir e oxidar O potencial redox eacute determinado em milivolts (mV) em
relaccedilatildeo a um eletrodo padratildeo de hidrogecircnio e eacute comumente estimado
utilizando um eletrodo de platina com um eletrodo de calomelano saturado
como referecircncia Em aacuteguas muito oxidadas enquanto as concentraccedilotildees de
oxigecircnio ficam aproximadamente acima de 1 mg O2 L-1 o potencial redox eacute
11
altamente positivo (acima de 300-500 mV) Em ambientes reduzidos como
nas aacuteguas profundas dos lagos estratificados ou sedimentos de lagos
eutroacuteficos o potencial redox eacute baixo (abaixo de 100 mV ou mesmo
negativo)
A saturaccedilatildeo pela aacutegua promove condiccedilotildees anoacutexicas no solo e outros
aceptores de eleacutetrons diferentes do O2 satildeo utilizados na oxidaccedilatildeo da mateacuteria
orgacircnica (Tiedje et al 1984) Dependendo do potencial redox do pH e da
disponibilidade de aceptores de eleacutetrons o proacuteximo processo de reduccedilatildeo
microbiana pode ocorrer depois do esgotamento de O2 nitrato manganecircs
ferro sulfato e por uacuteltimo da reduccedilatildeo do CO2 (Zehnder e Stumm 1988
Paul e Clark 1996) O uacuteltimo segue uma sequecircncia chamada de cadeia de
reduccedilatildeo sequencial
Os solos das aacutereas uacutemidas satildeo diferentes da maioria dos solos de
terras altas e sedimentos porque satildeo submetidos frequentemente a ciclos de
umedecimento e secagem dando apoio suficiente para comunidades
aeroacutebias e anaeroacutebicas que exploram uma ampla gama de receptores de
eleacutetrons durante a respiraccedilatildeo como a O2 NO3- Fe (+3) 2SO4 e CO2 (Lovley
e Klug 1986) Portanto o desenvolvimento da atividade microbiana do solo
e as relaccedilotildees de propriedade para as aacutereas uacutemidas requerem um
entendimento da respiraccedilatildeo do solo (aeroacutebica e anaeroacutebica) para solos com
uma ampla gama de caracteriacutesticas (DAngelo e Reddy 1999)
No niacutevel dos agregados do solo a temperatura pode influenciar a
respiraccedilatildeo do solo indiretamente atraveacutes de seus efeitos sobre o transporte
de O2 A difusatildeo de ambos os gases e solutos atraveacutes de filmes de aacutegua eacute
determinada pela difusividade e umidade do solo Por um lado a
difusividade aumenta com a temperatura numa determinada umidade
(Nobel 2005) Por outro lado um aumento na temperatura durante um
periacuteodo de tempo reduz o teor de aacutegua no solo e a espessura de seus filmes
de aacutegua Em aacutereas uacutemidas um decreacutescimo na temperatura induz um
decreacutescimo na umidade do solo como uma resposta na concentraccedilatildeo de O2
e nas condiccedilotildees do potencial redox Desde que o oxigecircnio inveacutes dos solutos
orgacircnicos eacute comumente o limitante para a respiraccedilatildeo nas aacutereas uacutemidas
12
solos secos tendem a aumentar a temperatura podendo estimular a
respiraccedilatildeo do solo (Luo e Zhou 2006)
A magnitude e a intensidade da reduccedilatildeo do solo satildeo controladas pela
quantidade de mateacuteria orgacircnica facilmente biodegradaacutevel sua taxa de
decomposiccedilatildeo e a quantidade e tipos de nitratos manganecircs e ferro
redutiacuteveis como tambeacutem sulfato e substratos orgacircnicos O mais importante
sistema tampatildeo em aacutereas uacutemidas satildeo oxi-hidroacutexidos de ferro (Fe3+ e Fe2+) e
compostos orgacircnicos porque estatildeo presentes em grandes quantidades
(Neue et al 1997)
22 Pantanal
As aacutereas uacutemidas (wetlands) possuem lenccedilol freaacutetico pouco profundo
apresentando solos saturados por um determinado tempo resultando em
baixos niacuteveis de oxigecircnio (Banner e MacKenzie 2000 Van der Walk 2006)
Essas aacutereas realizam serviccedilos essenciais para o ecossistema ndash estoque de
carbono controle das cheias manutenccedilatildeo da biodiversidade produccedilatildeo de
pescado recarga de aquumliacuteferos entre outros ndash e tecircm se mostrado cada dia
mais importantes no cenaacuterio global (Keddy et al 2009)
Tais aacutereas cobrem aproximadamente 6 da superfiacutecie terrestre (700
milhotildees de ha) e satildeo encontradas em diferentes continentes e em qualquer
zona climaacutetica aleacutem de serem consideradas aacutereas de prioridade para
conservaccedilatildeo (Van der Walk 2006 Keddy 2009) Entretanto estudos
recentes tecircm alertado que os ecossistemas permanentemente aquaacuteticos
(lagos rios) e das aacutereas uacutemidas ainda natildeo tecircm sido suficientemente
estudados sendo subestimados nos cenaacuterios globais de mudanccedilas
climaacuteticas (Neue et al 1997)
Entretanto a importacircncia das aacutereas inundaacuteveis para o ciclo global do
carbono balanccedilo hiacutedrico vida selvagem manutenccedilatildeo da biodiversidade e
produccedilatildeo de alimento humano eacute muito maior do que o tamanho que elas
ocupam na superfiacutecie terrestre (Cole e Brooks 2000)
13
Cerca da metade das aacutereas uacutemidas se encontra nos troacutepicos A mateacuteria
orgacircnica em decomposiccedilatildeo faz com que estas aacutereas sejam importantes
drenos para o carbono Cerca de 250 Gt de carbono satildeo conservadas nas
aacutereas uacutemidas dos troacutepicos Pequenas diferenccedilas no regime climaacutetico
hiacutedrico nutrientes e uso da terra podem modificar drasticamente o estoque
de carbono dessas aacutereas (Neue et al 1997)
O Pantanal Mato-Grossense eacute a maior planiacutecie inundaacutevel contiacutenua do
planeta cobrindo uma aacuterea de cerca de 135 000 Km2 na bacia hidrograacutefica
do Rio Paraguai (Assine e Soares 2004) O Pantanal eacute caracterizado por ser
uma planiacutecie pluvial sazonalmente inundada com baixa declividade (Brazil
1979) do leste para o oeste (30 - 50 cm km-1) e mais baixa ainda do norte
para o sul (3 ndash 15 cm km-1) O pulso de inundaccedilatildeo regula os processos
ecoloacutegicos que ali ocorrem (Junk et al 1989)
Materiais provenientes de regiotildees circunvizinhas se depositam nas
aacutereas mais baixas Aleacutem disto a variaccedilatildeo do niacutevel de aacutegua eacute um fator
decisivo na caracterizaccedilatildeo ecoloacutegica da regiatildeo pois propicia condiccedilotildees
favoraacuteveis a vaacuterias espeacutecies que natildeo tecircm origem na aacuterea mas que
apresentam adaptaccedilotildees a este ambiente de mudanccedilas constantes devido agrave
alternacircncia marcante de periacuteodos de cheia e de seca Sua posiccedilatildeo
geograacutefica representa um grande interstiacutecio entre os biomas da Amazocircnia
Chaco e o Cerrado favorecendo a troca de espeacutecies (Couto 2002)
A inundaccedilatildeo na aacuterea deste estudo (parte norte do Pantanal) eacute o
reflexo da variaccedilatildeo anual do niacutevel de aacutegua que ocorre no Rio Cuiabaacute e eacute
altamente influenciada pela precipitaccedilatildeo e pela difiacutecil drenagem da aacutegua da
chuva no solo O padratildeo de inundaccedilatildeo na reagiatildeo eacute o tipo monomodal ou
seja somente uma inundaccedilatildeo por ano (Junk et al 1989) com pequena
amplitude (Hamilton et al 1996) Aleacutem dos ciclos anuais de inundaccedilatildeo
tambeacutem satildeo reconhecidos ciclos plurianuais com periacuteodos de grandes
cheias e grandes secas (Nunes da Cunha e Junk 2001)
A vegetaccedilatildeo heterogecircnea existente conhecida como o ldquoComplexo do
Pantanalrdquo eacute resultante da inundaccedilatildeo perioacutedica que favorece a rica
diversidade de ambientes Portanto o Pantanal deve ser estudado como um
14
todo devido agraves interaccedilotildees entre o clima e a hidrologia como tambeacutem agraves
mudanccedilas nos ciclos de cheia e seca todos os anos (Heckman 1998)
Segundo Nunes da Cunha e Junk (2004) apenas 5 das espeacutecies
arboacutereas no Pantanal habitam exclusivamente zonas com prolongado
alagamento enquanto 30 estatildeo restritas agraves aacutereas raramente alagadas e
65 satildeo de ampla distribuiccedilatildeo no gradiente
Na fisionomia pantaneira o cerradatildeo ocupa aacutereas mais elevadas e o
cerrado sensu stricto aacutereas mais baixas tendendo para campo agrave medida
que aumenta o grau de inundaccedilatildeo Estas aacutereas satildeo uma continuidade da
grande regiatildeo fitoecoloacutegica do cerrado brasileiro consideradas junto com a
Ilha do Bananal as uacutenicas aacutereas extensas de cerrado sobre sedimentos
quartenaacuterios (Adaacutemoli 1986)
23 Solos do Pantanal
O carbono dos solos eacute originaacuterio da mateacuteria orgacircnica que assume um
papel fundamental em solos tropicais e subtropicais fornecendo nutrientes
estruturando o solo propiciando condiccedilotildees de aeraccedilatildeo e retenccedilatildeo de
umidade bem como para o estabelecimento dos seres vivos que datildeo
suporte aos processos que conferem aos solos suas propriedades e funccedilotildees
nos ecossistemas e na produccedilatildeo agriacutecola (Santos e Camargo 1999 Moreira
e Siqueira 2006)
O desenvolvimento dos solos de aacutereas uacutemidas e suas propriedades
satildeo influenciados pela saturaccedilatildeo temporaacuteria ou permanente de aacutegua na
parte superior do perfil do solo ou seja solos com sinais de reduccedilatildeo em
condiccedilotildees perioacutedicas ou permanentes de saturaccedilatildeo Condiccedilotildees de reduccedilatildeo
podem ocorrer em solos que contecircm quantidades consideraacuteveis de oxigecircnio
dissolvido falta de mateacuteria orgacircnica decomponiacutevel em combinaccedilatildeo com
altos teores de carbonato de caacutelcio e outros fatores que suprimem a
atividade de microrganismos (Moormann e Van de Wetering 1985)
De uma maneira geral os solos pantaneiros guardam estreita
relaccedilatildeo com a natureza dos sedimentos depositados o que por sua vez eacute
consequecircncia da natureza do ldquomaterial fonterdquo e dos processos ou formas de
15
deposiccedilatildeosedimentaccedilatildeo Assim as diversas regiotildees da planiacutecie por terem
sido contempladas com tipos de sedimentos diferenciados apresentam
naturalmente dinacircmica hiacutedrica proacutepria e este conjunto eacute determinante para a
definiccedilatildeo dos processos pedogeneacuteticos que atuaram eou atuam na regiatildeo
(Couto 2002)
Sabe-se que quando os solos se tornam saturados com aacutegua o
oxigecircnio presente neles eacute consumido formando condiccedilotildees anaeroacutebicas
Se houver fonte de carbono oxidaacutevel se a temperatura for suficientemente
alta para que os microrganismos estejam ativos (Rabenhorst e Parikh 2000)
e se houver persistecircncia das condiccedilotildees anaeroacutebicas impostas pelo longo
periacuteodo em que os solos pantaneiros permanecem sob uma espessa lacircmina
drsquoaacutegua cria-se a condiccedilatildeo para que o ferro na forma feacuterrica (Fe+3) presente
nos oacutexidos seja reduzido para ferro na forma ferrosa (Fe+2) O ferro na
forma ferrosa (reduzida) eacute bastante soluacutevel o que permite sua translocaccedilatildeo
na fase aquosa
As caracteriacutesticas morfoloacutegicas destes solos advecircm principalmente
dos processos de reduccedilatildeo e oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs que lhes
conferem cores distintas O estado de oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs
influencia fortemente sua solubilidade e cor conferindo os mosqueados
marrons cinzentos azuis pretos e amarelos frequentemente observados
em solos hidromoacuterficos (Fanning e Fanning 1989)
Os padrotildees das cores dos mosqueados derivam da segregaccedilatildeo do
ferro em zonas com diferentes valores de potencial redox resultando desta
maneira em zonas de vermelho amarelo e cinza Os mosqueados satildeo muito
comuns em solos do Pantanal e geralmente indicam uma flutuaccedilatildeo de curta
duraccedilatildeo do lenccedilol freaacutetico (Buol e Rebertus 1988)
Os solos hidromoacuterficos tambeacutem podem apresentar horizontes
escurecidos devido ao acuacutemulo de mateacuteria orgacircnica uma vez que os
organismos anaeroacutebicos satildeo menos eficientes na mineralizaccedilatildeo do que os
organismos aeroacutebios Aleacutem disso os processos de reduccedilatildeo geralmente
envolvem a produccedilatildeo ou o consumo de H+ e consequentemente possuem
um importante efeito sobre o pH (Ponnamperuma 1972)
16
3 METODOLOGIA
31 Aacuterea de estudo
O presente trabalho foi conduzido de fevereiro de 2010 a janeiro de
2011 na RPPN (Reserva Particular do Patrimocircnio NaturalSistema Nacional
de Unidades de Conservaccedilatildeo ndash SNUC) Estacircncia Ecoloacutegica SESC (Serviccedilo
Social do Comeacutercio) Pantanal (Figura 1) municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo
nordeste do Pantanal de Mato Grosso
Neste estudo o ciclo hidroloacutegico foi dividido em estaccedilotildees a estaccedilatildeo
ldquocheiardquo corresponde aos meses de fevereiro marccedilo e abril a estaccedilatildeo
ldquovazanterdquo aos meses de maio junho e julho a estaccedilatildeo ldquoestiagemrdquo aos
meses de agosto setembro e outubro e por fim a estaccedilatildeo ldquoenchenterdquo aos
meses de novembro dezembro e janeiro
Os periacuteodos foram divididos em manhatilde tarde e noite manhatilde das
700 agraves 1330h o periacuteodo da tarde das 1400 agraves 1830h e o periacuteodo da
noite das 1900 agraves 630h
A RPPN SESC Pantanal eacute uma Unidade de Conservaccedilatildeo (UC)
particular localizada entre as coordenadas geograacuteficas 16deg 30` a 16deg 44` S e
56deg 20` a 56deg 30` W ocupando uma aacuterea de aproximadamente 1076 Km2
Em 2002 a RPPN foi reconhecida como site Ramsar (Convenccedilatildeo sobre
Zona Uacutemidas Ramsar Iratilde 1971) e considerada aacuterea prioritaacuteria para
Conservaccedilatildeo da Biodiversidade (Cordeiro 2004) Foi tambeacutem incluiacuteda na
Lista de Aacutereas Uacutemidas da Convenccedilatildeo Ramsar de importacircncia internacional
(Junk e Nunes da Cunha 2005)
O clima da regiatildeo eacute tipo Aw segundo a classificaccedilatildeo de Koumlppen
apresentando sazonalidade caracteriacutestica com uma estaccedilatildeo chuvosa
(outubro-abril) e outra seca (maio-setembro) (Nunes da Cunha e Junk
2004) A temperatura meacutedia anual do ar na RPPN SESC Pantanal oscila
entre 22 a 32ordmC e a precipitaccedilatildeo meacutedia anual entre 1100 e 1200 mm com o
total meacutedio do mecircs mais seco inferior a 40 mm (Hasenack et al 2003)
O solo no local de estudo foi classificado como Planossolo Haacuteplico
Aliacutetico Gleissoacutelico e a fitofisionomia do local foi classificada como Cerrado
sensu stricto Os solos desta classe apresentam mudanccedila textural abrupta
17
com acentuada diferenccedila de textura do A para o horizonte B imediatamente
subjacente permeabilidade lenta ou muito lenta profundidade de 150 cm e
textura arenosa (Anexo A)
Figura 1 Localizaccedilatildeo da RPPN SESC Pantanal
32 Medidas de Campo
Foram instalados sensores horizontalmente no perfil do solo na borda
de uma ldquocordilheirardquo nas profundidades de 10 e 30 cm para o monitoramento
contiacutenuo da concentraccedilatildeo de CO2 (ppm) conteuacutedo de O2 () temperatura
(ordmC) umidade do solo () potencial matricial (Kpa) e potencial redox (mV)
por meio de um datalogger modelo CR1000 (Campbell Scientific Logan
Utah USA) O datalogger foi conectado a uma bateria de 12V com uma
18
placa solar (45 W) o que garantia energia suficiente para o monitoramento
contiacutenuo e ininterrupto
A concentraccedilatildeo de CO2 no solo foi determinada in situ por meio de
um analisador de gaacutes por infravermelho (modelo GMM221 Vaisala Inc
Helsinki Finland) (Jassal et al 2004 Johnson et al 2008) (Figura 2)
Durante os primeiros 5 minutos de cada meia hora os sensores eram
ligados devido ao alto consumo de energia (4W cada) (Vaisala Oyj 2008)
Neste intervalo de 5 minutos os primeiros 3 minutos em que os sensores
ficavam ligados correspondem ao seu periacuteodo de aquecimento e os
subsequentes 2 minutos restantes correspondem agraves leituras feitas num
intervalo de 30 segundos resultando em registros de meia em meia hora
Figura 2 Sensor de CO2 (modelo GMM221 Vaisala Inc Helsinki
Finland)
O Potencial Redox foi determinado atraveacutes de um sensor ColeParmer
ColeParmer (Figura 3) que utiliza uma aacuterea superficial de platina (02
polegadas em torno do eletrodo de vidro) permitindo a sensibilidade do
sensor a atividades de eleacutetrons do fluido A banda de platina ajuda a prevenir
a entrada de resiacuteduos orgacircnicos no sensor evitando erros A faixa de
estimativa da sonda eacute de -700mV a 1100 mV sendo este intervalo
aproximado do potencial redox existente em aacuteguas naturais e no
escoamento superficial O sensor de potencial redox de 30 cm foi instalado
19
em fevereiro de 2010 e o sensor de potencial redox de 10 cm em setembro
do mesmo ano Os dados de potencial redox foram corrigidos pela equaccedilatildeo
de regressatildeo Equaccedilatildeo 1 proposta por Vepraskas e Faulkner (2001)
Fator de ajuste = -06743times(T) + 21376 (Equaccedilatildeo 1)
Em que T eacute a temperatura (degC) na profundidade do sensor redox
Potencial Redox (Eh mV) = Fator de ajuste + medida do sensor redox
(Equaccedilatildeo 2)
Figura 3 Sensor de potencial redox (ColeParmer)
As determinaccedilotildees de pressatildeo atmosfeacuterica e temperatura do solo
(sensor BPS e termostato Apogee Instruments Logan Utah USA) foram
usadas para corrigir as leituras de concentraccedilatildeo de CO2 pela dependecircncia
desses valores agrave lei dos gases perfeitos (Vaisala Oyj 2008)
A umidade do solo foi estimada por sensores baseados no domiacutenio da
capacitacircnciafrequecircncia (Decagon Instruments model EC-5) (Figura 4)
calibrados segundo Sakaki et al (2008) O potencial matricial do solo
(potencial matricial) foi analisado usando um sensor deste mesmo fabricante
(Decagon Instruments model MPS-1) (Figura 5) E todas as variaacuteveis foram
determinadas em intervalos de 30 minutos
20
Figura 4 Sensor de conteuacutedo de aacutegua (Decagon Instruments model
EC-5)
Figura 5 Sensor de potencial matricial do solo (Decagon Instruments
model MPS-1)
O O2 do solo foi determinado por meio de um sensor de ceacutelulas
galvacircnicas no estado soacutelido fabricado pela Apogee Instruments modelo SO-
111 (Kallestad et al 2008) (Figura 6) O sensor de oxigecircnio inclui um
termostato para determinar a temperatura do ambiente O sensor de
oxigecircnio de 30 cm apresentou problemas teacutecnicos durante os meses que
correspondem agraves estaccedilotildees da estiagem e enchente comprometendo assim
a produccedilatildeo de informaccedilotildees neste periacuteodo
21
Figura 6 Sensor de O2 (Apogee Instruments)
33 Medidas Micrometereoloacutegicas
No mesmo local em que foram instalados os equipamentos descritos
anteriormente foi instalado tambeacutem um sensor Vaisala modelo WXT520
(Vaisala Wheather Transmitter WXT520) (Figura 7) Este sensor faz
determinaccedilotildees numa frequecircncia de 10 Hz das seguintes variaacuteveis
velocidade do vento (ms) direccedilatildeo do vento (grau azimutal) temperatura do
ar (˚C) umidade relativa () pressatildeo do ar (kA) precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria (mm) e intensidade da precipitaccedilatildeo(mmh)
22
Figura 7 Sensor Vaisala WXT520 (Vaisala Wheather Transmitter WXT520)
34 Anaacutelises estatiacutesticas
Os valores de concentraccedilatildeo de CO2 foram estimados por interpolaccedilatildeo
linear quando a distacircncia dos valores de antes e depois (que natildeo saiacutessem
do intervalo) natildeo fossem maiores que 48 horas Este procedimento foi
automatizado utilizando o software de seacuteries temporais Aquarius (Aquatic
Informatica Aquarius 26004 Pro Edition) evitando a subjetividade das
estimativas Para a anaacutelise de dados foram feitos testes de meacutedias com
niacutevel de significacircncia de 95 aleacutem da anaacutelise multivariada dos
componentes principais
23
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas
A variaccedilatildeo do potencial redox para o solo estudado estaacute mostrada na
Figura 8 na qual foram plotados os dados meacutedios determinados pelo
sensor Entre abril de 2010 e fevereiro de 2011 o solo esteve insaturado ou
seja em estado de oxidaccedilatildeo e o intervalo de valores neste periacuteodo foi de
400 mV No periacuteodo de saturaccedilatildeo marccedilo de 2010 e marccedilo de 2011 a
variaccedilatildeo de valores foi superior a 750 mV
O tipo de variabilidade ilustrado na Figura 8 eacute esperado para solos
submetidos a uma sazonalidade de seca e cheia caso do solo estudado no
Pantanal de Mato Grosso Quando o Potencial Redox ficou maior que 400
mV o solo estava insaturado e o O2 controlava o sistema Na ausecircncia de
O2 os microrganismos reduzem uma variedade de aceptores de eleacutetrons
considerados alternativos que em ordem decrescente de termodinacircmica
satildeo NO3- (denitrificaccedilatildeo) Fe (III) (reduccedilatildeo do ferro) Mn (III IV) (reduccedilatildeo do
manganecircs) e SO4- (reduccedilatildeo do sulfato) (Keller et al 2009)
A linha que mostra a fase de mudanccedila de Fe(OH)3 para Fe2+ estaacute
adicionada agrave Figura 8 pela linha horizontal no Eh de 467mV de acordo com
o pH da soluccedilatildeo do solo do local de estudo que eacute aproximadamente 6
(Beirigo 2011 no prelo) (Vepraskas e Faulkner 2001) Durante o mecircs de
marccedilo o Fe2+ estava na soluccedilatildeo do solo ou seja se o Fe2+ estava presente
pode-se assumir que a maior parte do O2 dissolvido foi reduzido para H2O a
maior parte do NO3- presente foi desnitrificado e a maior parte dos oacutexidos de
Mn foram reduzidos para Mn2+ O estado de reduccedilatildeo do solo acontece ao
longo do ano mesmo nas estaccedilotildees secas do Pantanal havendo uma
dinacircmica de o potencial redox diminuir na cheia (meados de fevereiro) e
aumentar nas outras estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico
Os valores positivos obtidos satildeo tiacutepicos de solos aeroacutebicos
(Ponnamperuma 1972) demonstrando predominarem condiccedilotildees natildeo
limitantes no crescimento de plantas (Volk 1993)
24
Figura 8 Variaccedilatildeo (meacutedia diaacuteria) do Potencial Redox na profundidade de 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores meacutedios do potencial redox na profundidade de 10 cm
(Figura 9) satildeo estatisticamente diferentes quando comparados com as
estaccedilotildees estiagem e enchente mas quando comparados com os periacuteodos
manhatilde tarde e noite nestas estaccedilotildees natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica Jaacute na
profundidade de 30 cm natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica entre os periacuteodos
manhatilde tarde e noite em nenhuma das estaccedilotildees mas haacute diferenccedila entre os
valores obtidos nas estaccedilotildees estiagem e enchente
Pode-se observar que as meacutedias na profundidade de 10 cm (440 mV
e 460 mV) nas estaccedilotildees estiagem e enchente satildeo maiores que as meacutedias
da profundidade de 30 cm (340 mV e 360 mV) Os metais presentes em Eh
lt 150 mV estatildeo unidos a espeacutecies de sulfatos formando FeS2 MnSO4
entre outros enquanto em valores gt 150 mV (todas as estaccedilotildees em ambas
as profundidades) a maioria dos metais presentes satildeo soluacuteveis e unidos agraves
25
espeacutecies oxidadas Fe3O4 Mn2O4 (Clark et al 1998 Vepraskas e Faulkner
2001)
O potencial redox foi menor em maiores profundidades (30 cm) do
que perto da superfiacutecie do solo (10 cm) confirmando os dados encontrados
em estudos anteriores (Clay et al 1992 Bohrerova et al 2004)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
150
200
250
300
350
400
450
500
Po
ten
cial
Re
do
x
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
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ch
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en
te
Figura 9 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do Potencial Redox nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de CO2 no solo (Figura 10) na profundidade de 10 cm satildeo
mais altos na cheia e vazante do que na estiagem e enchente Agrave medida que
as estaccedilotildees mais secas do Pantanal se aproximam (estiagem e enchente) a
produccedilatildeo de CO2 no solo diminui em aproximadamente 30 Os valores
meacutedios entre estaccedilotildees satildeo estatisticamente diferentes e entre periacuteodos
dentro de cada estaccedilatildeo os valores satildeo iguais em ambas as profundidades
Na profundidade de 30 cm os maiores valores foram encontrados nas
estaccedilotildees cheia e enchente enquanto os menores nas estaccedilotildees vazante e
estiagem Pode-se observar que o comportamento do CO2 no solo foi
diferente entre as profundidades enquanto o maior valor na profundidade de
26
10 cm foi determinado na vazante na profundidade de 30 cm nesta mesma
estaccedilatildeo foi detectado o menor valor
Figura 10 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do CO2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os solos secos (estiagem em ambas as profundidades) podem ser
associados a baixas concentraccedilotildees de CO2 visto que possuem alta
difusividade permitindo um raacutepido efluxo de CO2 do solo para a atmosfera
(Risk et al 2008) Tal dinacircmica foi observada na profundidade de 10 cm na
estaccedilatildeo estiagem no solo seco (Figura 12) com altas concentraccedilotildees de O2
(Figura 11) e baixas concentraccedilotildees de CO2 (Figura 10) O mesmo foi
encontrado na profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees vazante e estiagem As
altas concentraccedilotildees de CO2 encontradas nas estaccedilotildees cheia e vazante na
profundidade de 10 cm indicam condiccedilotildees mais aeroacutebicas do solo porque
em condiccedilotildees anaeroacutebicas natildeo existe produccedilatildeo de CO2 mas sim de
metano (Luo e Zhou 2006) Aleacutem disto vaacuterios estudos de campo sugerem
tambeacutem que o efluxo de CO2 pode ser limitado pela umidade em niacuteveis
muito altos ou muito baixos (Bowden 1993 Xu et al 2004)
27
Os valores meacutedios de O2 do solo (Figura 11) satildeo estatisticamente
diferentes entre as estaccedilotildees e natildeo houve diferenccedila significativa entre os
periacuteodos dentro de cada estaccedilatildeo Na profundidade de 10 cm os valores
meacutedios de O2 foram maiores nas estaccedilotildees vazante e estiagem e menores
nas estaccedilotildees cheia e enchente devido ao fato de em solos uacutemidos a
difusividade do solo ficar prejudicada Observa-se que na profundidade de
10 cm os maiores valores meacutedios (vazante e estiagem) foram encontrados
nas mesmas estaccedilotildees de baixa umidade do solo (Figura 12) e esta mesma
tendecircncia foi encontrada para a profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees cheia e
vazante para as ambas as profundidades
O O2 do solo tende a diminuir seus valores na estaccedilatildeo cheia quando
o solo jaacute estaacute completamente alagado Os menores valores meacutedios de O2
foram encontrados na profundidade de 30 cm na estaccedilatildeo cheia e
independentemente das estaccedilotildees na profundidade de 30 cm sempre foram
observados menores valores meacutedios A tendecircncia de os valores serem
menores na profundidade de 30 cm confirma os dados obtidos por Marshall
e Holmes (1988)
28
Figura 11 Meacutedias nas estaccedilotildees vazante e cheia do O2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Durante as estaccedilotildees de seca no Pantanal (vazante e estiagem) os
valores de O2 estatildeo na faixa de 15 a 18 em ambas as profundidades
confirmando os dados de Grable e Siemer (1968) os quais afirmam que o
conteuacutedo de O2 decresce de 21 a 13 da superfiacutecie do solo ateacute 60 cm em
condiccedilotildees de solo natildeo alagado
Um solo saturado natildeo eacute uniformemente desprovido de oxigecircnio A
concentraccedilatildeo de oxigecircnio em geral eacute alta na camada superficial oxidada
(formada pela difusatildeo de O2 pela atmosfera na aacutegua sobrejacente da
inundaccedilatildeo e em seguida no solo) onde ocorrem as reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo
(Ponnameoeruma 1972 Moore e Reddy 1994) Processos de reduccedilatildeo
dominam abaixo da camada oxidada Esta fina camada oxidada na
superfiacutecie de solos alagados eacute importante para as transformaccedilotildees do N
porque o NH4+ pode oxidar-se para NO3
- (nitrificaccedilatildeo) nesta camada O
esgotamento do NH4+ nesta camada causa sua difusatildeo para cima
(ascendente) em resposta agrave concentraccedilatildeo do gradiente (Luo e Zhou 2006)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
O2
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
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21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
era
tura
do
So
lo (
0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
SUMAacuteRIO
1 INTRODUCcedilAtildeO 9
2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA 10
21 Potencial Redox 10
22 Pantanal 12
23 Solos do Pantanal 14
3 METODOLOGIA 16
31 Aacuterea de estudo 16
32 Medidas de Campo 17
33 Medidas Micrometereoloacutegicas 21
34 Anaacutelises estatiacutesticas 22
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO 23
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas 23
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA) 36
5 CONCLUSOtildeES 43
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 44
ANEXO A 52
9
1 INTRODUCcedilAtildeO
O Pantanal situado cerca de 2000 km para o sul do cinturatildeo equatorial
apresenta alteraccedilotildees sazonais que se caracterizam por uma estaccedilatildeo seca e
uma estaccedilatildeo chuvosa a cada ano O iniacutecio e o fim de cada estaccedilatildeo variam
de ano para ano com vaacuterias semanas de diferenccedila (Heckman 1998) O
pulso de inundaccedilatildeo eacute monomodal (Junk et al 1989) e de ano para ano as
cheias mostram grandes diferenccedilas em suas amplitudes com grande
variaccedilatildeo no tempo e no espaccedilo (Girard no prelo)
Devido agrave inundaccedilatildeo do monomodal vaacuterias regiotildees deste bioma mudam
de habitats aquaacuteticos para terrestres e vice-versa ocasionando momentos
em que as cheias ocupam 80 do Pantanal embora no periacuteodo de
estiagem grande parte da aacuterea inundada seque pois a aacutegua evapora ou
retorna para o leito dos rios (Lobato 2000)
Neste contexto dados obtidos em estudos sobre potencial redox podem
ser ferramentas versaacuteteis para compreender as reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo nos
solos (Vespraskas e Faulkner 2001) especialmente aqueles submetidos agrave
sazonalidade de cheia (fase anaeroacutebica) e seca (fase aeroacutebica) comuns no
Pantanal A anaacutelise conjunta do potencial redox com outras variaacuteveis pode
ser uacutetil para o entendimento da dinacircmica dos solos hidromoacuterficos ao longo
de todo o ciclo hidroloacutegico a que o Pantanal estaacute submetido
Portanto aliado agraves determinaccedilotildees de potencial redox a anaacutelise da
respiraccedilatildeo do solo e da difusatildeo do oxigecircnio e dioacutexido de carbono eacute de
extrema importacircncia pois as mudanccedilas do potencial redox satildeo o resultado
de efeitos combinados de processos quiacutemicos fiacutesicos e bioloacutegicos no solo
(Nemecek et al 1990) Tendo em vista a importacircncia de se estudar o
potencial redox em aacutereas uacutemidas junto com outras variaacuteveis para
compreender a dinacircmica de solos hidromoacuterficos os objetivos deste trabalho
foram caracterizar e monitorar o potencial redox e outras variaacuteveis
complementares (CO2 O2 temperatura umidade potencial matricial) no
solo de uma cordilheira na fitofisionomia Cerrado sensu stricto localizado
na RPPN SESC Pantanal analisando-o em conjunto com variaacuteveis
micrometereoloacutegicas (precipitaccedilatildeo e vento)
10
2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
21 Potencial Redox
O potencial redox eacute a medida do estado de reduccedilatildeo e oxidaccedilatildeo em
que se encontra o solo sendo considerado um dos mais importantes fatores
que regem a produccedilatildeo de CO2 nas aacutereas uacutemidas (Reddy e DeLaune 2008
Seo e DeLaune 2010)
A biogeoquiacutemica das aacutereas uacutemidas eacute controlada pelas inundaccedilotildees
em funccedilatildeo das reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo A inundaccedilatildeo no solo muda
drasticamente a hidrosfera atmosfera biosfera e a biogeoquiacutemica A
difusividade do oxigecircnio atmosfeacuterico do solo diminui em solos inundados e
coloca em movimento uma seacuterie uacutenica de processos fiacutesicos quiacutemicos e
bioloacutegicos natildeo encontrados em solos secos eou que natildeo satildeo submetidos a
periacuteodos de inundaccedilatildeo (Neue et al 1997)
Apoacutes o O2 ser esgotado pela respiraccedilatildeo aeroacutebia organismos
anaeroacutebicos facultativos e obrigatoacuterios progressivamente usam os substratos
oxidados do solo como aceptores de eleacutetrons para a respiraccedilatildeo Bacteacuterias
denitrificadoras usam nitrato como um eleacutetron aceptor alternativo para
oxidaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica em valores de potencial redox abaixo de 420
mV em pH 7 Quando o nitrato eacute esgotado a reduccedilatildeo do manganecircs (Mn+4)
comeccedila abaixo de 400 mV seguida pela reduccedilatildeo do ferro (Fe+3) em valor de
potencial redox de 180 mV Essas reaccedilotildees satildeo catalisadas por diversas
bacteacuterias que usam a fermentaccedilatildeo para obter energia com o manganecircs
(Mn+4) e ferro (Fe+3) agindo diretamente como aceptores de eleacutetrons (Lovely
e Phillips 1989) Organismos anaeroacutebicos obrigatoacuterios reduzem o sulfato
quando o potencial redox cai abaixo -215 mV e o metano (CH4) eacute formado a
-244 mV (Neue et al 1997)
O potencial redox eacute usado para descrever o sistema de capacidade
de reduzir e oxidar O potencial redox eacute determinado em milivolts (mV) em
relaccedilatildeo a um eletrodo padratildeo de hidrogecircnio e eacute comumente estimado
utilizando um eletrodo de platina com um eletrodo de calomelano saturado
como referecircncia Em aacuteguas muito oxidadas enquanto as concentraccedilotildees de
oxigecircnio ficam aproximadamente acima de 1 mg O2 L-1 o potencial redox eacute
11
altamente positivo (acima de 300-500 mV) Em ambientes reduzidos como
nas aacuteguas profundas dos lagos estratificados ou sedimentos de lagos
eutroacuteficos o potencial redox eacute baixo (abaixo de 100 mV ou mesmo
negativo)
A saturaccedilatildeo pela aacutegua promove condiccedilotildees anoacutexicas no solo e outros
aceptores de eleacutetrons diferentes do O2 satildeo utilizados na oxidaccedilatildeo da mateacuteria
orgacircnica (Tiedje et al 1984) Dependendo do potencial redox do pH e da
disponibilidade de aceptores de eleacutetrons o proacuteximo processo de reduccedilatildeo
microbiana pode ocorrer depois do esgotamento de O2 nitrato manganecircs
ferro sulfato e por uacuteltimo da reduccedilatildeo do CO2 (Zehnder e Stumm 1988
Paul e Clark 1996) O uacuteltimo segue uma sequecircncia chamada de cadeia de
reduccedilatildeo sequencial
Os solos das aacutereas uacutemidas satildeo diferentes da maioria dos solos de
terras altas e sedimentos porque satildeo submetidos frequentemente a ciclos de
umedecimento e secagem dando apoio suficiente para comunidades
aeroacutebias e anaeroacutebicas que exploram uma ampla gama de receptores de
eleacutetrons durante a respiraccedilatildeo como a O2 NO3- Fe (+3) 2SO4 e CO2 (Lovley
e Klug 1986) Portanto o desenvolvimento da atividade microbiana do solo
e as relaccedilotildees de propriedade para as aacutereas uacutemidas requerem um
entendimento da respiraccedilatildeo do solo (aeroacutebica e anaeroacutebica) para solos com
uma ampla gama de caracteriacutesticas (DAngelo e Reddy 1999)
No niacutevel dos agregados do solo a temperatura pode influenciar a
respiraccedilatildeo do solo indiretamente atraveacutes de seus efeitos sobre o transporte
de O2 A difusatildeo de ambos os gases e solutos atraveacutes de filmes de aacutegua eacute
determinada pela difusividade e umidade do solo Por um lado a
difusividade aumenta com a temperatura numa determinada umidade
(Nobel 2005) Por outro lado um aumento na temperatura durante um
periacuteodo de tempo reduz o teor de aacutegua no solo e a espessura de seus filmes
de aacutegua Em aacutereas uacutemidas um decreacutescimo na temperatura induz um
decreacutescimo na umidade do solo como uma resposta na concentraccedilatildeo de O2
e nas condiccedilotildees do potencial redox Desde que o oxigecircnio inveacutes dos solutos
orgacircnicos eacute comumente o limitante para a respiraccedilatildeo nas aacutereas uacutemidas
12
solos secos tendem a aumentar a temperatura podendo estimular a
respiraccedilatildeo do solo (Luo e Zhou 2006)
A magnitude e a intensidade da reduccedilatildeo do solo satildeo controladas pela
quantidade de mateacuteria orgacircnica facilmente biodegradaacutevel sua taxa de
decomposiccedilatildeo e a quantidade e tipos de nitratos manganecircs e ferro
redutiacuteveis como tambeacutem sulfato e substratos orgacircnicos O mais importante
sistema tampatildeo em aacutereas uacutemidas satildeo oxi-hidroacutexidos de ferro (Fe3+ e Fe2+) e
compostos orgacircnicos porque estatildeo presentes em grandes quantidades
(Neue et al 1997)
22 Pantanal
As aacutereas uacutemidas (wetlands) possuem lenccedilol freaacutetico pouco profundo
apresentando solos saturados por um determinado tempo resultando em
baixos niacuteveis de oxigecircnio (Banner e MacKenzie 2000 Van der Walk 2006)
Essas aacutereas realizam serviccedilos essenciais para o ecossistema ndash estoque de
carbono controle das cheias manutenccedilatildeo da biodiversidade produccedilatildeo de
pescado recarga de aquumliacuteferos entre outros ndash e tecircm se mostrado cada dia
mais importantes no cenaacuterio global (Keddy et al 2009)
Tais aacutereas cobrem aproximadamente 6 da superfiacutecie terrestre (700
milhotildees de ha) e satildeo encontradas em diferentes continentes e em qualquer
zona climaacutetica aleacutem de serem consideradas aacutereas de prioridade para
conservaccedilatildeo (Van der Walk 2006 Keddy 2009) Entretanto estudos
recentes tecircm alertado que os ecossistemas permanentemente aquaacuteticos
(lagos rios) e das aacutereas uacutemidas ainda natildeo tecircm sido suficientemente
estudados sendo subestimados nos cenaacuterios globais de mudanccedilas
climaacuteticas (Neue et al 1997)
Entretanto a importacircncia das aacutereas inundaacuteveis para o ciclo global do
carbono balanccedilo hiacutedrico vida selvagem manutenccedilatildeo da biodiversidade e
produccedilatildeo de alimento humano eacute muito maior do que o tamanho que elas
ocupam na superfiacutecie terrestre (Cole e Brooks 2000)
13
Cerca da metade das aacutereas uacutemidas se encontra nos troacutepicos A mateacuteria
orgacircnica em decomposiccedilatildeo faz com que estas aacutereas sejam importantes
drenos para o carbono Cerca de 250 Gt de carbono satildeo conservadas nas
aacutereas uacutemidas dos troacutepicos Pequenas diferenccedilas no regime climaacutetico
hiacutedrico nutrientes e uso da terra podem modificar drasticamente o estoque
de carbono dessas aacutereas (Neue et al 1997)
O Pantanal Mato-Grossense eacute a maior planiacutecie inundaacutevel contiacutenua do
planeta cobrindo uma aacuterea de cerca de 135 000 Km2 na bacia hidrograacutefica
do Rio Paraguai (Assine e Soares 2004) O Pantanal eacute caracterizado por ser
uma planiacutecie pluvial sazonalmente inundada com baixa declividade (Brazil
1979) do leste para o oeste (30 - 50 cm km-1) e mais baixa ainda do norte
para o sul (3 ndash 15 cm km-1) O pulso de inundaccedilatildeo regula os processos
ecoloacutegicos que ali ocorrem (Junk et al 1989)
Materiais provenientes de regiotildees circunvizinhas se depositam nas
aacutereas mais baixas Aleacutem disto a variaccedilatildeo do niacutevel de aacutegua eacute um fator
decisivo na caracterizaccedilatildeo ecoloacutegica da regiatildeo pois propicia condiccedilotildees
favoraacuteveis a vaacuterias espeacutecies que natildeo tecircm origem na aacuterea mas que
apresentam adaptaccedilotildees a este ambiente de mudanccedilas constantes devido agrave
alternacircncia marcante de periacuteodos de cheia e de seca Sua posiccedilatildeo
geograacutefica representa um grande interstiacutecio entre os biomas da Amazocircnia
Chaco e o Cerrado favorecendo a troca de espeacutecies (Couto 2002)
A inundaccedilatildeo na aacuterea deste estudo (parte norte do Pantanal) eacute o
reflexo da variaccedilatildeo anual do niacutevel de aacutegua que ocorre no Rio Cuiabaacute e eacute
altamente influenciada pela precipitaccedilatildeo e pela difiacutecil drenagem da aacutegua da
chuva no solo O padratildeo de inundaccedilatildeo na reagiatildeo eacute o tipo monomodal ou
seja somente uma inundaccedilatildeo por ano (Junk et al 1989) com pequena
amplitude (Hamilton et al 1996) Aleacutem dos ciclos anuais de inundaccedilatildeo
tambeacutem satildeo reconhecidos ciclos plurianuais com periacuteodos de grandes
cheias e grandes secas (Nunes da Cunha e Junk 2001)
A vegetaccedilatildeo heterogecircnea existente conhecida como o ldquoComplexo do
Pantanalrdquo eacute resultante da inundaccedilatildeo perioacutedica que favorece a rica
diversidade de ambientes Portanto o Pantanal deve ser estudado como um
14
todo devido agraves interaccedilotildees entre o clima e a hidrologia como tambeacutem agraves
mudanccedilas nos ciclos de cheia e seca todos os anos (Heckman 1998)
Segundo Nunes da Cunha e Junk (2004) apenas 5 das espeacutecies
arboacutereas no Pantanal habitam exclusivamente zonas com prolongado
alagamento enquanto 30 estatildeo restritas agraves aacutereas raramente alagadas e
65 satildeo de ampla distribuiccedilatildeo no gradiente
Na fisionomia pantaneira o cerradatildeo ocupa aacutereas mais elevadas e o
cerrado sensu stricto aacutereas mais baixas tendendo para campo agrave medida
que aumenta o grau de inundaccedilatildeo Estas aacutereas satildeo uma continuidade da
grande regiatildeo fitoecoloacutegica do cerrado brasileiro consideradas junto com a
Ilha do Bananal as uacutenicas aacutereas extensas de cerrado sobre sedimentos
quartenaacuterios (Adaacutemoli 1986)
23 Solos do Pantanal
O carbono dos solos eacute originaacuterio da mateacuteria orgacircnica que assume um
papel fundamental em solos tropicais e subtropicais fornecendo nutrientes
estruturando o solo propiciando condiccedilotildees de aeraccedilatildeo e retenccedilatildeo de
umidade bem como para o estabelecimento dos seres vivos que datildeo
suporte aos processos que conferem aos solos suas propriedades e funccedilotildees
nos ecossistemas e na produccedilatildeo agriacutecola (Santos e Camargo 1999 Moreira
e Siqueira 2006)
O desenvolvimento dos solos de aacutereas uacutemidas e suas propriedades
satildeo influenciados pela saturaccedilatildeo temporaacuteria ou permanente de aacutegua na
parte superior do perfil do solo ou seja solos com sinais de reduccedilatildeo em
condiccedilotildees perioacutedicas ou permanentes de saturaccedilatildeo Condiccedilotildees de reduccedilatildeo
podem ocorrer em solos que contecircm quantidades consideraacuteveis de oxigecircnio
dissolvido falta de mateacuteria orgacircnica decomponiacutevel em combinaccedilatildeo com
altos teores de carbonato de caacutelcio e outros fatores que suprimem a
atividade de microrganismos (Moormann e Van de Wetering 1985)
De uma maneira geral os solos pantaneiros guardam estreita
relaccedilatildeo com a natureza dos sedimentos depositados o que por sua vez eacute
consequecircncia da natureza do ldquomaterial fonterdquo e dos processos ou formas de
15
deposiccedilatildeosedimentaccedilatildeo Assim as diversas regiotildees da planiacutecie por terem
sido contempladas com tipos de sedimentos diferenciados apresentam
naturalmente dinacircmica hiacutedrica proacutepria e este conjunto eacute determinante para a
definiccedilatildeo dos processos pedogeneacuteticos que atuaram eou atuam na regiatildeo
(Couto 2002)
Sabe-se que quando os solos se tornam saturados com aacutegua o
oxigecircnio presente neles eacute consumido formando condiccedilotildees anaeroacutebicas
Se houver fonte de carbono oxidaacutevel se a temperatura for suficientemente
alta para que os microrganismos estejam ativos (Rabenhorst e Parikh 2000)
e se houver persistecircncia das condiccedilotildees anaeroacutebicas impostas pelo longo
periacuteodo em que os solos pantaneiros permanecem sob uma espessa lacircmina
drsquoaacutegua cria-se a condiccedilatildeo para que o ferro na forma feacuterrica (Fe+3) presente
nos oacutexidos seja reduzido para ferro na forma ferrosa (Fe+2) O ferro na
forma ferrosa (reduzida) eacute bastante soluacutevel o que permite sua translocaccedilatildeo
na fase aquosa
As caracteriacutesticas morfoloacutegicas destes solos advecircm principalmente
dos processos de reduccedilatildeo e oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs que lhes
conferem cores distintas O estado de oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs
influencia fortemente sua solubilidade e cor conferindo os mosqueados
marrons cinzentos azuis pretos e amarelos frequentemente observados
em solos hidromoacuterficos (Fanning e Fanning 1989)
Os padrotildees das cores dos mosqueados derivam da segregaccedilatildeo do
ferro em zonas com diferentes valores de potencial redox resultando desta
maneira em zonas de vermelho amarelo e cinza Os mosqueados satildeo muito
comuns em solos do Pantanal e geralmente indicam uma flutuaccedilatildeo de curta
duraccedilatildeo do lenccedilol freaacutetico (Buol e Rebertus 1988)
Os solos hidromoacuterficos tambeacutem podem apresentar horizontes
escurecidos devido ao acuacutemulo de mateacuteria orgacircnica uma vez que os
organismos anaeroacutebicos satildeo menos eficientes na mineralizaccedilatildeo do que os
organismos aeroacutebios Aleacutem disso os processos de reduccedilatildeo geralmente
envolvem a produccedilatildeo ou o consumo de H+ e consequentemente possuem
um importante efeito sobre o pH (Ponnamperuma 1972)
16
3 METODOLOGIA
31 Aacuterea de estudo
O presente trabalho foi conduzido de fevereiro de 2010 a janeiro de
2011 na RPPN (Reserva Particular do Patrimocircnio NaturalSistema Nacional
de Unidades de Conservaccedilatildeo ndash SNUC) Estacircncia Ecoloacutegica SESC (Serviccedilo
Social do Comeacutercio) Pantanal (Figura 1) municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo
nordeste do Pantanal de Mato Grosso
Neste estudo o ciclo hidroloacutegico foi dividido em estaccedilotildees a estaccedilatildeo
ldquocheiardquo corresponde aos meses de fevereiro marccedilo e abril a estaccedilatildeo
ldquovazanterdquo aos meses de maio junho e julho a estaccedilatildeo ldquoestiagemrdquo aos
meses de agosto setembro e outubro e por fim a estaccedilatildeo ldquoenchenterdquo aos
meses de novembro dezembro e janeiro
Os periacuteodos foram divididos em manhatilde tarde e noite manhatilde das
700 agraves 1330h o periacuteodo da tarde das 1400 agraves 1830h e o periacuteodo da
noite das 1900 agraves 630h
A RPPN SESC Pantanal eacute uma Unidade de Conservaccedilatildeo (UC)
particular localizada entre as coordenadas geograacuteficas 16deg 30` a 16deg 44` S e
56deg 20` a 56deg 30` W ocupando uma aacuterea de aproximadamente 1076 Km2
Em 2002 a RPPN foi reconhecida como site Ramsar (Convenccedilatildeo sobre
Zona Uacutemidas Ramsar Iratilde 1971) e considerada aacuterea prioritaacuteria para
Conservaccedilatildeo da Biodiversidade (Cordeiro 2004) Foi tambeacutem incluiacuteda na
Lista de Aacutereas Uacutemidas da Convenccedilatildeo Ramsar de importacircncia internacional
(Junk e Nunes da Cunha 2005)
O clima da regiatildeo eacute tipo Aw segundo a classificaccedilatildeo de Koumlppen
apresentando sazonalidade caracteriacutestica com uma estaccedilatildeo chuvosa
(outubro-abril) e outra seca (maio-setembro) (Nunes da Cunha e Junk
2004) A temperatura meacutedia anual do ar na RPPN SESC Pantanal oscila
entre 22 a 32ordmC e a precipitaccedilatildeo meacutedia anual entre 1100 e 1200 mm com o
total meacutedio do mecircs mais seco inferior a 40 mm (Hasenack et al 2003)
O solo no local de estudo foi classificado como Planossolo Haacuteplico
Aliacutetico Gleissoacutelico e a fitofisionomia do local foi classificada como Cerrado
sensu stricto Os solos desta classe apresentam mudanccedila textural abrupta
17
com acentuada diferenccedila de textura do A para o horizonte B imediatamente
subjacente permeabilidade lenta ou muito lenta profundidade de 150 cm e
textura arenosa (Anexo A)
Figura 1 Localizaccedilatildeo da RPPN SESC Pantanal
32 Medidas de Campo
Foram instalados sensores horizontalmente no perfil do solo na borda
de uma ldquocordilheirardquo nas profundidades de 10 e 30 cm para o monitoramento
contiacutenuo da concentraccedilatildeo de CO2 (ppm) conteuacutedo de O2 () temperatura
(ordmC) umidade do solo () potencial matricial (Kpa) e potencial redox (mV)
por meio de um datalogger modelo CR1000 (Campbell Scientific Logan
Utah USA) O datalogger foi conectado a uma bateria de 12V com uma
18
placa solar (45 W) o que garantia energia suficiente para o monitoramento
contiacutenuo e ininterrupto
A concentraccedilatildeo de CO2 no solo foi determinada in situ por meio de
um analisador de gaacutes por infravermelho (modelo GMM221 Vaisala Inc
Helsinki Finland) (Jassal et al 2004 Johnson et al 2008) (Figura 2)
Durante os primeiros 5 minutos de cada meia hora os sensores eram
ligados devido ao alto consumo de energia (4W cada) (Vaisala Oyj 2008)
Neste intervalo de 5 minutos os primeiros 3 minutos em que os sensores
ficavam ligados correspondem ao seu periacuteodo de aquecimento e os
subsequentes 2 minutos restantes correspondem agraves leituras feitas num
intervalo de 30 segundos resultando em registros de meia em meia hora
Figura 2 Sensor de CO2 (modelo GMM221 Vaisala Inc Helsinki
Finland)
O Potencial Redox foi determinado atraveacutes de um sensor ColeParmer
ColeParmer (Figura 3) que utiliza uma aacuterea superficial de platina (02
polegadas em torno do eletrodo de vidro) permitindo a sensibilidade do
sensor a atividades de eleacutetrons do fluido A banda de platina ajuda a prevenir
a entrada de resiacuteduos orgacircnicos no sensor evitando erros A faixa de
estimativa da sonda eacute de -700mV a 1100 mV sendo este intervalo
aproximado do potencial redox existente em aacuteguas naturais e no
escoamento superficial O sensor de potencial redox de 30 cm foi instalado
19
em fevereiro de 2010 e o sensor de potencial redox de 10 cm em setembro
do mesmo ano Os dados de potencial redox foram corrigidos pela equaccedilatildeo
de regressatildeo Equaccedilatildeo 1 proposta por Vepraskas e Faulkner (2001)
Fator de ajuste = -06743times(T) + 21376 (Equaccedilatildeo 1)
Em que T eacute a temperatura (degC) na profundidade do sensor redox
Potencial Redox (Eh mV) = Fator de ajuste + medida do sensor redox
(Equaccedilatildeo 2)
Figura 3 Sensor de potencial redox (ColeParmer)
As determinaccedilotildees de pressatildeo atmosfeacuterica e temperatura do solo
(sensor BPS e termostato Apogee Instruments Logan Utah USA) foram
usadas para corrigir as leituras de concentraccedilatildeo de CO2 pela dependecircncia
desses valores agrave lei dos gases perfeitos (Vaisala Oyj 2008)
A umidade do solo foi estimada por sensores baseados no domiacutenio da
capacitacircnciafrequecircncia (Decagon Instruments model EC-5) (Figura 4)
calibrados segundo Sakaki et al (2008) O potencial matricial do solo
(potencial matricial) foi analisado usando um sensor deste mesmo fabricante
(Decagon Instruments model MPS-1) (Figura 5) E todas as variaacuteveis foram
determinadas em intervalos de 30 minutos
20
Figura 4 Sensor de conteuacutedo de aacutegua (Decagon Instruments model
EC-5)
Figura 5 Sensor de potencial matricial do solo (Decagon Instruments
model MPS-1)
O O2 do solo foi determinado por meio de um sensor de ceacutelulas
galvacircnicas no estado soacutelido fabricado pela Apogee Instruments modelo SO-
111 (Kallestad et al 2008) (Figura 6) O sensor de oxigecircnio inclui um
termostato para determinar a temperatura do ambiente O sensor de
oxigecircnio de 30 cm apresentou problemas teacutecnicos durante os meses que
correspondem agraves estaccedilotildees da estiagem e enchente comprometendo assim
a produccedilatildeo de informaccedilotildees neste periacuteodo
21
Figura 6 Sensor de O2 (Apogee Instruments)
33 Medidas Micrometereoloacutegicas
No mesmo local em que foram instalados os equipamentos descritos
anteriormente foi instalado tambeacutem um sensor Vaisala modelo WXT520
(Vaisala Wheather Transmitter WXT520) (Figura 7) Este sensor faz
determinaccedilotildees numa frequecircncia de 10 Hz das seguintes variaacuteveis
velocidade do vento (ms) direccedilatildeo do vento (grau azimutal) temperatura do
ar (˚C) umidade relativa () pressatildeo do ar (kA) precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria (mm) e intensidade da precipitaccedilatildeo(mmh)
22
Figura 7 Sensor Vaisala WXT520 (Vaisala Wheather Transmitter WXT520)
34 Anaacutelises estatiacutesticas
Os valores de concentraccedilatildeo de CO2 foram estimados por interpolaccedilatildeo
linear quando a distacircncia dos valores de antes e depois (que natildeo saiacutessem
do intervalo) natildeo fossem maiores que 48 horas Este procedimento foi
automatizado utilizando o software de seacuteries temporais Aquarius (Aquatic
Informatica Aquarius 26004 Pro Edition) evitando a subjetividade das
estimativas Para a anaacutelise de dados foram feitos testes de meacutedias com
niacutevel de significacircncia de 95 aleacutem da anaacutelise multivariada dos
componentes principais
23
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas
A variaccedilatildeo do potencial redox para o solo estudado estaacute mostrada na
Figura 8 na qual foram plotados os dados meacutedios determinados pelo
sensor Entre abril de 2010 e fevereiro de 2011 o solo esteve insaturado ou
seja em estado de oxidaccedilatildeo e o intervalo de valores neste periacuteodo foi de
400 mV No periacuteodo de saturaccedilatildeo marccedilo de 2010 e marccedilo de 2011 a
variaccedilatildeo de valores foi superior a 750 mV
O tipo de variabilidade ilustrado na Figura 8 eacute esperado para solos
submetidos a uma sazonalidade de seca e cheia caso do solo estudado no
Pantanal de Mato Grosso Quando o Potencial Redox ficou maior que 400
mV o solo estava insaturado e o O2 controlava o sistema Na ausecircncia de
O2 os microrganismos reduzem uma variedade de aceptores de eleacutetrons
considerados alternativos que em ordem decrescente de termodinacircmica
satildeo NO3- (denitrificaccedilatildeo) Fe (III) (reduccedilatildeo do ferro) Mn (III IV) (reduccedilatildeo do
manganecircs) e SO4- (reduccedilatildeo do sulfato) (Keller et al 2009)
A linha que mostra a fase de mudanccedila de Fe(OH)3 para Fe2+ estaacute
adicionada agrave Figura 8 pela linha horizontal no Eh de 467mV de acordo com
o pH da soluccedilatildeo do solo do local de estudo que eacute aproximadamente 6
(Beirigo 2011 no prelo) (Vepraskas e Faulkner 2001) Durante o mecircs de
marccedilo o Fe2+ estava na soluccedilatildeo do solo ou seja se o Fe2+ estava presente
pode-se assumir que a maior parte do O2 dissolvido foi reduzido para H2O a
maior parte do NO3- presente foi desnitrificado e a maior parte dos oacutexidos de
Mn foram reduzidos para Mn2+ O estado de reduccedilatildeo do solo acontece ao
longo do ano mesmo nas estaccedilotildees secas do Pantanal havendo uma
dinacircmica de o potencial redox diminuir na cheia (meados de fevereiro) e
aumentar nas outras estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico
Os valores positivos obtidos satildeo tiacutepicos de solos aeroacutebicos
(Ponnamperuma 1972) demonstrando predominarem condiccedilotildees natildeo
limitantes no crescimento de plantas (Volk 1993)
24
Figura 8 Variaccedilatildeo (meacutedia diaacuteria) do Potencial Redox na profundidade de 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores meacutedios do potencial redox na profundidade de 10 cm
(Figura 9) satildeo estatisticamente diferentes quando comparados com as
estaccedilotildees estiagem e enchente mas quando comparados com os periacuteodos
manhatilde tarde e noite nestas estaccedilotildees natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica Jaacute na
profundidade de 30 cm natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica entre os periacuteodos
manhatilde tarde e noite em nenhuma das estaccedilotildees mas haacute diferenccedila entre os
valores obtidos nas estaccedilotildees estiagem e enchente
Pode-se observar que as meacutedias na profundidade de 10 cm (440 mV
e 460 mV) nas estaccedilotildees estiagem e enchente satildeo maiores que as meacutedias
da profundidade de 30 cm (340 mV e 360 mV) Os metais presentes em Eh
lt 150 mV estatildeo unidos a espeacutecies de sulfatos formando FeS2 MnSO4
entre outros enquanto em valores gt 150 mV (todas as estaccedilotildees em ambas
as profundidades) a maioria dos metais presentes satildeo soluacuteveis e unidos agraves
25
espeacutecies oxidadas Fe3O4 Mn2O4 (Clark et al 1998 Vepraskas e Faulkner
2001)
O potencial redox foi menor em maiores profundidades (30 cm) do
que perto da superfiacutecie do solo (10 cm) confirmando os dados encontrados
em estudos anteriores (Clay et al 1992 Bohrerova et al 2004)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
150
200
250
300
350
400
450
500
Po
ten
cial
Re
do
x
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
Figura 9 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do Potencial Redox nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de CO2 no solo (Figura 10) na profundidade de 10 cm satildeo
mais altos na cheia e vazante do que na estiagem e enchente Agrave medida que
as estaccedilotildees mais secas do Pantanal se aproximam (estiagem e enchente) a
produccedilatildeo de CO2 no solo diminui em aproximadamente 30 Os valores
meacutedios entre estaccedilotildees satildeo estatisticamente diferentes e entre periacuteodos
dentro de cada estaccedilatildeo os valores satildeo iguais em ambas as profundidades
Na profundidade de 30 cm os maiores valores foram encontrados nas
estaccedilotildees cheia e enchente enquanto os menores nas estaccedilotildees vazante e
estiagem Pode-se observar que o comportamento do CO2 no solo foi
diferente entre as profundidades enquanto o maior valor na profundidade de
26
10 cm foi determinado na vazante na profundidade de 30 cm nesta mesma
estaccedilatildeo foi detectado o menor valor
Figura 10 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do CO2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os solos secos (estiagem em ambas as profundidades) podem ser
associados a baixas concentraccedilotildees de CO2 visto que possuem alta
difusividade permitindo um raacutepido efluxo de CO2 do solo para a atmosfera
(Risk et al 2008) Tal dinacircmica foi observada na profundidade de 10 cm na
estaccedilatildeo estiagem no solo seco (Figura 12) com altas concentraccedilotildees de O2
(Figura 11) e baixas concentraccedilotildees de CO2 (Figura 10) O mesmo foi
encontrado na profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees vazante e estiagem As
altas concentraccedilotildees de CO2 encontradas nas estaccedilotildees cheia e vazante na
profundidade de 10 cm indicam condiccedilotildees mais aeroacutebicas do solo porque
em condiccedilotildees anaeroacutebicas natildeo existe produccedilatildeo de CO2 mas sim de
metano (Luo e Zhou 2006) Aleacutem disto vaacuterios estudos de campo sugerem
tambeacutem que o efluxo de CO2 pode ser limitado pela umidade em niacuteveis
muito altos ou muito baixos (Bowden 1993 Xu et al 2004)
27
Os valores meacutedios de O2 do solo (Figura 11) satildeo estatisticamente
diferentes entre as estaccedilotildees e natildeo houve diferenccedila significativa entre os
periacuteodos dentro de cada estaccedilatildeo Na profundidade de 10 cm os valores
meacutedios de O2 foram maiores nas estaccedilotildees vazante e estiagem e menores
nas estaccedilotildees cheia e enchente devido ao fato de em solos uacutemidos a
difusividade do solo ficar prejudicada Observa-se que na profundidade de
10 cm os maiores valores meacutedios (vazante e estiagem) foram encontrados
nas mesmas estaccedilotildees de baixa umidade do solo (Figura 12) e esta mesma
tendecircncia foi encontrada para a profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees cheia e
vazante para as ambas as profundidades
O O2 do solo tende a diminuir seus valores na estaccedilatildeo cheia quando
o solo jaacute estaacute completamente alagado Os menores valores meacutedios de O2
foram encontrados na profundidade de 30 cm na estaccedilatildeo cheia e
independentemente das estaccedilotildees na profundidade de 30 cm sempre foram
observados menores valores meacutedios A tendecircncia de os valores serem
menores na profundidade de 30 cm confirma os dados obtidos por Marshall
e Holmes (1988)
28
Figura 11 Meacutedias nas estaccedilotildees vazante e cheia do O2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Durante as estaccedilotildees de seca no Pantanal (vazante e estiagem) os
valores de O2 estatildeo na faixa de 15 a 18 em ambas as profundidades
confirmando os dados de Grable e Siemer (1968) os quais afirmam que o
conteuacutedo de O2 decresce de 21 a 13 da superfiacutecie do solo ateacute 60 cm em
condiccedilotildees de solo natildeo alagado
Um solo saturado natildeo eacute uniformemente desprovido de oxigecircnio A
concentraccedilatildeo de oxigecircnio em geral eacute alta na camada superficial oxidada
(formada pela difusatildeo de O2 pela atmosfera na aacutegua sobrejacente da
inundaccedilatildeo e em seguida no solo) onde ocorrem as reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo
(Ponnameoeruma 1972 Moore e Reddy 1994) Processos de reduccedilatildeo
dominam abaixo da camada oxidada Esta fina camada oxidada na
superfiacutecie de solos alagados eacute importante para as transformaccedilotildees do N
porque o NH4+ pode oxidar-se para NO3
- (nitrificaccedilatildeo) nesta camada O
esgotamento do NH4+ nesta camada causa sua difusatildeo para cima
(ascendente) em resposta agrave concentraccedilatildeo do gradiente (Luo e Zhou 2006)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
O2
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
era
tura
do
So
lo (
0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
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ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
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CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
9
1 INTRODUCcedilAtildeO
O Pantanal situado cerca de 2000 km para o sul do cinturatildeo equatorial
apresenta alteraccedilotildees sazonais que se caracterizam por uma estaccedilatildeo seca e
uma estaccedilatildeo chuvosa a cada ano O iniacutecio e o fim de cada estaccedilatildeo variam
de ano para ano com vaacuterias semanas de diferenccedila (Heckman 1998) O
pulso de inundaccedilatildeo eacute monomodal (Junk et al 1989) e de ano para ano as
cheias mostram grandes diferenccedilas em suas amplitudes com grande
variaccedilatildeo no tempo e no espaccedilo (Girard no prelo)
Devido agrave inundaccedilatildeo do monomodal vaacuterias regiotildees deste bioma mudam
de habitats aquaacuteticos para terrestres e vice-versa ocasionando momentos
em que as cheias ocupam 80 do Pantanal embora no periacuteodo de
estiagem grande parte da aacuterea inundada seque pois a aacutegua evapora ou
retorna para o leito dos rios (Lobato 2000)
Neste contexto dados obtidos em estudos sobre potencial redox podem
ser ferramentas versaacuteteis para compreender as reaccedilotildees de oxirreduccedilatildeo nos
solos (Vespraskas e Faulkner 2001) especialmente aqueles submetidos agrave
sazonalidade de cheia (fase anaeroacutebica) e seca (fase aeroacutebica) comuns no
Pantanal A anaacutelise conjunta do potencial redox com outras variaacuteveis pode
ser uacutetil para o entendimento da dinacircmica dos solos hidromoacuterficos ao longo
de todo o ciclo hidroloacutegico a que o Pantanal estaacute submetido
Portanto aliado agraves determinaccedilotildees de potencial redox a anaacutelise da
respiraccedilatildeo do solo e da difusatildeo do oxigecircnio e dioacutexido de carbono eacute de
extrema importacircncia pois as mudanccedilas do potencial redox satildeo o resultado
de efeitos combinados de processos quiacutemicos fiacutesicos e bioloacutegicos no solo
(Nemecek et al 1990) Tendo em vista a importacircncia de se estudar o
potencial redox em aacutereas uacutemidas junto com outras variaacuteveis para
compreender a dinacircmica de solos hidromoacuterficos os objetivos deste trabalho
foram caracterizar e monitorar o potencial redox e outras variaacuteveis
complementares (CO2 O2 temperatura umidade potencial matricial) no
solo de uma cordilheira na fitofisionomia Cerrado sensu stricto localizado
na RPPN SESC Pantanal analisando-o em conjunto com variaacuteveis
micrometereoloacutegicas (precipitaccedilatildeo e vento)
10
2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
21 Potencial Redox
O potencial redox eacute a medida do estado de reduccedilatildeo e oxidaccedilatildeo em
que se encontra o solo sendo considerado um dos mais importantes fatores
que regem a produccedilatildeo de CO2 nas aacutereas uacutemidas (Reddy e DeLaune 2008
Seo e DeLaune 2010)
A biogeoquiacutemica das aacutereas uacutemidas eacute controlada pelas inundaccedilotildees
em funccedilatildeo das reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo A inundaccedilatildeo no solo muda
drasticamente a hidrosfera atmosfera biosfera e a biogeoquiacutemica A
difusividade do oxigecircnio atmosfeacuterico do solo diminui em solos inundados e
coloca em movimento uma seacuterie uacutenica de processos fiacutesicos quiacutemicos e
bioloacutegicos natildeo encontrados em solos secos eou que natildeo satildeo submetidos a
periacuteodos de inundaccedilatildeo (Neue et al 1997)
Apoacutes o O2 ser esgotado pela respiraccedilatildeo aeroacutebia organismos
anaeroacutebicos facultativos e obrigatoacuterios progressivamente usam os substratos
oxidados do solo como aceptores de eleacutetrons para a respiraccedilatildeo Bacteacuterias
denitrificadoras usam nitrato como um eleacutetron aceptor alternativo para
oxidaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica em valores de potencial redox abaixo de 420
mV em pH 7 Quando o nitrato eacute esgotado a reduccedilatildeo do manganecircs (Mn+4)
comeccedila abaixo de 400 mV seguida pela reduccedilatildeo do ferro (Fe+3) em valor de
potencial redox de 180 mV Essas reaccedilotildees satildeo catalisadas por diversas
bacteacuterias que usam a fermentaccedilatildeo para obter energia com o manganecircs
(Mn+4) e ferro (Fe+3) agindo diretamente como aceptores de eleacutetrons (Lovely
e Phillips 1989) Organismos anaeroacutebicos obrigatoacuterios reduzem o sulfato
quando o potencial redox cai abaixo -215 mV e o metano (CH4) eacute formado a
-244 mV (Neue et al 1997)
O potencial redox eacute usado para descrever o sistema de capacidade
de reduzir e oxidar O potencial redox eacute determinado em milivolts (mV) em
relaccedilatildeo a um eletrodo padratildeo de hidrogecircnio e eacute comumente estimado
utilizando um eletrodo de platina com um eletrodo de calomelano saturado
como referecircncia Em aacuteguas muito oxidadas enquanto as concentraccedilotildees de
oxigecircnio ficam aproximadamente acima de 1 mg O2 L-1 o potencial redox eacute
11
altamente positivo (acima de 300-500 mV) Em ambientes reduzidos como
nas aacuteguas profundas dos lagos estratificados ou sedimentos de lagos
eutroacuteficos o potencial redox eacute baixo (abaixo de 100 mV ou mesmo
negativo)
A saturaccedilatildeo pela aacutegua promove condiccedilotildees anoacutexicas no solo e outros
aceptores de eleacutetrons diferentes do O2 satildeo utilizados na oxidaccedilatildeo da mateacuteria
orgacircnica (Tiedje et al 1984) Dependendo do potencial redox do pH e da
disponibilidade de aceptores de eleacutetrons o proacuteximo processo de reduccedilatildeo
microbiana pode ocorrer depois do esgotamento de O2 nitrato manganecircs
ferro sulfato e por uacuteltimo da reduccedilatildeo do CO2 (Zehnder e Stumm 1988
Paul e Clark 1996) O uacuteltimo segue uma sequecircncia chamada de cadeia de
reduccedilatildeo sequencial
Os solos das aacutereas uacutemidas satildeo diferentes da maioria dos solos de
terras altas e sedimentos porque satildeo submetidos frequentemente a ciclos de
umedecimento e secagem dando apoio suficiente para comunidades
aeroacutebias e anaeroacutebicas que exploram uma ampla gama de receptores de
eleacutetrons durante a respiraccedilatildeo como a O2 NO3- Fe (+3) 2SO4 e CO2 (Lovley
e Klug 1986) Portanto o desenvolvimento da atividade microbiana do solo
e as relaccedilotildees de propriedade para as aacutereas uacutemidas requerem um
entendimento da respiraccedilatildeo do solo (aeroacutebica e anaeroacutebica) para solos com
uma ampla gama de caracteriacutesticas (DAngelo e Reddy 1999)
No niacutevel dos agregados do solo a temperatura pode influenciar a
respiraccedilatildeo do solo indiretamente atraveacutes de seus efeitos sobre o transporte
de O2 A difusatildeo de ambos os gases e solutos atraveacutes de filmes de aacutegua eacute
determinada pela difusividade e umidade do solo Por um lado a
difusividade aumenta com a temperatura numa determinada umidade
(Nobel 2005) Por outro lado um aumento na temperatura durante um
periacuteodo de tempo reduz o teor de aacutegua no solo e a espessura de seus filmes
de aacutegua Em aacutereas uacutemidas um decreacutescimo na temperatura induz um
decreacutescimo na umidade do solo como uma resposta na concentraccedilatildeo de O2
e nas condiccedilotildees do potencial redox Desde que o oxigecircnio inveacutes dos solutos
orgacircnicos eacute comumente o limitante para a respiraccedilatildeo nas aacutereas uacutemidas
12
solos secos tendem a aumentar a temperatura podendo estimular a
respiraccedilatildeo do solo (Luo e Zhou 2006)
A magnitude e a intensidade da reduccedilatildeo do solo satildeo controladas pela
quantidade de mateacuteria orgacircnica facilmente biodegradaacutevel sua taxa de
decomposiccedilatildeo e a quantidade e tipos de nitratos manganecircs e ferro
redutiacuteveis como tambeacutem sulfato e substratos orgacircnicos O mais importante
sistema tampatildeo em aacutereas uacutemidas satildeo oxi-hidroacutexidos de ferro (Fe3+ e Fe2+) e
compostos orgacircnicos porque estatildeo presentes em grandes quantidades
(Neue et al 1997)
22 Pantanal
As aacutereas uacutemidas (wetlands) possuem lenccedilol freaacutetico pouco profundo
apresentando solos saturados por um determinado tempo resultando em
baixos niacuteveis de oxigecircnio (Banner e MacKenzie 2000 Van der Walk 2006)
Essas aacutereas realizam serviccedilos essenciais para o ecossistema ndash estoque de
carbono controle das cheias manutenccedilatildeo da biodiversidade produccedilatildeo de
pescado recarga de aquumliacuteferos entre outros ndash e tecircm se mostrado cada dia
mais importantes no cenaacuterio global (Keddy et al 2009)
Tais aacutereas cobrem aproximadamente 6 da superfiacutecie terrestre (700
milhotildees de ha) e satildeo encontradas em diferentes continentes e em qualquer
zona climaacutetica aleacutem de serem consideradas aacutereas de prioridade para
conservaccedilatildeo (Van der Walk 2006 Keddy 2009) Entretanto estudos
recentes tecircm alertado que os ecossistemas permanentemente aquaacuteticos
(lagos rios) e das aacutereas uacutemidas ainda natildeo tecircm sido suficientemente
estudados sendo subestimados nos cenaacuterios globais de mudanccedilas
climaacuteticas (Neue et al 1997)
Entretanto a importacircncia das aacutereas inundaacuteveis para o ciclo global do
carbono balanccedilo hiacutedrico vida selvagem manutenccedilatildeo da biodiversidade e
produccedilatildeo de alimento humano eacute muito maior do que o tamanho que elas
ocupam na superfiacutecie terrestre (Cole e Brooks 2000)
13
Cerca da metade das aacutereas uacutemidas se encontra nos troacutepicos A mateacuteria
orgacircnica em decomposiccedilatildeo faz com que estas aacutereas sejam importantes
drenos para o carbono Cerca de 250 Gt de carbono satildeo conservadas nas
aacutereas uacutemidas dos troacutepicos Pequenas diferenccedilas no regime climaacutetico
hiacutedrico nutrientes e uso da terra podem modificar drasticamente o estoque
de carbono dessas aacutereas (Neue et al 1997)
O Pantanal Mato-Grossense eacute a maior planiacutecie inundaacutevel contiacutenua do
planeta cobrindo uma aacuterea de cerca de 135 000 Km2 na bacia hidrograacutefica
do Rio Paraguai (Assine e Soares 2004) O Pantanal eacute caracterizado por ser
uma planiacutecie pluvial sazonalmente inundada com baixa declividade (Brazil
1979) do leste para o oeste (30 - 50 cm km-1) e mais baixa ainda do norte
para o sul (3 ndash 15 cm km-1) O pulso de inundaccedilatildeo regula os processos
ecoloacutegicos que ali ocorrem (Junk et al 1989)
Materiais provenientes de regiotildees circunvizinhas se depositam nas
aacutereas mais baixas Aleacutem disto a variaccedilatildeo do niacutevel de aacutegua eacute um fator
decisivo na caracterizaccedilatildeo ecoloacutegica da regiatildeo pois propicia condiccedilotildees
favoraacuteveis a vaacuterias espeacutecies que natildeo tecircm origem na aacuterea mas que
apresentam adaptaccedilotildees a este ambiente de mudanccedilas constantes devido agrave
alternacircncia marcante de periacuteodos de cheia e de seca Sua posiccedilatildeo
geograacutefica representa um grande interstiacutecio entre os biomas da Amazocircnia
Chaco e o Cerrado favorecendo a troca de espeacutecies (Couto 2002)
A inundaccedilatildeo na aacuterea deste estudo (parte norte do Pantanal) eacute o
reflexo da variaccedilatildeo anual do niacutevel de aacutegua que ocorre no Rio Cuiabaacute e eacute
altamente influenciada pela precipitaccedilatildeo e pela difiacutecil drenagem da aacutegua da
chuva no solo O padratildeo de inundaccedilatildeo na reagiatildeo eacute o tipo monomodal ou
seja somente uma inundaccedilatildeo por ano (Junk et al 1989) com pequena
amplitude (Hamilton et al 1996) Aleacutem dos ciclos anuais de inundaccedilatildeo
tambeacutem satildeo reconhecidos ciclos plurianuais com periacuteodos de grandes
cheias e grandes secas (Nunes da Cunha e Junk 2001)
A vegetaccedilatildeo heterogecircnea existente conhecida como o ldquoComplexo do
Pantanalrdquo eacute resultante da inundaccedilatildeo perioacutedica que favorece a rica
diversidade de ambientes Portanto o Pantanal deve ser estudado como um
14
todo devido agraves interaccedilotildees entre o clima e a hidrologia como tambeacutem agraves
mudanccedilas nos ciclos de cheia e seca todos os anos (Heckman 1998)
Segundo Nunes da Cunha e Junk (2004) apenas 5 das espeacutecies
arboacutereas no Pantanal habitam exclusivamente zonas com prolongado
alagamento enquanto 30 estatildeo restritas agraves aacutereas raramente alagadas e
65 satildeo de ampla distribuiccedilatildeo no gradiente
Na fisionomia pantaneira o cerradatildeo ocupa aacutereas mais elevadas e o
cerrado sensu stricto aacutereas mais baixas tendendo para campo agrave medida
que aumenta o grau de inundaccedilatildeo Estas aacutereas satildeo uma continuidade da
grande regiatildeo fitoecoloacutegica do cerrado brasileiro consideradas junto com a
Ilha do Bananal as uacutenicas aacutereas extensas de cerrado sobre sedimentos
quartenaacuterios (Adaacutemoli 1986)
23 Solos do Pantanal
O carbono dos solos eacute originaacuterio da mateacuteria orgacircnica que assume um
papel fundamental em solos tropicais e subtropicais fornecendo nutrientes
estruturando o solo propiciando condiccedilotildees de aeraccedilatildeo e retenccedilatildeo de
umidade bem como para o estabelecimento dos seres vivos que datildeo
suporte aos processos que conferem aos solos suas propriedades e funccedilotildees
nos ecossistemas e na produccedilatildeo agriacutecola (Santos e Camargo 1999 Moreira
e Siqueira 2006)
O desenvolvimento dos solos de aacutereas uacutemidas e suas propriedades
satildeo influenciados pela saturaccedilatildeo temporaacuteria ou permanente de aacutegua na
parte superior do perfil do solo ou seja solos com sinais de reduccedilatildeo em
condiccedilotildees perioacutedicas ou permanentes de saturaccedilatildeo Condiccedilotildees de reduccedilatildeo
podem ocorrer em solos que contecircm quantidades consideraacuteveis de oxigecircnio
dissolvido falta de mateacuteria orgacircnica decomponiacutevel em combinaccedilatildeo com
altos teores de carbonato de caacutelcio e outros fatores que suprimem a
atividade de microrganismos (Moormann e Van de Wetering 1985)
De uma maneira geral os solos pantaneiros guardam estreita
relaccedilatildeo com a natureza dos sedimentos depositados o que por sua vez eacute
consequecircncia da natureza do ldquomaterial fonterdquo e dos processos ou formas de
15
deposiccedilatildeosedimentaccedilatildeo Assim as diversas regiotildees da planiacutecie por terem
sido contempladas com tipos de sedimentos diferenciados apresentam
naturalmente dinacircmica hiacutedrica proacutepria e este conjunto eacute determinante para a
definiccedilatildeo dos processos pedogeneacuteticos que atuaram eou atuam na regiatildeo
(Couto 2002)
Sabe-se que quando os solos se tornam saturados com aacutegua o
oxigecircnio presente neles eacute consumido formando condiccedilotildees anaeroacutebicas
Se houver fonte de carbono oxidaacutevel se a temperatura for suficientemente
alta para que os microrganismos estejam ativos (Rabenhorst e Parikh 2000)
e se houver persistecircncia das condiccedilotildees anaeroacutebicas impostas pelo longo
periacuteodo em que os solos pantaneiros permanecem sob uma espessa lacircmina
drsquoaacutegua cria-se a condiccedilatildeo para que o ferro na forma feacuterrica (Fe+3) presente
nos oacutexidos seja reduzido para ferro na forma ferrosa (Fe+2) O ferro na
forma ferrosa (reduzida) eacute bastante soluacutevel o que permite sua translocaccedilatildeo
na fase aquosa
As caracteriacutesticas morfoloacutegicas destes solos advecircm principalmente
dos processos de reduccedilatildeo e oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs que lhes
conferem cores distintas O estado de oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs
influencia fortemente sua solubilidade e cor conferindo os mosqueados
marrons cinzentos azuis pretos e amarelos frequentemente observados
em solos hidromoacuterficos (Fanning e Fanning 1989)
Os padrotildees das cores dos mosqueados derivam da segregaccedilatildeo do
ferro em zonas com diferentes valores de potencial redox resultando desta
maneira em zonas de vermelho amarelo e cinza Os mosqueados satildeo muito
comuns em solos do Pantanal e geralmente indicam uma flutuaccedilatildeo de curta
duraccedilatildeo do lenccedilol freaacutetico (Buol e Rebertus 1988)
Os solos hidromoacuterficos tambeacutem podem apresentar horizontes
escurecidos devido ao acuacutemulo de mateacuteria orgacircnica uma vez que os
organismos anaeroacutebicos satildeo menos eficientes na mineralizaccedilatildeo do que os
organismos aeroacutebios Aleacutem disso os processos de reduccedilatildeo geralmente
envolvem a produccedilatildeo ou o consumo de H+ e consequentemente possuem
um importante efeito sobre o pH (Ponnamperuma 1972)
16
3 METODOLOGIA
31 Aacuterea de estudo
O presente trabalho foi conduzido de fevereiro de 2010 a janeiro de
2011 na RPPN (Reserva Particular do Patrimocircnio NaturalSistema Nacional
de Unidades de Conservaccedilatildeo ndash SNUC) Estacircncia Ecoloacutegica SESC (Serviccedilo
Social do Comeacutercio) Pantanal (Figura 1) municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo
nordeste do Pantanal de Mato Grosso
Neste estudo o ciclo hidroloacutegico foi dividido em estaccedilotildees a estaccedilatildeo
ldquocheiardquo corresponde aos meses de fevereiro marccedilo e abril a estaccedilatildeo
ldquovazanterdquo aos meses de maio junho e julho a estaccedilatildeo ldquoestiagemrdquo aos
meses de agosto setembro e outubro e por fim a estaccedilatildeo ldquoenchenterdquo aos
meses de novembro dezembro e janeiro
Os periacuteodos foram divididos em manhatilde tarde e noite manhatilde das
700 agraves 1330h o periacuteodo da tarde das 1400 agraves 1830h e o periacuteodo da
noite das 1900 agraves 630h
A RPPN SESC Pantanal eacute uma Unidade de Conservaccedilatildeo (UC)
particular localizada entre as coordenadas geograacuteficas 16deg 30` a 16deg 44` S e
56deg 20` a 56deg 30` W ocupando uma aacuterea de aproximadamente 1076 Km2
Em 2002 a RPPN foi reconhecida como site Ramsar (Convenccedilatildeo sobre
Zona Uacutemidas Ramsar Iratilde 1971) e considerada aacuterea prioritaacuteria para
Conservaccedilatildeo da Biodiversidade (Cordeiro 2004) Foi tambeacutem incluiacuteda na
Lista de Aacutereas Uacutemidas da Convenccedilatildeo Ramsar de importacircncia internacional
(Junk e Nunes da Cunha 2005)
O clima da regiatildeo eacute tipo Aw segundo a classificaccedilatildeo de Koumlppen
apresentando sazonalidade caracteriacutestica com uma estaccedilatildeo chuvosa
(outubro-abril) e outra seca (maio-setembro) (Nunes da Cunha e Junk
2004) A temperatura meacutedia anual do ar na RPPN SESC Pantanal oscila
entre 22 a 32ordmC e a precipitaccedilatildeo meacutedia anual entre 1100 e 1200 mm com o
total meacutedio do mecircs mais seco inferior a 40 mm (Hasenack et al 2003)
O solo no local de estudo foi classificado como Planossolo Haacuteplico
Aliacutetico Gleissoacutelico e a fitofisionomia do local foi classificada como Cerrado
sensu stricto Os solos desta classe apresentam mudanccedila textural abrupta
17
com acentuada diferenccedila de textura do A para o horizonte B imediatamente
subjacente permeabilidade lenta ou muito lenta profundidade de 150 cm e
textura arenosa (Anexo A)
Figura 1 Localizaccedilatildeo da RPPN SESC Pantanal
32 Medidas de Campo
Foram instalados sensores horizontalmente no perfil do solo na borda
de uma ldquocordilheirardquo nas profundidades de 10 e 30 cm para o monitoramento
contiacutenuo da concentraccedilatildeo de CO2 (ppm) conteuacutedo de O2 () temperatura
(ordmC) umidade do solo () potencial matricial (Kpa) e potencial redox (mV)
por meio de um datalogger modelo CR1000 (Campbell Scientific Logan
Utah USA) O datalogger foi conectado a uma bateria de 12V com uma
18
placa solar (45 W) o que garantia energia suficiente para o monitoramento
contiacutenuo e ininterrupto
A concentraccedilatildeo de CO2 no solo foi determinada in situ por meio de
um analisador de gaacutes por infravermelho (modelo GMM221 Vaisala Inc
Helsinki Finland) (Jassal et al 2004 Johnson et al 2008) (Figura 2)
Durante os primeiros 5 minutos de cada meia hora os sensores eram
ligados devido ao alto consumo de energia (4W cada) (Vaisala Oyj 2008)
Neste intervalo de 5 minutos os primeiros 3 minutos em que os sensores
ficavam ligados correspondem ao seu periacuteodo de aquecimento e os
subsequentes 2 minutos restantes correspondem agraves leituras feitas num
intervalo de 30 segundos resultando em registros de meia em meia hora
Figura 2 Sensor de CO2 (modelo GMM221 Vaisala Inc Helsinki
Finland)
O Potencial Redox foi determinado atraveacutes de um sensor ColeParmer
ColeParmer (Figura 3) que utiliza uma aacuterea superficial de platina (02
polegadas em torno do eletrodo de vidro) permitindo a sensibilidade do
sensor a atividades de eleacutetrons do fluido A banda de platina ajuda a prevenir
a entrada de resiacuteduos orgacircnicos no sensor evitando erros A faixa de
estimativa da sonda eacute de -700mV a 1100 mV sendo este intervalo
aproximado do potencial redox existente em aacuteguas naturais e no
escoamento superficial O sensor de potencial redox de 30 cm foi instalado
19
em fevereiro de 2010 e o sensor de potencial redox de 10 cm em setembro
do mesmo ano Os dados de potencial redox foram corrigidos pela equaccedilatildeo
de regressatildeo Equaccedilatildeo 1 proposta por Vepraskas e Faulkner (2001)
Fator de ajuste = -06743times(T) + 21376 (Equaccedilatildeo 1)
Em que T eacute a temperatura (degC) na profundidade do sensor redox
Potencial Redox (Eh mV) = Fator de ajuste + medida do sensor redox
(Equaccedilatildeo 2)
Figura 3 Sensor de potencial redox (ColeParmer)
As determinaccedilotildees de pressatildeo atmosfeacuterica e temperatura do solo
(sensor BPS e termostato Apogee Instruments Logan Utah USA) foram
usadas para corrigir as leituras de concentraccedilatildeo de CO2 pela dependecircncia
desses valores agrave lei dos gases perfeitos (Vaisala Oyj 2008)
A umidade do solo foi estimada por sensores baseados no domiacutenio da
capacitacircnciafrequecircncia (Decagon Instruments model EC-5) (Figura 4)
calibrados segundo Sakaki et al (2008) O potencial matricial do solo
(potencial matricial) foi analisado usando um sensor deste mesmo fabricante
(Decagon Instruments model MPS-1) (Figura 5) E todas as variaacuteveis foram
determinadas em intervalos de 30 minutos
20
Figura 4 Sensor de conteuacutedo de aacutegua (Decagon Instruments model
EC-5)
Figura 5 Sensor de potencial matricial do solo (Decagon Instruments
model MPS-1)
O O2 do solo foi determinado por meio de um sensor de ceacutelulas
galvacircnicas no estado soacutelido fabricado pela Apogee Instruments modelo SO-
111 (Kallestad et al 2008) (Figura 6) O sensor de oxigecircnio inclui um
termostato para determinar a temperatura do ambiente O sensor de
oxigecircnio de 30 cm apresentou problemas teacutecnicos durante os meses que
correspondem agraves estaccedilotildees da estiagem e enchente comprometendo assim
a produccedilatildeo de informaccedilotildees neste periacuteodo
21
Figura 6 Sensor de O2 (Apogee Instruments)
33 Medidas Micrometereoloacutegicas
No mesmo local em que foram instalados os equipamentos descritos
anteriormente foi instalado tambeacutem um sensor Vaisala modelo WXT520
(Vaisala Wheather Transmitter WXT520) (Figura 7) Este sensor faz
determinaccedilotildees numa frequecircncia de 10 Hz das seguintes variaacuteveis
velocidade do vento (ms) direccedilatildeo do vento (grau azimutal) temperatura do
ar (˚C) umidade relativa () pressatildeo do ar (kA) precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria (mm) e intensidade da precipitaccedilatildeo(mmh)
22
Figura 7 Sensor Vaisala WXT520 (Vaisala Wheather Transmitter WXT520)
34 Anaacutelises estatiacutesticas
Os valores de concentraccedilatildeo de CO2 foram estimados por interpolaccedilatildeo
linear quando a distacircncia dos valores de antes e depois (que natildeo saiacutessem
do intervalo) natildeo fossem maiores que 48 horas Este procedimento foi
automatizado utilizando o software de seacuteries temporais Aquarius (Aquatic
Informatica Aquarius 26004 Pro Edition) evitando a subjetividade das
estimativas Para a anaacutelise de dados foram feitos testes de meacutedias com
niacutevel de significacircncia de 95 aleacutem da anaacutelise multivariada dos
componentes principais
23
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas
A variaccedilatildeo do potencial redox para o solo estudado estaacute mostrada na
Figura 8 na qual foram plotados os dados meacutedios determinados pelo
sensor Entre abril de 2010 e fevereiro de 2011 o solo esteve insaturado ou
seja em estado de oxidaccedilatildeo e o intervalo de valores neste periacuteodo foi de
400 mV No periacuteodo de saturaccedilatildeo marccedilo de 2010 e marccedilo de 2011 a
variaccedilatildeo de valores foi superior a 750 mV
O tipo de variabilidade ilustrado na Figura 8 eacute esperado para solos
submetidos a uma sazonalidade de seca e cheia caso do solo estudado no
Pantanal de Mato Grosso Quando o Potencial Redox ficou maior que 400
mV o solo estava insaturado e o O2 controlava o sistema Na ausecircncia de
O2 os microrganismos reduzem uma variedade de aceptores de eleacutetrons
considerados alternativos que em ordem decrescente de termodinacircmica
satildeo NO3- (denitrificaccedilatildeo) Fe (III) (reduccedilatildeo do ferro) Mn (III IV) (reduccedilatildeo do
manganecircs) e SO4- (reduccedilatildeo do sulfato) (Keller et al 2009)
A linha que mostra a fase de mudanccedila de Fe(OH)3 para Fe2+ estaacute
adicionada agrave Figura 8 pela linha horizontal no Eh de 467mV de acordo com
o pH da soluccedilatildeo do solo do local de estudo que eacute aproximadamente 6
(Beirigo 2011 no prelo) (Vepraskas e Faulkner 2001) Durante o mecircs de
marccedilo o Fe2+ estava na soluccedilatildeo do solo ou seja se o Fe2+ estava presente
pode-se assumir que a maior parte do O2 dissolvido foi reduzido para H2O a
maior parte do NO3- presente foi desnitrificado e a maior parte dos oacutexidos de
Mn foram reduzidos para Mn2+ O estado de reduccedilatildeo do solo acontece ao
longo do ano mesmo nas estaccedilotildees secas do Pantanal havendo uma
dinacircmica de o potencial redox diminuir na cheia (meados de fevereiro) e
aumentar nas outras estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico
Os valores positivos obtidos satildeo tiacutepicos de solos aeroacutebicos
(Ponnamperuma 1972) demonstrando predominarem condiccedilotildees natildeo
limitantes no crescimento de plantas (Volk 1993)
24
Figura 8 Variaccedilatildeo (meacutedia diaacuteria) do Potencial Redox na profundidade de 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores meacutedios do potencial redox na profundidade de 10 cm
(Figura 9) satildeo estatisticamente diferentes quando comparados com as
estaccedilotildees estiagem e enchente mas quando comparados com os periacuteodos
manhatilde tarde e noite nestas estaccedilotildees natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica Jaacute na
profundidade de 30 cm natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica entre os periacuteodos
manhatilde tarde e noite em nenhuma das estaccedilotildees mas haacute diferenccedila entre os
valores obtidos nas estaccedilotildees estiagem e enchente
Pode-se observar que as meacutedias na profundidade de 10 cm (440 mV
e 460 mV) nas estaccedilotildees estiagem e enchente satildeo maiores que as meacutedias
da profundidade de 30 cm (340 mV e 360 mV) Os metais presentes em Eh
lt 150 mV estatildeo unidos a espeacutecies de sulfatos formando FeS2 MnSO4
entre outros enquanto em valores gt 150 mV (todas as estaccedilotildees em ambas
as profundidades) a maioria dos metais presentes satildeo soluacuteveis e unidos agraves
25
espeacutecies oxidadas Fe3O4 Mn2O4 (Clark et al 1998 Vepraskas e Faulkner
2001)
O potencial redox foi menor em maiores profundidades (30 cm) do
que perto da superfiacutecie do solo (10 cm) confirmando os dados encontrados
em estudos anteriores (Clay et al 1992 Bohrerova et al 2004)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
150
200
250
300
350
400
450
500
Po
ten
cial
Re
do
x
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
Figura 9 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do Potencial Redox nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de CO2 no solo (Figura 10) na profundidade de 10 cm satildeo
mais altos na cheia e vazante do que na estiagem e enchente Agrave medida que
as estaccedilotildees mais secas do Pantanal se aproximam (estiagem e enchente) a
produccedilatildeo de CO2 no solo diminui em aproximadamente 30 Os valores
meacutedios entre estaccedilotildees satildeo estatisticamente diferentes e entre periacuteodos
dentro de cada estaccedilatildeo os valores satildeo iguais em ambas as profundidades
Na profundidade de 30 cm os maiores valores foram encontrados nas
estaccedilotildees cheia e enchente enquanto os menores nas estaccedilotildees vazante e
estiagem Pode-se observar que o comportamento do CO2 no solo foi
diferente entre as profundidades enquanto o maior valor na profundidade de
26
10 cm foi determinado na vazante na profundidade de 30 cm nesta mesma
estaccedilatildeo foi detectado o menor valor
Figura 10 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do CO2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os solos secos (estiagem em ambas as profundidades) podem ser
associados a baixas concentraccedilotildees de CO2 visto que possuem alta
difusividade permitindo um raacutepido efluxo de CO2 do solo para a atmosfera
(Risk et al 2008) Tal dinacircmica foi observada na profundidade de 10 cm na
estaccedilatildeo estiagem no solo seco (Figura 12) com altas concentraccedilotildees de O2
(Figura 11) e baixas concentraccedilotildees de CO2 (Figura 10) O mesmo foi
encontrado na profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees vazante e estiagem As
altas concentraccedilotildees de CO2 encontradas nas estaccedilotildees cheia e vazante na
profundidade de 10 cm indicam condiccedilotildees mais aeroacutebicas do solo porque
em condiccedilotildees anaeroacutebicas natildeo existe produccedilatildeo de CO2 mas sim de
metano (Luo e Zhou 2006) Aleacutem disto vaacuterios estudos de campo sugerem
tambeacutem que o efluxo de CO2 pode ser limitado pela umidade em niacuteveis
muito altos ou muito baixos (Bowden 1993 Xu et al 2004)
27
Os valores meacutedios de O2 do solo (Figura 11) satildeo estatisticamente
diferentes entre as estaccedilotildees e natildeo houve diferenccedila significativa entre os
periacuteodos dentro de cada estaccedilatildeo Na profundidade de 10 cm os valores
meacutedios de O2 foram maiores nas estaccedilotildees vazante e estiagem e menores
nas estaccedilotildees cheia e enchente devido ao fato de em solos uacutemidos a
difusividade do solo ficar prejudicada Observa-se que na profundidade de
10 cm os maiores valores meacutedios (vazante e estiagem) foram encontrados
nas mesmas estaccedilotildees de baixa umidade do solo (Figura 12) e esta mesma
tendecircncia foi encontrada para a profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees cheia e
vazante para as ambas as profundidades
O O2 do solo tende a diminuir seus valores na estaccedilatildeo cheia quando
o solo jaacute estaacute completamente alagado Os menores valores meacutedios de O2
foram encontrados na profundidade de 30 cm na estaccedilatildeo cheia e
independentemente das estaccedilotildees na profundidade de 30 cm sempre foram
observados menores valores meacutedios A tendecircncia de os valores serem
menores na profundidade de 30 cm confirma os dados obtidos por Marshall
e Holmes (1988)
28
Figura 11 Meacutedias nas estaccedilotildees vazante e cheia do O2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Durante as estaccedilotildees de seca no Pantanal (vazante e estiagem) os
valores de O2 estatildeo na faixa de 15 a 18 em ambas as profundidades
confirmando os dados de Grable e Siemer (1968) os quais afirmam que o
conteuacutedo de O2 decresce de 21 a 13 da superfiacutecie do solo ateacute 60 cm em
condiccedilotildees de solo natildeo alagado
Um solo saturado natildeo eacute uniformemente desprovido de oxigecircnio A
concentraccedilatildeo de oxigecircnio em geral eacute alta na camada superficial oxidada
(formada pela difusatildeo de O2 pela atmosfera na aacutegua sobrejacente da
inundaccedilatildeo e em seguida no solo) onde ocorrem as reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo
(Ponnameoeruma 1972 Moore e Reddy 1994) Processos de reduccedilatildeo
dominam abaixo da camada oxidada Esta fina camada oxidada na
superfiacutecie de solos alagados eacute importante para as transformaccedilotildees do N
porque o NH4+ pode oxidar-se para NO3
- (nitrificaccedilatildeo) nesta camada O
esgotamento do NH4+ nesta camada causa sua difusatildeo para cima
(ascendente) em resposta agrave concentraccedilatildeo do gradiente (Luo e Zhou 2006)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
O2
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
era
tura
do
So
lo (
0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
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ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
10
2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
21 Potencial Redox
O potencial redox eacute a medida do estado de reduccedilatildeo e oxidaccedilatildeo em
que se encontra o solo sendo considerado um dos mais importantes fatores
que regem a produccedilatildeo de CO2 nas aacutereas uacutemidas (Reddy e DeLaune 2008
Seo e DeLaune 2010)
A biogeoquiacutemica das aacutereas uacutemidas eacute controlada pelas inundaccedilotildees
em funccedilatildeo das reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo e reduccedilatildeo A inundaccedilatildeo no solo muda
drasticamente a hidrosfera atmosfera biosfera e a biogeoquiacutemica A
difusividade do oxigecircnio atmosfeacuterico do solo diminui em solos inundados e
coloca em movimento uma seacuterie uacutenica de processos fiacutesicos quiacutemicos e
bioloacutegicos natildeo encontrados em solos secos eou que natildeo satildeo submetidos a
periacuteodos de inundaccedilatildeo (Neue et al 1997)
Apoacutes o O2 ser esgotado pela respiraccedilatildeo aeroacutebia organismos
anaeroacutebicos facultativos e obrigatoacuterios progressivamente usam os substratos
oxidados do solo como aceptores de eleacutetrons para a respiraccedilatildeo Bacteacuterias
denitrificadoras usam nitrato como um eleacutetron aceptor alternativo para
oxidaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica em valores de potencial redox abaixo de 420
mV em pH 7 Quando o nitrato eacute esgotado a reduccedilatildeo do manganecircs (Mn+4)
comeccedila abaixo de 400 mV seguida pela reduccedilatildeo do ferro (Fe+3) em valor de
potencial redox de 180 mV Essas reaccedilotildees satildeo catalisadas por diversas
bacteacuterias que usam a fermentaccedilatildeo para obter energia com o manganecircs
(Mn+4) e ferro (Fe+3) agindo diretamente como aceptores de eleacutetrons (Lovely
e Phillips 1989) Organismos anaeroacutebicos obrigatoacuterios reduzem o sulfato
quando o potencial redox cai abaixo -215 mV e o metano (CH4) eacute formado a
-244 mV (Neue et al 1997)
O potencial redox eacute usado para descrever o sistema de capacidade
de reduzir e oxidar O potencial redox eacute determinado em milivolts (mV) em
relaccedilatildeo a um eletrodo padratildeo de hidrogecircnio e eacute comumente estimado
utilizando um eletrodo de platina com um eletrodo de calomelano saturado
como referecircncia Em aacuteguas muito oxidadas enquanto as concentraccedilotildees de
oxigecircnio ficam aproximadamente acima de 1 mg O2 L-1 o potencial redox eacute
11
altamente positivo (acima de 300-500 mV) Em ambientes reduzidos como
nas aacuteguas profundas dos lagos estratificados ou sedimentos de lagos
eutroacuteficos o potencial redox eacute baixo (abaixo de 100 mV ou mesmo
negativo)
A saturaccedilatildeo pela aacutegua promove condiccedilotildees anoacutexicas no solo e outros
aceptores de eleacutetrons diferentes do O2 satildeo utilizados na oxidaccedilatildeo da mateacuteria
orgacircnica (Tiedje et al 1984) Dependendo do potencial redox do pH e da
disponibilidade de aceptores de eleacutetrons o proacuteximo processo de reduccedilatildeo
microbiana pode ocorrer depois do esgotamento de O2 nitrato manganecircs
ferro sulfato e por uacuteltimo da reduccedilatildeo do CO2 (Zehnder e Stumm 1988
Paul e Clark 1996) O uacuteltimo segue uma sequecircncia chamada de cadeia de
reduccedilatildeo sequencial
Os solos das aacutereas uacutemidas satildeo diferentes da maioria dos solos de
terras altas e sedimentos porque satildeo submetidos frequentemente a ciclos de
umedecimento e secagem dando apoio suficiente para comunidades
aeroacutebias e anaeroacutebicas que exploram uma ampla gama de receptores de
eleacutetrons durante a respiraccedilatildeo como a O2 NO3- Fe (+3) 2SO4 e CO2 (Lovley
e Klug 1986) Portanto o desenvolvimento da atividade microbiana do solo
e as relaccedilotildees de propriedade para as aacutereas uacutemidas requerem um
entendimento da respiraccedilatildeo do solo (aeroacutebica e anaeroacutebica) para solos com
uma ampla gama de caracteriacutesticas (DAngelo e Reddy 1999)
No niacutevel dos agregados do solo a temperatura pode influenciar a
respiraccedilatildeo do solo indiretamente atraveacutes de seus efeitos sobre o transporte
de O2 A difusatildeo de ambos os gases e solutos atraveacutes de filmes de aacutegua eacute
determinada pela difusividade e umidade do solo Por um lado a
difusividade aumenta com a temperatura numa determinada umidade
(Nobel 2005) Por outro lado um aumento na temperatura durante um
periacuteodo de tempo reduz o teor de aacutegua no solo e a espessura de seus filmes
de aacutegua Em aacutereas uacutemidas um decreacutescimo na temperatura induz um
decreacutescimo na umidade do solo como uma resposta na concentraccedilatildeo de O2
e nas condiccedilotildees do potencial redox Desde que o oxigecircnio inveacutes dos solutos
orgacircnicos eacute comumente o limitante para a respiraccedilatildeo nas aacutereas uacutemidas
12
solos secos tendem a aumentar a temperatura podendo estimular a
respiraccedilatildeo do solo (Luo e Zhou 2006)
A magnitude e a intensidade da reduccedilatildeo do solo satildeo controladas pela
quantidade de mateacuteria orgacircnica facilmente biodegradaacutevel sua taxa de
decomposiccedilatildeo e a quantidade e tipos de nitratos manganecircs e ferro
redutiacuteveis como tambeacutem sulfato e substratos orgacircnicos O mais importante
sistema tampatildeo em aacutereas uacutemidas satildeo oxi-hidroacutexidos de ferro (Fe3+ e Fe2+) e
compostos orgacircnicos porque estatildeo presentes em grandes quantidades
(Neue et al 1997)
22 Pantanal
As aacutereas uacutemidas (wetlands) possuem lenccedilol freaacutetico pouco profundo
apresentando solos saturados por um determinado tempo resultando em
baixos niacuteveis de oxigecircnio (Banner e MacKenzie 2000 Van der Walk 2006)
Essas aacutereas realizam serviccedilos essenciais para o ecossistema ndash estoque de
carbono controle das cheias manutenccedilatildeo da biodiversidade produccedilatildeo de
pescado recarga de aquumliacuteferos entre outros ndash e tecircm se mostrado cada dia
mais importantes no cenaacuterio global (Keddy et al 2009)
Tais aacutereas cobrem aproximadamente 6 da superfiacutecie terrestre (700
milhotildees de ha) e satildeo encontradas em diferentes continentes e em qualquer
zona climaacutetica aleacutem de serem consideradas aacutereas de prioridade para
conservaccedilatildeo (Van der Walk 2006 Keddy 2009) Entretanto estudos
recentes tecircm alertado que os ecossistemas permanentemente aquaacuteticos
(lagos rios) e das aacutereas uacutemidas ainda natildeo tecircm sido suficientemente
estudados sendo subestimados nos cenaacuterios globais de mudanccedilas
climaacuteticas (Neue et al 1997)
Entretanto a importacircncia das aacutereas inundaacuteveis para o ciclo global do
carbono balanccedilo hiacutedrico vida selvagem manutenccedilatildeo da biodiversidade e
produccedilatildeo de alimento humano eacute muito maior do que o tamanho que elas
ocupam na superfiacutecie terrestre (Cole e Brooks 2000)
13
Cerca da metade das aacutereas uacutemidas se encontra nos troacutepicos A mateacuteria
orgacircnica em decomposiccedilatildeo faz com que estas aacutereas sejam importantes
drenos para o carbono Cerca de 250 Gt de carbono satildeo conservadas nas
aacutereas uacutemidas dos troacutepicos Pequenas diferenccedilas no regime climaacutetico
hiacutedrico nutrientes e uso da terra podem modificar drasticamente o estoque
de carbono dessas aacutereas (Neue et al 1997)
O Pantanal Mato-Grossense eacute a maior planiacutecie inundaacutevel contiacutenua do
planeta cobrindo uma aacuterea de cerca de 135 000 Km2 na bacia hidrograacutefica
do Rio Paraguai (Assine e Soares 2004) O Pantanal eacute caracterizado por ser
uma planiacutecie pluvial sazonalmente inundada com baixa declividade (Brazil
1979) do leste para o oeste (30 - 50 cm km-1) e mais baixa ainda do norte
para o sul (3 ndash 15 cm km-1) O pulso de inundaccedilatildeo regula os processos
ecoloacutegicos que ali ocorrem (Junk et al 1989)
Materiais provenientes de regiotildees circunvizinhas se depositam nas
aacutereas mais baixas Aleacutem disto a variaccedilatildeo do niacutevel de aacutegua eacute um fator
decisivo na caracterizaccedilatildeo ecoloacutegica da regiatildeo pois propicia condiccedilotildees
favoraacuteveis a vaacuterias espeacutecies que natildeo tecircm origem na aacuterea mas que
apresentam adaptaccedilotildees a este ambiente de mudanccedilas constantes devido agrave
alternacircncia marcante de periacuteodos de cheia e de seca Sua posiccedilatildeo
geograacutefica representa um grande interstiacutecio entre os biomas da Amazocircnia
Chaco e o Cerrado favorecendo a troca de espeacutecies (Couto 2002)
A inundaccedilatildeo na aacuterea deste estudo (parte norte do Pantanal) eacute o
reflexo da variaccedilatildeo anual do niacutevel de aacutegua que ocorre no Rio Cuiabaacute e eacute
altamente influenciada pela precipitaccedilatildeo e pela difiacutecil drenagem da aacutegua da
chuva no solo O padratildeo de inundaccedilatildeo na reagiatildeo eacute o tipo monomodal ou
seja somente uma inundaccedilatildeo por ano (Junk et al 1989) com pequena
amplitude (Hamilton et al 1996) Aleacutem dos ciclos anuais de inundaccedilatildeo
tambeacutem satildeo reconhecidos ciclos plurianuais com periacuteodos de grandes
cheias e grandes secas (Nunes da Cunha e Junk 2001)
A vegetaccedilatildeo heterogecircnea existente conhecida como o ldquoComplexo do
Pantanalrdquo eacute resultante da inundaccedilatildeo perioacutedica que favorece a rica
diversidade de ambientes Portanto o Pantanal deve ser estudado como um
14
todo devido agraves interaccedilotildees entre o clima e a hidrologia como tambeacutem agraves
mudanccedilas nos ciclos de cheia e seca todos os anos (Heckman 1998)
Segundo Nunes da Cunha e Junk (2004) apenas 5 das espeacutecies
arboacutereas no Pantanal habitam exclusivamente zonas com prolongado
alagamento enquanto 30 estatildeo restritas agraves aacutereas raramente alagadas e
65 satildeo de ampla distribuiccedilatildeo no gradiente
Na fisionomia pantaneira o cerradatildeo ocupa aacutereas mais elevadas e o
cerrado sensu stricto aacutereas mais baixas tendendo para campo agrave medida
que aumenta o grau de inundaccedilatildeo Estas aacutereas satildeo uma continuidade da
grande regiatildeo fitoecoloacutegica do cerrado brasileiro consideradas junto com a
Ilha do Bananal as uacutenicas aacutereas extensas de cerrado sobre sedimentos
quartenaacuterios (Adaacutemoli 1986)
23 Solos do Pantanal
O carbono dos solos eacute originaacuterio da mateacuteria orgacircnica que assume um
papel fundamental em solos tropicais e subtropicais fornecendo nutrientes
estruturando o solo propiciando condiccedilotildees de aeraccedilatildeo e retenccedilatildeo de
umidade bem como para o estabelecimento dos seres vivos que datildeo
suporte aos processos que conferem aos solos suas propriedades e funccedilotildees
nos ecossistemas e na produccedilatildeo agriacutecola (Santos e Camargo 1999 Moreira
e Siqueira 2006)
O desenvolvimento dos solos de aacutereas uacutemidas e suas propriedades
satildeo influenciados pela saturaccedilatildeo temporaacuteria ou permanente de aacutegua na
parte superior do perfil do solo ou seja solos com sinais de reduccedilatildeo em
condiccedilotildees perioacutedicas ou permanentes de saturaccedilatildeo Condiccedilotildees de reduccedilatildeo
podem ocorrer em solos que contecircm quantidades consideraacuteveis de oxigecircnio
dissolvido falta de mateacuteria orgacircnica decomponiacutevel em combinaccedilatildeo com
altos teores de carbonato de caacutelcio e outros fatores que suprimem a
atividade de microrganismos (Moormann e Van de Wetering 1985)
De uma maneira geral os solos pantaneiros guardam estreita
relaccedilatildeo com a natureza dos sedimentos depositados o que por sua vez eacute
consequecircncia da natureza do ldquomaterial fonterdquo e dos processos ou formas de
15
deposiccedilatildeosedimentaccedilatildeo Assim as diversas regiotildees da planiacutecie por terem
sido contempladas com tipos de sedimentos diferenciados apresentam
naturalmente dinacircmica hiacutedrica proacutepria e este conjunto eacute determinante para a
definiccedilatildeo dos processos pedogeneacuteticos que atuaram eou atuam na regiatildeo
(Couto 2002)
Sabe-se que quando os solos se tornam saturados com aacutegua o
oxigecircnio presente neles eacute consumido formando condiccedilotildees anaeroacutebicas
Se houver fonte de carbono oxidaacutevel se a temperatura for suficientemente
alta para que os microrganismos estejam ativos (Rabenhorst e Parikh 2000)
e se houver persistecircncia das condiccedilotildees anaeroacutebicas impostas pelo longo
periacuteodo em que os solos pantaneiros permanecem sob uma espessa lacircmina
drsquoaacutegua cria-se a condiccedilatildeo para que o ferro na forma feacuterrica (Fe+3) presente
nos oacutexidos seja reduzido para ferro na forma ferrosa (Fe+2) O ferro na
forma ferrosa (reduzida) eacute bastante soluacutevel o que permite sua translocaccedilatildeo
na fase aquosa
As caracteriacutesticas morfoloacutegicas destes solos advecircm principalmente
dos processos de reduccedilatildeo e oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs que lhes
conferem cores distintas O estado de oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs
influencia fortemente sua solubilidade e cor conferindo os mosqueados
marrons cinzentos azuis pretos e amarelos frequentemente observados
em solos hidromoacuterficos (Fanning e Fanning 1989)
Os padrotildees das cores dos mosqueados derivam da segregaccedilatildeo do
ferro em zonas com diferentes valores de potencial redox resultando desta
maneira em zonas de vermelho amarelo e cinza Os mosqueados satildeo muito
comuns em solos do Pantanal e geralmente indicam uma flutuaccedilatildeo de curta
duraccedilatildeo do lenccedilol freaacutetico (Buol e Rebertus 1988)
Os solos hidromoacuterficos tambeacutem podem apresentar horizontes
escurecidos devido ao acuacutemulo de mateacuteria orgacircnica uma vez que os
organismos anaeroacutebicos satildeo menos eficientes na mineralizaccedilatildeo do que os
organismos aeroacutebios Aleacutem disso os processos de reduccedilatildeo geralmente
envolvem a produccedilatildeo ou o consumo de H+ e consequentemente possuem
um importante efeito sobre o pH (Ponnamperuma 1972)
16
3 METODOLOGIA
31 Aacuterea de estudo
O presente trabalho foi conduzido de fevereiro de 2010 a janeiro de
2011 na RPPN (Reserva Particular do Patrimocircnio NaturalSistema Nacional
de Unidades de Conservaccedilatildeo ndash SNUC) Estacircncia Ecoloacutegica SESC (Serviccedilo
Social do Comeacutercio) Pantanal (Figura 1) municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo
nordeste do Pantanal de Mato Grosso
Neste estudo o ciclo hidroloacutegico foi dividido em estaccedilotildees a estaccedilatildeo
ldquocheiardquo corresponde aos meses de fevereiro marccedilo e abril a estaccedilatildeo
ldquovazanterdquo aos meses de maio junho e julho a estaccedilatildeo ldquoestiagemrdquo aos
meses de agosto setembro e outubro e por fim a estaccedilatildeo ldquoenchenterdquo aos
meses de novembro dezembro e janeiro
Os periacuteodos foram divididos em manhatilde tarde e noite manhatilde das
700 agraves 1330h o periacuteodo da tarde das 1400 agraves 1830h e o periacuteodo da
noite das 1900 agraves 630h
A RPPN SESC Pantanal eacute uma Unidade de Conservaccedilatildeo (UC)
particular localizada entre as coordenadas geograacuteficas 16deg 30` a 16deg 44` S e
56deg 20` a 56deg 30` W ocupando uma aacuterea de aproximadamente 1076 Km2
Em 2002 a RPPN foi reconhecida como site Ramsar (Convenccedilatildeo sobre
Zona Uacutemidas Ramsar Iratilde 1971) e considerada aacuterea prioritaacuteria para
Conservaccedilatildeo da Biodiversidade (Cordeiro 2004) Foi tambeacutem incluiacuteda na
Lista de Aacutereas Uacutemidas da Convenccedilatildeo Ramsar de importacircncia internacional
(Junk e Nunes da Cunha 2005)
O clima da regiatildeo eacute tipo Aw segundo a classificaccedilatildeo de Koumlppen
apresentando sazonalidade caracteriacutestica com uma estaccedilatildeo chuvosa
(outubro-abril) e outra seca (maio-setembro) (Nunes da Cunha e Junk
2004) A temperatura meacutedia anual do ar na RPPN SESC Pantanal oscila
entre 22 a 32ordmC e a precipitaccedilatildeo meacutedia anual entre 1100 e 1200 mm com o
total meacutedio do mecircs mais seco inferior a 40 mm (Hasenack et al 2003)
O solo no local de estudo foi classificado como Planossolo Haacuteplico
Aliacutetico Gleissoacutelico e a fitofisionomia do local foi classificada como Cerrado
sensu stricto Os solos desta classe apresentam mudanccedila textural abrupta
17
com acentuada diferenccedila de textura do A para o horizonte B imediatamente
subjacente permeabilidade lenta ou muito lenta profundidade de 150 cm e
textura arenosa (Anexo A)
Figura 1 Localizaccedilatildeo da RPPN SESC Pantanal
32 Medidas de Campo
Foram instalados sensores horizontalmente no perfil do solo na borda
de uma ldquocordilheirardquo nas profundidades de 10 e 30 cm para o monitoramento
contiacutenuo da concentraccedilatildeo de CO2 (ppm) conteuacutedo de O2 () temperatura
(ordmC) umidade do solo () potencial matricial (Kpa) e potencial redox (mV)
por meio de um datalogger modelo CR1000 (Campbell Scientific Logan
Utah USA) O datalogger foi conectado a uma bateria de 12V com uma
18
placa solar (45 W) o que garantia energia suficiente para o monitoramento
contiacutenuo e ininterrupto
A concentraccedilatildeo de CO2 no solo foi determinada in situ por meio de
um analisador de gaacutes por infravermelho (modelo GMM221 Vaisala Inc
Helsinki Finland) (Jassal et al 2004 Johnson et al 2008) (Figura 2)
Durante os primeiros 5 minutos de cada meia hora os sensores eram
ligados devido ao alto consumo de energia (4W cada) (Vaisala Oyj 2008)
Neste intervalo de 5 minutos os primeiros 3 minutos em que os sensores
ficavam ligados correspondem ao seu periacuteodo de aquecimento e os
subsequentes 2 minutos restantes correspondem agraves leituras feitas num
intervalo de 30 segundos resultando em registros de meia em meia hora
Figura 2 Sensor de CO2 (modelo GMM221 Vaisala Inc Helsinki
Finland)
O Potencial Redox foi determinado atraveacutes de um sensor ColeParmer
ColeParmer (Figura 3) que utiliza uma aacuterea superficial de platina (02
polegadas em torno do eletrodo de vidro) permitindo a sensibilidade do
sensor a atividades de eleacutetrons do fluido A banda de platina ajuda a prevenir
a entrada de resiacuteduos orgacircnicos no sensor evitando erros A faixa de
estimativa da sonda eacute de -700mV a 1100 mV sendo este intervalo
aproximado do potencial redox existente em aacuteguas naturais e no
escoamento superficial O sensor de potencial redox de 30 cm foi instalado
19
em fevereiro de 2010 e o sensor de potencial redox de 10 cm em setembro
do mesmo ano Os dados de potencial redox foram corrigidos pela equaccedilatildeo
de regressatildeo Equaccedilatildeo 1 proposta por Vepraskas e Faulkner (2001)
Fator de ajuste = -06743times(T) + 21376 (Equaccedilatildeo 1)
Em que T eacute a temperatura (degC) na profundidade do sensor redox
Potencial Redox (Eh mV) = Fator de ajuste + medida do sensor redox
(Equaccedilatildeo 2)
Figura 3 Sensor de potencial redox (ColeParmer)
As determinaccedilotildees de pressatildeo atmosfeacuterica e temperatura do solo
(sensor BPS e termostato Apogee Instruments Logan Utah USA) foram
usadas para corrigir as leituras de concentraccedilatildeo de CO2 pela dependecircncia
desses valores agrave lei dos gases perfeitos (Vaisala Oyj 2008)
A umidade do solo foi estimada por sensores baseados no domiacutenio da
capacitacircnciafrequecircncia (Decagon Instruments model EC-5) (Figura 4)
calibrados segundo Sakaki et al (2008) O potencial matricial do solo
(potencial matricial) foi analisado usando um sensor deste mesmo fabricante
(Decagon Instruments model MPS-1) (Figura 5) E todas as variaacuteveis foram
determinadas em intervalos de 30 minutos
20
Figura 4 Sensor de conteuacutedo de aacutegua (Decagon Instruments model
EC-5)
Figura 5 Sensor de potencial matricial do solo (Decagon Instruments
model MPS-1)
O O2 do solo foi determinado por meio de um sensor de ceacutelulas
galvacircnicas no estado soacutelido fabricado pela Apogee Instruments modelo SO-
111 (Kallestad et al 2008) (Figura 6) O sensor de oxigecircnio inclui um
termostato para determinar a temperatura do ambiente O sensor de
oxigecircnio de 30 cm apresentou problemas teacutecnicos durante os meses que
correspondem agraves estaccedilotildees da estiagem e enchente comprometendo assim
a produccedilatildeo de informaccedilotildees neste periacuteodo
21
Figura 6 Sensor de O2 (Apogee Instruments)
33 Medidas Micrometereoloacutegicas
No mesmo local em que foram instalados os equipamentos descritos
anteriormente foi instalado tambeacutem um sensor Vaisala modelo WXT520
(Vaisala Wheather Transmitter WXT520) (Figura 7) Este sensor faz
determinaccedilotildees numa frequecircncia de 10 Hz das seguintes variaacuteveis
velocidade do vento (ms) direccedilatildeo do vento (grau azimutal) temperatura do
ar (˚C) umidade relativa () pressatildeo do ar (kA) precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria (mm) e intensidade da precipitaccedilatildeo(mmh)
22
Figura 7 Sensor Vaisala WXT520 (Vaisala Wheather Transmitter WXT520)
34 Anaacutelises estatiacutesticas
Os valores de concentraccedilatildeo de CO2 foram estimados por interpolaccedilatildeo
linear quando a distacircncia dos valores de antes e depois (que natildeo saiacutessem
do intervalo) natildeo fossem maiores que 48 horas Este procedimento foi
automatizado utilizando o software de seacuteries temporais Aquarius (Aquatic
Informatica Aquarius 26004 Pro Edition) evitando a subjetividade das
estimativas Para a anaacutelise de dados foram feitos testes de meacutedias com
niacutevel de significacircncia de 95 aleacutem da anaacutelise multivariada dos
componentes principais
23
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas
A variaccedilatildeo do potencial redox para o solo estudado estaacute mostrada na
Figura 8 na qual foram plotados os dados meacutedios determinados pelo
sensor Entre abril de 2010 e fevereiro de 2011 o solo esteve insaturado ou
seja em estado de oxidaccedilatildeo e o intervalo de valores neste periacuteodo foi de
400 mV No periacuteodo de saturaccedilatildeo marccedilo de 2010 e marccedilo de 2011 a
variaccedilatildeo de valores foi superior a 750 mV
O tipo de variabilidade ilustrado na Figura 8 eacute esperado para solos
submetidos a uma sazonalidade de seca e cheia caso do solo estudado no
Pantanal de Mato Grosso Quando o Potencial Redox ficou maior que 400
mV o solo estava insaturado e o O2 controlava o sistema Na ausecircncia de
O2 os microrganismos reduzem uma variedade de aceptores de eleacutetrons
considerados alternativos que em ordem decrescente de termodinacircmica
satildeo NO3- (denitrificaccedilatildeo) Fe (III) (reduccedilatildeo do ferro) Mn (III IV) (reduccedilatildeo do
manganecircs) e SO4- (reduccedilatildeo do sulfato) (Keller et al 2009)
A linha que mostra a fase de mudanccedila de Fe(OH)3 para Fe2+ estaacute
adicionada agrave Figura 8 pela linha horizontal no Eh de 467mV de acordo com
o pH da soluccedilatildeo do solo do local de estudo que eacute aproximadamente 6
(Beirigo 2011 no prelo) (Vepraskas e Faulkner 2001) Durante o mecircs de
marccedilo o Fe2+ estava na soluccedilatildeo do solo ou seja se o Fe2+ estava presente
pode-se assumir que a maior parte do O2 dissolvido foi reduzido para H2O a
maior parte do NO3- presente foi desnitrificado e a maior parte dos oacutexidos de
Mn foram reduzidos para Mn2+ O estado de reduccedilatildeo do solo acontece ao
longo do ano mesmo nas estaccedilotildees secas do Pantanal havendo uma
dinacircmica de o potencial redox diminuir na cheia (meados de fevereiro) e
aumentar nas outras estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico
Os valores positivos obtidos satildeo tiacutepicos de solos aeroacutebicos
(Ponnamperuma 1972) demonstrando predominarem condiccedilotildees natildeo
limitantes no crescimento de plantas (Volk 1993)
24
Figura 8 Variaccedilatildeo (meacutedia diaacuteria) do Potencial Redox na profundidade de 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores meacutedios do potencial redox na profundidade de 10 cm
(Figura 9) satildeo estatisticamente diferentes quando comparados com as
estaccedilotildees estiagem e enchente mas quando comparados com os periacuteodos
manhatilde tarde e noite nestas estaccedilotildees natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica Jaacute na
profundidade de 30 cm natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica entre os periacuteodos
manhatilde tarde e noite em nenhuma das estaccedilotildees mas haacute diferenccedila entre os
valores obtidos nas estaccedilotildees estiagem e enchente
Pode-se observar que as meacutedias na profundidade de 10 cm (440 mV
e 460 mV) nas estaccedilotildees estiagem e enchente satildeo maiores que as meacutedias
da profundidade de 30 cm (340 mV e 360 mV) Os metais presentes em Eh
lt 150 mV estatildeo unidos a espeacutecies de sulfatos formando FeS2 MnSO4
entre outros enquanto em valores gt 150 mV (todas as estaccedilotildees em ambas
as profundidades) a maioria dos metais presentes satildeo soluacuteveis e unidos agraves
25
espeacutecies oxidadas Fe3O4 Mn2O4 (Clark et al 1998 Vepraskas e Faulkner
2001)
O potencial redox foi menor em maiores profundidades (30 cm) do
que perto da superfiacutecie do solo (10 cm) confirmando os dados encontrados
em estudos anteriores (Clay et al 1992 Bohrerova et al 2004)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
150
200
250
300
350
400
450
500
Po
ten
cial
Re
do
x
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
Figura 9 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do Potencial Redox nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de CO2 no solo (Figura 10) na profundidade de 10 cm satildeo
mais altos na cheia e vazante do que na estiagem e enchente Agrave medida que
as estaccedilotildees mais secas do Pantanal se aproximam (estiagem e enchente) a
produccedilatildeo de CO2 no solo diminui em aproximadamente 30 Os valores
meacutedios entre estaccedilotildees satildeo estatisticamente diferentes e entre periacuteodos
dentro de cada estaccedilatildeo os valores satildeo iguais em ambas as profundidades
Na profundidade de 30 cm os maiores valores foram encontrados nas
estaccedilotildees cheia e enchente enquanto os menores nas estaccedilotildees vazante e
estiagem Pode-se observar que o comportamento do CO2 no solo foi
diferente entre as profundidades enquanto o maior valor na profundidade de
26
10 cm foi determinado na vazante na profundidade de 30 cm nesta mesma
estaccedilatildeo foi detectado o menor valor
Figura 10 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do CO2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os solos secos (estiagem em ambas as profundidades) podem ser
associados a baixas concentraccedilotildees de CO2 visto que possuem alta
difusividade permitindo um raacutepido efluxo de CO2 do solo para a atmosfera
(Risk et al 2008) Tal dinacircmica foi observada na profundidade de 10 cm na
estaccedilatildeo estiagem no solo seco (Figura 12) com altas concentraccedilotildees de O2
(Figura 11) e baixas concentraccedilotildees de CO2 (Figura 10) O mesmo foi
encontrado na profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees vazante e estiagem As
altas concentraccedilotildees de CO2 encontradas nas estaccedilotildees cheia e vazante na
profundidade de 10 cm indicam condiccedilotildees mais aeroacutebicas do solo porque
em condiccedilotildees anaeroacutebicas natildeo existe produccedilatildeo de CO2 mas sim de
metano (Luo e Zhou 2006) Aleacutem disto vaacuterios estudos de campo sugerem
tambeacutem que o efluxo de CO2 pode ser limitado pela umidade em niacuteveis
muito altos ou muito baixos (Bowden 1993 Xu et al 2004)
27
Os valores meacutedios de O2 do solo (Figura 11) satildeo estatisticamente
diferentes entre as estaccedilotildees e natildeo houve diferenccedila significativa entre os
periacuteodos dentro de cada estaccedilatildeo Na profundidade de 10 cm os valores
meacutedios de O2 foram maiores nas estaccedilotildees vazante e estiagem e menores
nas estaccedilotildees cheia e enchente devido ao fato de em solos uacutemidos a
difusividade do solo ficar prejudicada Observa-se que na profundidade de
10 cm os maiores valores meacutedios (vazante e estiagem) foram encontrados
nas mesmas estaccedilotildees de baixa umidade do solo (Figura 12) e esta mesma
tendecircncia foi encontrada para a profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees cheia e
vazante para as ambas as profundidades
O O2 do solo tende a diminuir seus valores na estaccedilatildeo cheia quando
o solo jaacute estaacute completamente alagado Os menores valores meacutedios de O2
foram encontrados na profundidade de 30 cm na estaccedilatildeo cheia e
independentemente das estaccedilotildees na profundidade de 30 cm sempre foram
observados menores valores meacutedios A tendecircncia de os valores serem
menores na profundidade de 30 cm confirma os dados obtidos por Marshall
e Holmes (1988)
28
Figura 11 Meacutedias nas estaccedilotildees vazante e cheia do O2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Durante as estaccedilotildees de seca no Pantanal (vazante e estiagem) os
valores de O2 estatildeo na faixa de 15 a 18 em ambas as profundidades
confirmando os dados de Grable e Siemer (1968) os quais afirmam que o
conteuacutedo de O2 decresce de 21 a 13 da superfiacutecie do solo ateacute 60 cm em
condiccedilotildees de solo natildeo alagado
Um solo saturado natildeo eacute uniformemente desprovido de oxigecircnio A
concentraccedilatildeo de oxigecircnio em geral eacute alta na camada superficial oxidada
(formada pela difusatildeo de O2 pela atmosfera na aacutegua sobrejacente da
inundaccedilatildeo e em seguida no solo) onde ocorrem as reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo
(Ponnameoeruma 1972 Moore e Reddy 1994) Processos de reduccedilatildeo
dominam abaixo da camada oxidada Esta fina camada oxidada na
superfiacutecie de solos alagados eacute importante para as transformaccedilotildees do N
porque o NH4+ pode oxidar-se para NO3
- (nitrificaccedilatildeo) nesta camada O
esgotamento do NH4+ nesta camada causa sua difusatildeo para cima
(ascendente) em resposta agrave concentraccedilatildeo do gradiente (Luo e Zhou 2006)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
O2
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
era
tura
do
So
lo (
0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
11
altamente positivo (acima de 300-500 mV) Em ambientes reduzidos como
nas aacuteguas profundas dos lagos estratificados ou sedimentos de lagos
eutroacuteficos o potencial redox eacute baixo (abaixo de 100 mV ou mesmo
negativo)
A saturaccedilatildeo pela aacutegua promove condiccedilotildees anoacutexicas no solo e outros
aceptores de eleacutetrons diferentes do O2 satildeo utilizados na oxidaccedilatildeo da mateacuteria
orgacircnica (Tiedje et al 1984) Dependendo do potencial redox do pH e da
disponibilidade de aceptores de eleacutetrons o proacuteximo processo de reduccedilatildeo
microbiana pode ocorrer depois do esgotamento de O2 nitrato manganecircs
ferro sulfato e por uacuteltimo da reduccedilatildeo do CO2 (Zehnder e Stumm 1988
Paul e Clark 1996) O uacuteltimo segue uma sequecircncia chamada de cadeia de
reduccedilatildeo sequencial
Os solos das aacutereas uacutemidas satildeo diferentes da maioria dos solos de
terras altas e sedimentos porque satildeo submetidos frequentemente a ciclos de
umedecimento e secagem dando apoio suficiente para comunidades
aeroacutebias e anaeroacutebicas que exploram uma ampla gama de receptores de
eleacutetrons durante a respiraccedilatildeo como a O2 NO3- Fe (+3) 2SO4 e CO2 (Lovley
e Klug 1986) Portanto o desenvolvimento da atividade microbiana do solo
e as relaccedilotildees de propriedade para as aacutereas uacutemidas requerem um
entendimento da respiraccedilatildeo do solo (aeroacutebica e anaeroacutebica) para solos com
uma ampla gama de caracteriacutesticas (DAngelo e Reddy 1999)
No niacutevel dos agregados do solo a temperatura pode influenciar a
respiraccedilatildeo do solo indiretamente atraveacutes de seus efeitos sobre o transporte
de O2 A difusatildeo de ambos os gases e solutos atraveacutes de filmes de aacutegua eacute
determinada pela difusividade e umidade do solo Por um lado a
difusividade aumenta com a temperatura numa determinada umidade
(Nobel 2005) Por outro lado um aumento na temperatura durante um
periacuteodo de tempo reduz o teor de aacutegua no solo e a espessura de seus filmes
de aacutegua Em aacutereas uacutemidas um decreacutescimo na temperatura induz um
decreacutescimo na umidade do solo como uma resposta na concentraccedilatildeo de O2
e nas condiccedilotildees do potencial redox Desde que o oxigecircnio inveacutes dos solutos
orgacircnicos eacute comumente o limitante para a respiraccedilatildeo nas aacutereas uacutemidas
12
solos secos tendem a aumentar a temperatura podendo estimular a
respiraccedilatildeo do solo (Luo e Zhou 2006)
A magnitude e a intensidade da reduccedilatildeo do solo satildeo controladas pela
quantidade de mateacuteria orgacircnica facilmente biodegradaacutevel sua taxa de
decomposiccedilatildeo e a quantidade e tipos de nitratos manganecircs e ferro
redutiacuteveis como tambeacutem sulfato e substratos orgacircnicos O mais importante
sistema tampatildeo em aacutereas uacutemidas satildeo oxi-hidroacutexidos de ferro (Fe3+ e Fe2+) e
compostos orgacircnicos porque estatildeo presentes em grandes quantidades
(Neue et al 1997)
22 Pantanal
As aacutereas uacutemidas (wetlands) possuem lenccedilol freaacutetico pouco profundo
apresentando solos saturados por um determinado tempo resultando em
baixos niacuteveis de oxigecircnio (Banner e MacKenzie 2000 Van der Walk 2006)
Essas aacutereas realizam serviccedilos essenciais para o ecossistema ndash estoque de
carbono controle das cheias manutenccedilatildeo da biodiversidade produccedilatildeo de
pescado recarga de aquumliacuteferos entre outros ndash e tecircm se mostrado cada dia
mais importantes no cenaacuterio global (Keddy et al 2009)
Tais aacutereas cobrem aproximadamente 6 da superfiacutecie terrestre (700
milhotildees de ha) e satildeo encontradas em diferentes continentes e em qualquer
zona climaacutetica aleacutem de serem consideradas aacutereas de prioridade para
conservaccedilatildeo (Van der Walk 2006 Keddy 2009) Entretanto estudos
recentes tecircm alertado que os ecossistemas permanentemente aquaacuteticos
(lagos rios) e das aacutereas uacutemidas ainda natildeo tecircm sido suficientemente
estudados sendo subestimados nos cenaacuterios globais de mudanccedilas
climaacuteticas (Neue et al 1997)
Entretanto a importacircncia das aacutereas inundaacuteveis para o ciclo global do
carbono balanccedilo hiacutedrico vida selvagem manutenccedilatildeo da biodiversidade e
produccedilatildeo de alimento humano eacute muito maior do que o tamanho que elas
ocupam na superfiacutecie terrestre (Cole e Brooks 2000)
13
Cerca da metade das aacutereas uacutemidas se encontra nos troacutepicos A mateacuteria
orgacircnica em decomposiccedilatildeo faz com que estas aacutereas sejam importantes
drenos para o carbono Cerca de 250 Gt de carbono satildeo conservadas nas
aacutereas uacutemidas dos troacutepicos Pequenas diferenccedilas no regime climaacutetico
hiacutedrico nutrientes e uso da terra podem modificar drasticamente o estoque
de carbono dessas aacutereas (Neue et al 1997)
O Pantanal Mato-Grossense eacute a maior planiacutecie inundaacutevel contiacutenua do
planeta cobrindo uma aacuterea de cerca de 135 000 Km2 na bacia hidrograacutefica
do Rio Paraguai (Assine e Soares 2004) O Pantanal eacute caracterizado por ser
uma planiacutecie pluvial sazonalmente inundada com baixa declividade (Brazil
1979) do leste para o oeste (30 - 50 cm km-1) e mais baixa ainda do norte
para o sul (3 ndash 15 cm km-1) O pulso de inundaccedilatildeo regula os processos
ecoloacutegicos que ali ocorrem (Junk et al 1989)
Materiais provenientes de regiotildees circunvizinhas se depositam nas
aacutereas mais baixas Aleacutem disto a variaccedilatildeo do niacutevel de aacutegua eacute um fator
decisivo na caracterizaccedilatildeo ecoloacutegica da regiatildeo pois propicia condiccedilotildees
favoraacuteveis a vaacuterias espeacutecies que natildeo tecircm origem na aacuterea mas que
apresentam adaptaccedilotildees a este ambiente de mudanccedilas constantes devido agrave
alternacircncia marcante de periacuteodos de cheia e de seca Sua posiccedilatildeo
geograacutefica representa um grande interstiacutecio entre os biomas da Amazocircnia
Chaco e o Cerrado favorecendo a troca de espeacutecies (Couto 2002)
A inundaccedilatildeo na aacuterea deste estudo (parte norte do Pantanal) eacute o
reflexo da variaccedilatildeo anual do niacutevel de aacutegua que ocorre no Rio Cuiabaacute e eacute
altamente influenciada pela precipitaccedilatildeo e pela difiacutecil drenagem da aacutegua da
chuva no solo O padratildeo de inundaccedilatildeo na reagiatildeo eacute o tipo monomodal ou
seja somente uma inundaccedilatildeo por ano (Junk et al 1989) com pequena
amplitude (Hamilton et al 1996) Aleacutem dos ciclos anuais de inundaccedilatildeo
tambeacutem satildeo reconhecidos ciclos plurianuais com periacuteodos de grandes
cheias e grandes secas (Nunes da Cunha e Junk 2001)
A vegetaccedilatildeo heterogecircnea existente conhecida como o ldquoComplexo do
Pantanalrdquo eacute resultante da inundaccedilatildeo perioacutedica que favorece a rica
diversidade de ambientes Portanto o Pantanal deve ser estudado como um
14
todo devido agraves interaccedilotildees entre o clima e a hidrologia como tambeacutem agraves
mudanccedilas nos ciclos de cheia e seca todos os anos (Heckman 1998)
Segundo Nunes da Cunha e Junk (2004) apenas 5 das espeacutecies
arboacutereas no Pantanal habitam exclusivamente zonas com prolongado
alagamento enquanto 30 estatildeo restritas agraves aacutereas raramente alagadas e
65 satildeo de ampla distribuiccedilatildeo no gradiente
Na fisionomia pantaneira o cerradatildeo ocupa aacutereas mais elevadas e o
cerrado sensu stricto aacutereas mais baixas tendendo para campo agrave medida
que aumenta o grau de inundaccedilatildeo Estas aacutereas satildeo uma continuidade da
grande regiatildeo fitoecoloacutegica do cerrado brasileiro consideradas junto com a
Ilha do Bananal as uacutenicas aacutereas extensas de cerrado sobre sedimentos
quartenaacuterios (Adaacutemoli 1986)
23 Solos do Pantanal
O carbono dos solos eacute originaacuterio da mateacuteria orgacircnica que assume um
papel fundamental em solos tropicais e subtropicais fornecendo nutrientes
estruturando o solo propiciando condiccedilotildees de aeraccedilatildeo e retenccedilatildeo de
umidade bem como para o estabelecimento dos seres vivos que datildeo
suporte aos processos que conferem aos solos suas propriedades e funccedilotildees
nos ecossistemas e na produccedilatildeo agriacutecola (Santos e Camargo 1999 Moreira
e Siqueira 2006)
O desenvolvimento dos solos de aacutereas uacutemidas e suas propriedades
satildeo influenciados pela saturaccedilatildeo temporaacuteria ou permanente de aacutegua na
parte superior do perfil do solo ou seja solos com sinais de reduccedilatildeo em
condiccedilotildees perioacutedicas ou permanentes de saturaccedilatildeo Condiccedilotildees de reduccedilatildeo
podem ocorrer em solos que contecircm quantidades consideraacuteveis de oxigecircnio
dissolvido falta de mateacuteria orgacircnica decomponiacutevel em combinaccedilatildeo com
altos teores de carbonato de caacutelcio e outros fatores que suprimem a
atividade de microrganismos (Moormann e Van de Wetering 1985)
De uma maneira geral os solos pantaneiros guardam estreita
relaccedilatildeo com a natureza dos sedimentos depositados o que por sua vez eacute
consequecircncia da natureza do ldquomaterial fonterdquo e dos processos ou formas de
15
deposiccedilatildeosedimentaccedilatildeo Assim as diversas regiotildees da planiacutecie por terem
sido contempladas com tipos de sedimentos diferenciados apresentam
naturalmente dinacircmica hiacutedrica proacutepria e este conjunto eacute determinante para a
definiccedilatildeo dos processos pedogeneacuteticos que atuaram eou atuam na regiatildeo
(Couto 2002)
Sabe-se que quando os solos se tornam saturados com aacutegua o
oxigecircnio presente neles eacute consumido formando condiccedilotildees anaeroacutebicas
Se houver fonte de carbono oxidaacutevel se a temperatura for suficientemente
alta para que os microrganismos estejam ativos (Rabenhorst e Parikh 2000)
e se houver persistecircncia das condiccedilotildees anaeroacutebicas impostas pelo longo
periacuteodo em que os solos pantaneiros permanecem sob uma espessa lacircmina
drsquoaacutegua cria-se a condiccedilatildeo para que o ferro na forma feacuterrica (Fe+3) presente
nos oacutexidos seja reduzido para ferro na forma ferrosa (Fe+2) O ferro na
forma ferrosa (reduzida) eacute bastante soluacutevel o que permite sua translocaccedilatildeo
na fase aquosa
As caracteriacutesticas morfoloacutegicas destes solos advecircm principalmente
dos processos de reduccedilatildeo e oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs que lhes
conferem cores distintas O estado de oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs
influencia fortemente sua solubilidade e cor conferindo os mosqueados
marrons cinzentos azuis pretos e amarelos frequentemente observados
em solos hidromoacuterficos (Fanning e Fanning 1989)
Os padrotildees das cores dos mosqueados derivam da segregaccedilatildeo do
ferro em zonas com diferentes valores de potencial redox resultando desta
maneira em zonas de vermelho amarelo e cinza Os mosqueados satildeo muito
comuns em solos do Pantanal e geralmente indicam uma flutuaccedilatildeo de curta
duraccedilatildeo do lenccedilol freaacutetico (Buol e Rebertus 1988)
Os solos hidromoacuterficos tambeacutem podem apresentar horizontes
escurecidos devido ao acuacutemulo de mateacuteria orgacircnica uma vez que os
organismos anaeroacutebicos satildeo menos eficientes na mineralizaccedilatildeo do que os
organismos aeroacutebios Aleacutem disso os processos de reduccedilatildeo geralmente
envolvem a produccedilatildeo ou o consumo de H+ e consequentemente possuem
um importante efeito sobre o pH (Ponnamperuma 1972)
16
3 METODOLOGIA
31 Aacuterea de estudo
O presente trabalho foi conduzido de fevereiro de 2010 a janeiro de
2011 na RPPN (Reserva Particular do Patrimocircnio NaturalSistema Nacional
de Unidades de Conservaccedilatildeo ndash SNUC) Estacircncia Ecoloacutegica SESC (Serviccedilo
Social do Comeacutercio) Pantanal (Figura 1) municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo
nordeste do Pantanal de Mato Grosso
Neste estudo o ciclo hidroloacutegico foi dividido em estaccedilotildees a estaccedilatildeo
ldquocheiardquo corresponde aos meses de fevereiro marccedilo e abril a estaccedilatildeo
ldquovazanterdquo aos meses de maio junho e julho a estaccedilatildeo ldquoestiagemrdquo aos
meses de agosto setembro e outubro e por fim a estaccedilatildeo ldquoenchenterdquo aos
meses de novembro dezembro e janeiro
Os periacuteodos foram divididos em manhatilde tarde e noite manhatilde das
700 agraves 1330h o periacuteodo da tarde das 1400 agraves 1830h e o periacuteodo da
noite das 1900 agraves 630h
A RPPN SESC Pantanal eacute uma Unidade de Conservaccedilatildeo (UC)
particular localizada entre as coordenadas geograacuteficas 16deg 30` a 16deg 44` S e
56deg 20` a 56deg 30` W ocupando uma aacuterea de aproximadamente 1076 Km2
Em 2002 a RPPN foi reconhecida como site Ramsar (Convenccedilatildeo sobre
Zona Uacutemidas Ramsar Iratilde 1971) e considerada aacuterea prioritaacuteria para
Conservaccedilatildeo da Biodiversidade (Cordeiro 2004) Foi tambeacutem incluiacuteda na
Lista de Aacutereas Uacutemidas da Convenccedilatildeo Ramsar de importacircncia internacional
(Junk e Nunes da Cunha 2005)
O clima da regiatildeo eacute tipo Aw segundo a classificaccedilatildeo de Koumlppen
apresentando sazonalidade caracteriacutestica com uma estaccedilatildeo chuvosa
(outubro-abril) e outra seca (maio-setembro) (Nunes da Cunha e Junk
2004) A temperatura meacutedia anual do ar na RPPN SESC Pantanal oscila
entre 22 a 32ordmC e a precipitaccedilatildeo meacutedia anual entre 1100 e 1200 mm com o
total meacutedio do mecircs mais seco inferior a 40 mm (Hasenack et al 2003)
O solo no local de estudo foi classificado como Planossolo Haacuteplico
Aliacutetico Gleissoacutelico e a fitofisionomia do local foi classificada como Cerrado
sensu stricto Os solos desta classe apresentam mudanccedila textural abrupta
17
com acentuada diferenccedila de textura do A para o horizonte B imediatamente
subjacente permeabilidade lenta ou muito lenta profundidade de 150 cm e
textura arenosa (Anexo A)
Figura 1 Localizaccedilatildeo da RPPN SESC Pantanal
32 Medidas de Campo
Foram instalados sensores horizontalmente no perfil do solo na borda
de uma ldquocordilheirardquo nas profundidades de 10 e 30 cm para o monitoramento
contiacutenuo da concentraccedilatildeo de CO2 (ppm) conteuacutedo de O2 () temperatura
(ordmC) umidade do solo () potencial matricial (Kpa) e potencial redox (mV)
por meio de um datalogger modelo CR1000 (Campbell Scientific Logan
Utah USA) O datalogger foi conectado a uma bateria de 12V com uma
18
placa solar (45 W) o que garantia energia suficiente para o monitoramento
contiacutenuo e ininterrupto
A concentraccedilatildeo de CO2 no solo foi determinada in situ por meio de
um analisador de gaacutes por infravermelho (modelo GMM221 Vaisala Inc
Helsinki Finland) (Jassal et al 2004 Johnson et al 2008) (Figura 2)
Durante os primeiros 5 minutos de cada meia hora os sensores eram
ligados devido ao alto consumo de energia (4W cada) (Vaisala Oyj 2008)
Neste intervalo de 5 minutos os primeiros 3 minutos em que os sensores
ficavam ligados correspondem ao seu periacuteodo de aquecimento e os
subsequentes 2 minutos restantes correspondem agraves leituras feitas num
intervalo de 30 segundos resultando em registros de meia em meia hora
Figura 2 Sensor de CO2 (modelo GMM221 Vaisala Inc Helsinki
Finland)
O Potencial Redox foi determinado atraveacutes de um sensor ColeParmer
ColeParmer (Figura 3) que utiliza uma aacuterea superficial de platina (02
polegadas em torno do eletrodo de vidro) permitindo a sensibilidade do
sensor a atividades de eleacutetrons do fluido A banda de platina ajuda a prevenir
a entrada de resiacuteduos orgacircnicos no sensor evitando erros A faixa de
estimativa da sonda eacute de -700mV a 1100 mV sendo este intervalo
aproximado do potencial redox existente em aacuteguas naturais e no
escoamento superficial O sensor de potencial redox de 30 cm foi instalado
19
em fevereiro de 2010 e o sensor de potencial redox de 10 cm em setembro
do mesmo ano Os dados de potencial redox foram corrigidos pela equaccedilatildeo
de regressatildeo Equaccedilatildeo 1 proposta por Vepraskas e Faulkner (2001)
Fator de ajuste = -06743times(T) + 21376 (Equaccedilatildeo 1)
Em que T eacute a temperatura (degC) na profundidade do sensor redox
Potencial Redox (Eh mV) = Fator de ajuste + medida do sensor redox
(Equaccedilatildeo 2)
Figura 3 Sensor de potencial redox (ColeParmer)
As determinaccedilotildees de pressatildeo atmosfeacuterica e temperatura do solo
(sensor BPS e termostato Apogee Instruments Logan Utah USA) foram
usadas para corrigir as leituras de concentraccedilatildeo de CO2 pela dependecircncia
desses valores agrave lei dos gases perfeitos (Vaisala Oyj 2008)
A umidade do solo foi estimada por sensores baseados no domiacutenio da
capacitacircnciafrequecircncia (Decagon Instruments model EC-5) (Figura 4)
calibrados segundo Sakaki et al (2008) O potencial matricial do solo
(potencial matricial) foi analisado usando um sensor deste mesmo fabricante
(Decagon Instruments model MPS-1) (Figura 5) E todas as variaacuteveis foram
determinadas em intervalos de 30 minutos
20
Figura 4 Sensor de conteuacutedo de aacutegua (Decagon Instruments model
EC-5)
Figura 5 Sensor de potencial matricial do solo (Decagon Instruments
model MPS-1)
O O2 do solo foi determinado por meio de um sensor de ceacutelulas
galvacircnicas no estado soacutelido fabricado pela Apogee Instruments modelo SO-
111 (Kallestad et al 2008) (Figura 6) O sensor de oxigecircnio inclui um
termostato para determinar a temperatura do ambiente O sensor de
oxigecircnio de 30 cm apresentou problemas teacutecnicos durante os meses que
correspondem agraves estaccedilotildees da estiagem e enchente comprometendo assim
a produccedilatildeo de informaccedilotildees neste periacuteodo
21
Figura 6 Sensor de O2 (Apogee Instruments)
33 Medidas Micrometereoloacutegicas
No mesmo local em que foram instalados os equipamentos descritos
anteriormente foi instalado tambeacutem um sensor Vaisala modelo WXT520
(Vaisala Wheather Transmitter WXT520) (Figura 7) Este sensor faz
determinaccedilotildees numa frequecircncia de 10 Hz das seguintes variaacuteveis
velocidade do vento (ms) direccedilatildeo do vento (grau azimutal) temperatura do
ar (˚C) umidade relativa () pressatildeo do ar (kA) precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria (mm) e intensidade da precipitaccedilatildeo(mmh)
22
Figura 7 Sensor Vaisala WXT520 (Vaisala Wheather Transmitter WXT520)
34 Anaacutelises estatiacutesticas
Os valores de concentraccedilatildeo de CO2 foram estimados por interpolaccedilatildeo
linear quando a distacircncia dos valores de antes e depois (que natildeo saiacutessem
do intervalo) natildeo fossem maiores que 48 horas Este procedimento foi
automatizado utilizando o software de seacuteries temporais Aquarius (Aquatic
Informatica Aquarius 26004 Pro Edition) evitando a subjetividade das
estimativas Para a anaacutelise de dados foram feitos testes de meacutedias com
niacutevel de significacircncia de 95 aleacutem da anaacutelise multivariada dos
componentes principais
23
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas
A variaccedilatildeo do potencial redox para o solo estudado estaacute mostrada na
Figura 8 na qual foram plotados os dados meacutedios determinados pelo
sensor Entre abril de 2010 e fevereiro de 2011 o solo esteve insaturado ou
seja em estado de oxidaccedilatildeo e o intervalo de valores neste periacuteodo foi de
400 mV No periacuteodo de saturaccedilatildeo marccedilo de 2010 e marccedilo de 2011 a
variaccedilatildeo de valores foi superior a 750 mV
O tipo de variabilidade ilustrado na Figura 8 eacute esperado para solos
submetidos a uma sazonalidade de seca e cheia caso do solo estudado no
Pantanal de Mato Grosso Quando o Potencial Redox ficou maior que 400
mV o solo estava insaturado e o O2 controlava o sistema Na ausecircncia de
O2 os microrganismos reduzem uma variedade de aceptores de eleacutetrons
considerados alternativos que em ordem decrescente de termodinacircmica
satildeo NO3- (denitrificaccedilatildeo) Fe (III) (reduccedilatildeo do ferro) Mn (III IV) (reduccedilatildeo do
manganecircs) e SO4- (reduccedilatildeo do sulfato) (Keller et al 2009)
A linha que mostra a fase de mudanccedila de Fe(OH)3 para Fe2+ estaacute
adicionada agrave Figura 8 pela linha horizontal no Eh de 467mV de acordo com
o pH da soluccedilatildeo do solo do local de estudo que eacute aproximadamente 6
(Beirigo 2011 no prelo) (Vepraskas e Faulkner 2001) Durante o mecircs de
marccedilo o Fe2+ estava na soluccedilatildeo do solo ou seja se o Fe2+ estava presente
pode-se assumir que a maior parte do O2 dissolvido foi reduzido para H2O a
maior parte do NO3- presente foi desnitrificado e a maior parte dos oacutexidos de
Mn foram reduzidos para Mn2+ O estado de reduccedilatildeo do solo acontece ao
longo do ano mesmo nas estaccedilotildees secas do Pantanal havendo uma
dinacircmica de o potencial redox diminuir na cheia (meados de fevereiro) e
aumentar nas outras estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico
Os valores positivos obtidos satildeo tiacutepicos de solos aeroacutebicos
(Ponnamperuma 1972) demonstrando predominarem condiccedilotildees natildeo
limitantes no crescimento de plantas (Volk 1993)
24
Figura 8 Variaccedilatildeo (meacutedia diaacuteria) do Potencial Redox na profundidade de 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores meacutedios do potencial redox na profundidade de 10 cm
(Figura 9) satildeo estatisticamente diferentes quando comparados com as
estaccedilotildees estiagem e enchente mas quando comparados com os periacuteodos
manhatilde tarde e noite nestas estaccedilotildees natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica Jaacute na
profundidade de 30 cm natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica entre os periacuteodos
manhatilde tarde e noite em nenhuma das estaccedilotildees mas haacute diferenccedila entre os
valores obtidos nas estaccedilotildees estiagem e enchente
Pode-se observar que as meacutedias na profundidade de 10 cm (440 mV
e 460 mV) nas estaccedilotildees estiagem e enchente satildeo maiores que as meacutedias
da profundidade de 30 cm (340 mV e 360 mV) Os metais presentes em Eh
lt 150 mV estatildeo unidos a espeacutecies de sulfatos formando FeS2 MnSO4
entre outros enquanto em valores gt 150 mV (todas as estaccedilotildees em ambas
as profundidades) a maioria dos metais presentes satildeo soluacuteveis e unidos agraves
25
espeacutecies oxidadas Fe3O4 Mn2O4 (Clark et al 1998 Vepraskas e Faulkner
2001)
O potencial redox foi menor em maiores profundidades (30 cm) do
que perto da superfiacutecie do solo (10 cm) confirmando os dados encontrados
em estudos anteriores (Clay et al 1992 Bohrerova et al 2004)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
150
200
250
300
350
400
450
500
Po
ten
cial
Re
do
x
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
Figura 9 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do Potencial Redox nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de CO2 no solo (Figura 10) na profundidade de 10 cm satildeo
mais altos na cheia e vazante do que na estiagem e enchente Agrave medida que
as estaccedilotildees mais secas do Pantanal se aproximam (estiagem e enchente) a
produccedilatildeo de CO2 no solo diminui em aproximadamente 30 Os valores
meacutedios entre estaccedilotildees satildeo estatisticamente diferentes e entre periacuteodos
dentro de cada estaccedilatildeo os valores satildeo iguais em ambas as profundidades
Na profundidade de 30 cm os maiores valores foram encontrados nas
estaccedilotildees cheia e enchente enquanto os menores nas estaccedilotildees vazante e
estiagem Pode-se observar que o comportamento do CO2 no solo foi
diferente entre as profundidades enquanto o maior valor na profundidade de
26
10 cm foi determinado na vazante na profundidade de 30 cm nesta mesma
estaccedilatildeo foi detectado o menor valor
Figura 10 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do CO2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os solos secos (estiagem em ambas as profundidades) podem ser
associados a baixas concentraccedilotildees de CO2 visto que possuem alta
difusividade permitindo um raacutepido efluxo de CO2 do solo para a atmosfera
(Risk et al 2008) Tal dinacircmica foi observada na profundidade de 10 cm na
estaccedilatildeo estiagem no solo seco (Figura 12) com altas concentraccedilotildees de O2
(Figura 11) e baixas concentraccedilotildees de CO2 (Figura 10) O mesmo foi
encontrado na profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees vazante e estiagem As
altas concentraccedilotildees de CO2 encontradas nas estaccedilotildees cheia e vazante na
profundidade de 10 cm indicam condiccedilotildees mais aeroacutebicas do solo porque
em condiccedilotildees anaeroacutebicas natildeo existe produccedilatildeo de CO2 mas sim de
metano (Luo e Zhou 2006) Aleacutem disto vaacuterios estudos de campo sugerem
tambeacutem que o efluxo de CO2 pode ser limitado pela umidade em niacuteveis
muito altos ou muito baixos (Bowden 1993 Xu et al 2004)
27
Os valores meacutedios de O2 do solo (Figura 11) satildeo estatisticamente
diferentes entre as estaccedilotildees e natildeo houve diferenccedila significativa entre os
periacuteodos dentro de cada estaccedilatildeo Na profundidade de 10 cm os valores
meacutedios de O2 foram maiores nas estaccedilotildees vazante e estiagem e menores
nas estaccedilotildees cheia e enchente devido ao fato de em solos uacutemidos a
difusividade do solo ficar prejudicada Observa-se que na profundidade de
10 cm os maiores valores meacutedios (vazante e estiagem) foram encontrados
nas mesmas estaccedilotildees de baixa umidade do solo (Figura 12) e esta mesma
tendecircncia foi encontrada para a profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees cheia e
vazante para as ambas as profundidades
O O2 do solo tende a diminuir seus valores na estaccedilatildeo cheia quando
o solo jaacute estaacute completamente alagado Os menores valores meacutedios de O2
foram encontrados na profundidade de 30 cm na estaccedilatildeo cheia e
independentemente das estaccedilotildees na profundidade de 30 cm sempre foram
observados menores valores meacutedios A tendecircncia de os valores serem
menores na profundidade de 30 cm confirma os dados obtidos por Marshall
e Holmes (1988)
28
Figura 11 Meacutedias nas estaccedilotildees vazante e cheia do O2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Durante as estaccedilotildees de seca no Pantanal (vazante e estiagem) os
valores de O2 estatildeo na faixa de 15 a 18 em ambas as profundidades
confirmando os dados de Grable e Siemer (1968) os quais afirmam que o
conteuacutedo de O2 decresce de 21 a 13 da superfiacutecie do solo ateacute 60 cm em
condiccedilotildees de solo natildeo alagado
Um solo saturado natildeo eacute uniformemente desprovido de oxigecircnio A
concentraccedilatildeo de oxigecircnio em geral eacute alta na camada superficial oxidada
(formada pela difusatildeo de O2 pela atmosfera na aacutegua sobrejacente da
inundaccedilatildeo e em seguida no solo) onde ocorrem as reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo
(Ponnameoeruma 1972 Moore e Reddy 1994) Processos de reduccedilatildeo
dominam abaixo da camada oxidada Esta fina camada oxidada na
superfiacutecie de solos alagados eacute importante para as transformaccedilotildees do N
porque o NH4+ pode oxidar-se para NO3
- (nitrificaccedilatildeo) nesta camada O
esgotamento do NH4+ nesta camada causa sua difusatildeo para cima
(ascendente) em resposta agrave concentraccedilatildeo do gradiente (Luo e Zhou 2006)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
O2
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
era
tura
do
So
lo (
0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
12
solos secos tendem a aumentar a temperatura podendo estimular a
respiraccedilatildeo do solo (Luo e Zhou 2006)
A magnitude e a intensidade da reduccedilatildeo do solo satildeo controladas pela
quantidade de mateacuteria orgacircnica facilmente biodegradaacutevel sua taxa de
decomposiccedilatildeo e a quantidade e tipos de nitratos manganecircs e ferro
redutiacuteveis como tambeacutem sulfato e substratos orgacircnicos O mais importante
sistema tampatildeo em aacutereas uacutemidas satildeo oxi-hidroacutexidos de ferro (Fe3+ e Fe2+) e
compostos orgacircnicos porque estatildeo presentes em grandes quantidades
(Neue et al 1997)
22 Pantanal
As aacutereas uacutemidas (wetlands) possuem lenccedilol freaacutetico pouco profundo
apresentando solos saturados por um determinado tempo resultando em
baixos niacuteveis de oxigecircnio (Banner e MacKenzie 2000 Van der Walk 2006)
Essas aacutereas realizam serviccedilos essenciais para o ecossistema ndash estoque de
carbono controle das cheias manutenccedilatildeo da biodiversidade produccedilatildeo de
pescado recarga de aquumliacuteferos entre outros ndash e tecircm se mostrado cada dia
mais importantes no cenaacuterio global (Keddy et al 2009)
Tais aacutereas cobrem aproximadamente 6 da superfiacutecie terrestre (700
milhotildees de ha) e satildeo encontradas em diferentes continentes e em qualquer
zona climaacutetica aleacutem de serem consideradas aacutereas de prioridade para
conservaccedilatildeo (Van der Walk 2006 Keddy 2009) Entretanto estudos
recentes tecircm alertado que os ecossistemas permanentemente aquaacuteticos
(lagos rios) e das aacutereas uacutemidas ainda natildeo tecircm sido suficientemente
estudados sendo subestimados nos cenaacuterios globais de mudanccedilas
climaacuteticas (Neue et al 1997)
Entretanto a importacircncia das aacutereas inundaacuteveis para o ciclo global do
carbono balanccedilo hiacutedrico vida selvagem manutenccedilatildeo da biodiversidade e
produccedilatildeo de alimento humano eacute muito maior do que o tamanho que elas
ocupam na superfiacutecie terrestre (Cole e Brooks 2000)
13
Cerca da metade das aacutereas uacutemidas se encontra nos troacutepicos A mateacuteria
orgacircnica em decomposiccedilatildeo faz com que estas aacutereas sejam importantes
drenos para o carbono Cerca de 250 Gt de carbono satildeo conservadas nas
aacutereas uacutemidas dos troacutepicos Pequenas diferenccedilas no regime climaacutetico
hiacutedrico nutrientes e uso da terra podem modificar drasticamente o estoque
de carbono dessas aacutereas (Neue et al 1997)
O Pantanal Mato-Grossense eacute a maior planiacutecie inundaacutevel contiacutenua do
planeta cobrindo uma aacuterea de cerca de 135 000 Km2 na bacia hidrograacutefica
do Rio Paraguai (Assine e Soares 2004) O Pantanal eacute caracterizado por ser
uma planiacutecie pluvial sazonalmente inundada com baixa declividade (Brazil
1979) do leste para o oeste (30 - 50 cm km-1) e mais baixa ainda do norte
para o sul (3 ndash 15 cm km-1) O pulso de inundaccedilatildeo regula os processos
ecoloacutegicos que ali ocorrem (Junk et al 1989)
Materiais provenientes de regiotildees circunvizinhas se depositam nas
aacutereas mais baixas Aleacutem disto a variaccedilatildeo do niacutevel de aacutegua eacute um fator
decisivo na caracterizaccedilatildeo ecoloacutegica da regiatildeo pois propicia condiccedilotildees
favoraacuteveis a vaacuterias espeacutecies que natildeo tecircm origem na aacuterea mas que
apresentam adaptaccedilotildees a este ambiente de mudanccedilas constantes devido agrave
alternacircncia marcante de periacuteodos de cheia e de seca Sua posiccedilatildeo
geograacutefica representa um grande interstiacutecio entre os biomas da Amazocircnia
Chaco e o Cerrado favorecendo a troca de espeacutecies (Couto 2002)
A inundaccedilatildeo na aacuterea deste estudo (parte norte do Pantanal) eacute o
reflexo da variaccedilatildeo anual do niacutevel de aacutegua que ocorre no Rio Cuiabaacute e eacute
altamente influenciada pela precipitaccedilatildeo e pela difiacutecil drenagem da aacutegua da
chuva no solo O padratildeo de inundaccedilatildeo na reagiatildeo eacute o tipo monomodal ou
seja somente uma inundaccedilatildeo por ano (Junk et al 1989) com pequena
amplitude (Hamilton et al 1996) Aleacutem dos ciclos anuais de inundaccedilatildeo
tambeacutem satildeo reconhecidos ciclos plurianuais com periacuteodos de grandes
cheias e grandes secas (Nunes da Cunha e Junk 2001)
A vegetaccedilatildeo heterogecircnea existente conhecida como o ldquoComplexo do
Pantanalrdquo eacute resultante da inundaccedilatildeo perioacutedica que favorece a rica
diversidade de ambientes Portanto o Pantanal deve ser estudado como um
14
todo devido agraves interaccedilotildees entre o clima e a hidrologia como tambeacutem agraves
mudanccedilas nos ciclos de cheia e seca todos os anos (Heckman 1998)
Segundo Nunes da Cunha e Junk (2004) apenas 5 das espeacutecies
arboacutereas no Pantanal habitam exclusivamente zonas com prolongado
alagamento enquanto 30 estatildeo restritas agraves aacutereas raramente alagadas e
65 satildeo de ampla distribuiccedilatildeo no gradiente
Na fisionomia pantaneira o cerradatildeo ocupa aacutereas mais elevadas e o
cerrado sensu stricto aacutereas mais baixas tendendo para campo agrave medida
que aumenta o grau de inundaccedilatildeo Estas aacutereas satildeo uma continuidade da
grande regiatildeo fitoecoloacutegica do cerrado brasileiro consideradas junto com a
Ilha do Bananal as uacutenicas aacutereas extensas de cerrado sobre sedimentos
quartenaacuterios (Adaacutemoli 1986)
23 Solos do Pantanal
O carbono dos solos eacute originaacuterio da mateacuteria orgacircnica que assume um
papel fundamental em solos tropicais e subtropicais fornecendo nutrientes
estruturando o solo propiciando condiccedilotildees de aeraccedilatildeo e retenccedilatildeo de
umidade bem como para o estabelecimento dos seres vivos que datildeo
suporte aos processos que conferem aos solos suas propriedades e funccedilotildees
nos ecossistemas e na produccedilatildeo agriacutecola (Santos e Camargo 1999 Moreira
e Siqueira 2006)
O desenvolvimento dos solos de aacutereas uacutemidas e suas propriedades
satildeo influenciados pela saturaccedilatildeo temporaacuteria ou permanente de aacutegua na
parte superior do perfil do solo ou seja solos com sinais de reduccedilatildeo em
condiccedilotildees perioacutedicas ou permanentes de saturaccedilatildeo Condiccedilotildees de reduccedilatildeo
podem ocorrer em solos que contecircm quantidades consideraacuteveis de oxigecircnio
dissolvido falta de mateacuteria orgacircnica decomponiacutevel em combinaccedilatildeo com
altos teores de carbonato de caacutelcio e outros fatores que suprimem a
atividade de microrganismos (Moormann e Van de Wetering 1985)
De uma maneira geral os solos pantaneiros guardam estreita
relaccedilatildeo com a natureza dos sedimentos depositados o que por sua vez eacute
consequecircncia da natureza do ldquomaterial fonterdquo e dos processos ou formas de
15
deposiccedilatildeosedimentaccedilatildeo Assim as diversas regiotildees da planiacutecie por terem
sido contempladas com tipos de sedimentos diferenciados apresentam
naturalmente dinacircmica hiacutedrica proacutepria e este conjunto eacute determinante para a
definiccedilatildeo dos processos pedogeneacuteticos que atuaram eou atuam na regiatildeo
(Couto 2002)
Sabe-se que quando os solos se tornam saturados com aacutegua o
oxigecircnio presente neles eacute consumido formando condiccedilotildees anaeroacutebicas
Se houver fonte de carbono oxidaacutevel se a temperatura for suficientemente
alta para que os microrganismos estejam ativos (Rabenhorst e Parikh 2000)
e se houver persistecircncia das condiccedilotildees anaeroacutebicas impostas pelo longo
periacuteodo em que os solos pantaneiros permanecem sob uma espessa lacircmina
drsquoaacutegua cria-se a condiccedilatildeo para que o ferro na forma feacuterrica (Fe+3) presente
nos oacutexidos seja reduzido para ferro na forma ferrosa (Fe+2) O ferro na
forma ferrosa (reduzida) eacute bastante soluacutevel o que permite sua translocaccedilatildeo
na fase aquosa
As caracteriacutesticas morfoloacutegicas destes solos advecircm principalmente
dos processos de reduccedilatildeo e oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs que lhes
conferem cores distintas O estado de oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs
influencia fortemente sua solubilidade e cor conferindo os mosqueados
marrons cinzentos azuis pretos e amarelos frequentemente observados
em solos hidromoacuterficos (Fanning e Fanning 1989)
Os padrotildees das cores dos mosqueados derivam da segregaccedilatildeo do
ferro em zonas com diferentes valores de potencial redox resultando desta
maneira em zonas de vermelho amarelo e cinza Os mosqueados satildeo muito
comuns em solos do Pantanal e geralmente indicam uma flutuaccedilatildeo de curta
duraccedilatildeo do lenccedilol freaacutetico (Buol e Rebertus 1988)
Os solos hidromoacuterficos tambeacutem podem apresentar horizontes
escurecidos devido ao acuacutemulo de mateacuteria orgacircnica uma vez que os
organismos anaeroacutebicos satildeo menos eficientes na mineralizaccedilatildeo do que os
organismos aeroacutebios Aleacutem disso os processos de reduccedilatildeo geralmente
envolvem a produccedilatildeo ou o consumo de H+ e consequentemente possuem
um importante efeito sobre o pH (Ponnamperuma 1972)
16
3 METODOLOGIA
31 Aacuterea de estudo
O presente trabalho foi conduzido de fevereiro de 2010 a janeiro de
2011 na RPPN (Reserva Particular do Patrimocircnio NaturalSistema Nacional
de Unidades de Conservaccedilatildeo ndash SNUC) Estacircncia Ecoloacutegica SESC (Serviccedilo
Social do Comeacutercio) Pantanal (Figura 1) municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo
nordeste do Pantanal de Mato Grosso
Neste estudo o ciclo hidroloacutegico foi dividido em estaccedilotildees a estaccedilatildeo
ldquocheiardquo corresponde aos meses de fevereiro marccedilo e abril a estaccedilatildeo
ldquovazanterdquo aos meses de maio junho e julho a estaccedilatildeo ldquoestiagemrdquo aos
meses de agosto setembro e outubro e por fim a estaccedilatildeo ldquoenchenterdquo aos
meses de novembro dezembro e janeiro
Os periacuteodos foram divididos em manhatilde tarde e noite manhatilde das
700 agraves 1330h o periacuteodo da tarde das 1400 agraves 1830h e o periacuteodo da
noite das 1900 agraves 630h
A RPPN SESC Pantanal eacute uma Unidade de Conservaccedilatildeo (UC)
particular localizada entre as coordenadas geograacuteficas 16deg 30` a 16deg 44` S e
56deg 20` a 56deg 30` W ocupando uma aacuterea de aproximadamente 1076 Km2
Em 2002 a RPPN foi reconhecida como site Ramsar (Convenccedilatildeo sobre
Zona Uacutemidas Ramsar Iratilde 1971) e considerada aacuterea prioritaacuteria para
Conservaccedilatildeo da Biodiversidade (Cordeiro 2004) Foi tambeacutem incluiacuteda na
Lista de Aacutereas Uacutemidas da Convenccedilatildeo Ramsar de importacircncia internacional
(Junk e Nunes da Cunha 2005)
O clima da regiatildeo eacute tipo Aw segundo a classificaccedilatildeo de Koumlppen
apresentando sazonalidade caracteriacutestica com uma estaccedilatildeo chuvosa
(outubro-abril) e outra seca (maio-setembro) (Nunes da Cunha e Junk
2004) A temperatura meacutedia anual do ar na RPPN SESC Pantanal oscila
entre 22 a 32ordmC e a precipitaccedilatildeo meacutedia anual entre 1100 e 1200 mm com o
total meacutedio do mecircs mais seco inferior a 40 mm (Hasenack et al 2003)
O solo no local de estudo foi classificado como Planossolo Haacuteplico
Aliacutetico Gleissoacutelico e a fitofisionomia do local foi classificada como Cerrado
sensu stricto Os solos desta classe apresentam mudanccedila textural abrupta
17
com acentuada diferenccedila de textura do A para o horizonte B imediatamente
subjacente permeabilidade lenta ou muito lenta profundidade de 150 cm e
textura arenosa (Anexo A)
Figura 1 Localizaccedilatildeo da RPPN SESC Pantanal
32 Medidas de Campo
Foram instalados sensores horizontalmente no perfil do solo na borda
de uma ldquocordilheirardquo nas profundidades de 10 e 30 cm para o monitoramento
contiacutenuo da concentraccedilatildeo de CO2 (ppm) conteuacutedo de O2 () temperatura
(ordmC) umidade do solo () potencial matricial (Kpa) e potencial redox (mV)
por meio de um datalogger modelo CR1000 (Campbell Scientific Logan
Utah USA) O datalogger foi conectado a uma bateria de 12V com uma
18
placa solar (45 W) o que garantia energia suficiente para o monitoramento
contiacutenuo e ininterrupto
A concentraccedilatildeo de CO2 no solo foi determinada in situ por meio de
um analisador de gaacutes por infravermelho (modelo GMM221 Vaisala Inc
Helsinki Finland) (Jassal et al 2004 Johnson et al 2008) (Figura 2)
Durante os primeiros 5 minutos de cada meia hora os sensores eram
ligados devido ao alto consumo de energia (4W cada) (Vaisala Oyj 2008)
Neste intervalo de 5 minutos os primeiros 3 minutos em que os sensores
ficavam ligados correspondem ao seu periacuteodo de aquecimento e os
subsequentes 2 minutos restantes correspondem agraves leituras feitas num
intervalo de 30 segundos resultando em registros de meia em meia hora
Figura 2 Sensor de CO2 (modelo GMM221 Vaisala Inc Helsinki
Finland)
O Potencial Redox foi determinado atraveacutes de um sensor ColeParmer
ColeParmer (Figura 3) que utiliza uma aacuterea superficial de platina (02
polegadas em torno do eletrodo de vidro) permitindo a sensibilidade do
sensor a atividades de eleacutetrons do fluido A banda de platina ajuda a prevenir
a entrada de resiacuteduos orgacircnicos no sensor evitando erros A faixa de
estimativa da sonda eacute de -700mV a 1100 mV sendo este intervalo
aproximado do potencial redox existente em aacuteguas naturais e no
escoamento superficial O sensor de potencial redox de 30 cm foi instalado
19
em fevereiro de 2010 e o sensor de potencial redox de 10 cm em setembro
do mesmo ano Os dados de potencial redox foram corrigidos pela equaccedilatildeo
de regressatildeo Equaccedilatildeo 1 proposta por Vepraskas e Faulkner (2001)
Fator de ajuste = -06743times(T) + 21376 (Equaccedilatildeo 1)
Em que T eacute a temperatura (degC) na profundidade do sensor redox
Potencial Redox (Eh mV) = Fator de ajuste + medida do sensor redox
(Equaccedilatildeo 2)
Figura 3 Sensor de potencial redox (ColeParmer)
As determinaccedilotildees de pressatildeo atmosfeacuterica e temperatura do solo
(sensor BPS e termostato Apogee Instruments Logan Utah USA) foram
usadas para corrigir as leituras de concentraccedilatildeo de CO2 pela dependecircncia
desses valores agrave lei dos gases perfeitos (Vaisala Oyj 2008)
A umidade do solo foi estimada por sensores baseados no domiacutenio da
capacitacircnciafrequecircncia (Decagon Instruments model EC-5) (Figura 4)
calibrados segundo Sakaki et al (2008) O potencial matricial do solo
(potencial matricial) foi analisado usando um sensor deste mesmo fabricante
(Decagon Instruments model MPS-1) (Figura 5) E todas as variaacuteveis foram
determinadas em intervalos de 30 minutos
20
Figura 4 Sensor de conteuacutedo de aacutegua (Decagon Instruments model
EC-5)
Figura 5 Sensor de potencial matricial do solo (Decagon Instruments
model MPS-1)
O O2 do solo foi determinado por meio de um sensor de ceacutelulas
galvacircnicas no estado soacutelido fabricado pela Apogee Instruments modelo SO-
111 (Kallestad et al 2008) (Figura 6) O sensor de oxigecircnio inclui um
termostato para determinar a temperatura do ambiente O sensor de
oxigecircnio de 30 cm apresentou problemas teacutecnicos durante os meses que
correspondem agraves estaccedilotildees da estiagem e enchente comprometendo assim
a produccedilatildeo de informaccedilotildees neste periacuteodo
21
Figura 6 Sensor de O2 (Apogee Instruments)
33 Medidas Micrometereoloacutegicas
No mesmo local em que foram instalados os equipamentos descritos
anteriormente foi instalado tambeacutem um sensor Vaisala modelo WXT520
(Vaisala Wheather Transmitter WXT520) (Figura 7) Este sensor faz
determinaccedilotildees numa frequecircncia de 10 Hz das seguintes variaacuteveis
velocidade do vento (ms) direccedilatildeo do vento (grau azimutal) temperatura do
ar (˚C) umidade relativa () pressatildeo do ar (kA) precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria (mm) e intensidade da precipitaccedilatildeo(mmh)
22
Figura 7 Sensor Vaisala WXT520 (Vaisala Wheather Transmitter WXT520)
34 Anaacutelises estatiacutesticas
Os valores de concentraccedilatildeo de CO2 foram estimados por interpolaccedilatildeo
linear quando a distacircncia dos valores de antes e depois (que natildeo saiacutessem
do intervalo) natildeo fossem maiores que 48 horas Este procedimento foi
automatizado utilizando o software de seacuteries temporais Aquarius (Aquatic
Informatica Aquarius 26004 Pro Edition) evitando a subjetividade das
estimativas Para a anaacutelise de dados foram feitos testes de meacutedias com
niacutevel de significacircncia de 95 aleacutem da anaacutelise multivariada dos
componentes principais
23
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas
A variaccedilatildeo do potencial redox para o solo estudado estaacute mostrada na
Figura 8 na qual foram plotados os dados meacutedios determinados pelo
sensor Entre abril de 2010 e fevereiro de 2011 o solo esteve insaturado ou
seja em estado de oxidaccedilatildeo e o intervalo de valores neste periacuteodo foi de
400 mV No periacuteodo de saturaccedilatildeo marccedilo de 2010 e marccedilo de 2011 a
variaccedilatildeo de valores foi superior a 750 mV
O tipo de variabilidade ilustrado na Figura 8 eacute esperado para solos
submetidos a uma sazonalidade de seca e cheia caso do solo estudado no
Pantanal de Mato Grosso Quando o Potencial Redox ficou maior que 400
mV o solo estava insaturado e o O2 controlava o sistema Na ausecircncia de
O2 os microrganismos reduzem uma variedade de aceptores de eleacutetrons
considerados alternativos que em ordem decrescente de termodinacircmica
satildeo NO3- (denitrificaccedilatildeo) Fe (III) (reduccedilatildeo do ferro) Mn (III IV) (reduccedilatildeo do
manganecircs) e SO4- (reduccedilatildeo do sulfato) (Keller et al 2009)
A linha que mostra a fase de mudanccedila de Fe(OH)3 para Fe2+ estaacute
adicionada agrave Figura 8 pela linha horizontal no Eh de 467mV de acordo com
o pH da soluccedilatildeo do solo do local de estudo que eacute aproximadamente 6
(Beirigo 2011 no prelo) (Vepraskas e Faulkner 2001) Durante o mecircs de
marccedilo o Fe2+ estava na soluccedilatildeo do solo ou seja se o Fe2+ estava presente
pode-se assumir que a maior parte do O2 dissolvido foi reduzido para H2O a
maior parte do NO3- presente foi desnitrificado e a maior parte dos oacutexidos de
Mn foram reduzidos para Mn2+ O estado de reduccedilatildeo do solo acontece ao
longo do ano mesmo nas estaccedilotildees secas do Pantanal havendo uma
dinacircmica de o potencial redox diminuir na cheia (meados de fevereiro) e
aumentar nas outras estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico
Os valores positivos obtidos satildeo tiacutepicos de solos aeroacutebicos
(Ponnamperuma 1972) demonstrando predominarem condiccedilotildees natildeo
limitantes no crescimento de plantas (Volk 1993)
24
Figura 8 Variaccedilatildeo (meacutedia diaacuteria) do Potencial Redox na profundidade de 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores meacutedios do potencial redox na profundidade de 10 cm
(Figura 9) satildeo estatisticamente diferentes quando comparados com as
estaccedilotildees estiagem e enchente mas quando comparados com os periacuteodos
manhatilde tarde e noite nestas estaccedilotildees natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica Jaacute na
profundidade de 30 cm natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica entre os periacuteodos
manhatilde tarde e noite em nenhuma das estaccedilotildees mas haacute diferenccedila entre os
valores obtidos nas estaccedilotildees estiagem e enchente
Pode-se observar que as meacutedias na profundidade de 10 cm (440 mV
e 460 mV) nas estaccedilotildees estiagem e enchente satildeo maiores que as meacutedias
da profundidade de 30 cm (340 mV e 360 mV) Os metais presentes em Eh
lt 150 mV estatildeo unidos a espeacutecies de sulfatos formando FeS2 MnSO4
entre outros enquanto em valores gt 150 mV (todas as estaccedilotildees em ambas
as profundidades) a maioria dos metais presentes satildeo soluacuteveis e unidos agraves
25
espeacutecies oxidadas Fe3O4 Mn2O4 (Clark et al 1998 Vepraskas e Faulkner
2001)
O potencial redox foi menor em maiores profundidades (30 cm) do
que perto da superfiacutecie do solo (10 cm) confirmando os dados encontrados
em estudos anteriores (Clay et al 1992 Bohrerova et al 2004)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
150
200
250
300
350
400
450
500
Po
ten
cial
Re
do
x
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
Figura 9 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do Potencial Redox nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de CO2 no solo (Figura 10) na profundidade de 10 cm satildeo
mais altos na cheia e vazante do que na estiagem e enchente Agrave medida que
as estaccedilotildees mais secas do Pantanal se aproximam (estiagem e enchente) a
produccedilatildeo de CO2 no solo diminui em aproximadamente 30 Os valores
meacutedios entre estaccedilotildees satildeo estatisticamente diferentes e entre periacuteodos
dentro de cada estaccedilatildeo os valores satildeo iguais em ambas as profundidades
Na profundidade de 30 cm os maiores valores foram encontrados nas
estaccedilotildees cheia e enchente enquanto os menores nas estaccedilotildees vazante e
estiagem Pode-se observar que o comportamento do CO2 no solo foi
diferente entre as profundidades enquanto o maior valor na profundidade de
26
10 cm foi determinado na vazante na profundidade de 30 cm nesta mesma
estaccedilatildeo foi detectado o menor valor
Figura 10 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do CO2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os solos secos (estiagem em ambas as profundidades) podem ser
associados a baixas concentraccedilotildees de CO2 visto que possuem alta
difusividade permitindo um raacutepido efluxo de CO2 do solo para a atmosfera
(Risk et al 2008) Tal dinacircmica foi observada na profundidade de 10 cm na
estaccedilatildeo estiagem no solo seco (Figura 12) com altas concentraccedilotildees de O2
(Figura 11) e baixas concentraccedilotildees de CO2 (Figura 10) O mesmo foi
encontrado na profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees vazante e estiagem As
altas concentraccedilotildees de CO2 encontradas nas estaccedilotildees cheia e vazante na
profundidade de 10 cm indicam condiccedilotildees mais aeroacutebicas do solo porque
em condiccedilotildees anaeroacutebicas natildeo existe produccedilatildeo de CO2 mas sim de
metano (Luo e Zhou 2006) Aleacutem disto vaacuterios estudos de campo sugerem
tambeacutem que o efluxo de CO2 pode ser limitado pela umidade em niacuteveis
muito altos ou muito baixos (Bowden 1993 Xu et al 2004)
27
Os valores meacutedios de O2 do solo (Figura 11) satildeo estatisticamente
diferentes entre as estaccedilotildees e natildeo houve diferenccedila significativa entre os
periacuteodos dentro de cada estaccedilatildeo Na profundidade de 10 cm os valores
meacutedios de O2 foram maiores nas estaccedilotildees vazante e estiagem e menores
nas estaccedilotildees cheia e enchente devido ao fato de em solos uacutemidos a
difusividade do solo ficar prejudicada Observa-se que na profundidade de
10 cm os maiores valores meacutedios (vazante e estiagem) foram encontrados
nas mesmas estaccedilotildees de baixa umidade do solo (Figura 12) e esta mesma
tendecircncia foi encontrada para a profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees cheia e
vazante para as ambas as profundidades
O O2 do solo tende a diminuir seus valores na estaccedilatildeo cheia quando
o solo jaacute estaacute completamente alagado Os menores valores meacutedios de O2
foram encontrados na profundidade de 30 cm na estaccedilatildeo cheia e
independentemente das estaccedilotildees na profundidade de 30 cm sempre foram
observados menores valores meacutedios A tendecircncia de os valores serem
menores na profundidade de 30 cm confirma os dados obtidos por Marshall
e Holmes (1988)
28
Figura 11 Meacutedias nas estaccedilotildees vazante e cheia do O2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Durante as estaccedilotildees de seca no Pantanal (vazante e estiagem) os
valores de O2 estatildeo na faixa de 15 a 18 em ambas as profundidades
confirmando os dados de Grable e Siemer (1968) os quais afirmam que o
conteuacutedo de O2 decresce de 21 a 13 da superfiacutecie do solo ateacute 60 cm em
condiccedilotildees de solo natildeo alagado
Um solo saturado natildeo eacute uniformemente desprovido de oxigecircnio A
concentraccedilatildeo de oxigecircnio em geral eacute alta na camada superficial oxidada
(formada pela difusatildeo de O2 pela atmosfera na aacutegua sobrejacente da
inundaccedilatildeo e em seguida no solo) onde ocorrem as reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo
(Ponnameoeruma 1972 Moore e Reddy 1994) Processos de reduccedilatildeo
dominam abaixo da camada oxidada Esta fina camada oxidada na
superfiacutecie de solos alagados eacute importante para as transformaccedilotildees do N
porque o NH4+ pode oxidar-se para NO3
- (nitrificaccedilatildeo) nesta camada O
esgotamento do NH4+ nesta camada causa sua difusatildeo para cima
(ascendente) em resposta agrave concentraccedilatildeo do gradiente (Luo e Zhou 2006)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
O2
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
era
tura
do
So
lo (
0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
13
Cerca da metade das aacutereas uacutemidas se encontra nos troacutepicos A mateacuteria
orgacircnica em decomposiccedilatildeo faz com que estas aacutereas sejam importantes
drenos para o carbono Cerca de 250 Gt de carbono satildeo conservadas nas
aacutereas uacutemidas dos troacutepicos Pequenas diferenccedilas no regime climaacutetico
hiacutedrico nutrientes e uso da terra podem modificar drasticamente o estoque
de carbono dessas aacutereas (Neue et al 1997)
O Pantanal Mato-Grossense eacute a maior planiacutecie inundaacutevel contiacutenua do
planeta cobrindo uma aacuterea de cerca de 135 000 Km2 na bacia hidrograacutefica
do Rio Paraguai (Assine e Soares 2004) O Pantanal eacute caracterizado por ser
uma planiacutecie pluvial sazonalmente inundada com baixa declividade (Brazil
1979) do leste para o oeste (30 - 50 cm km-1) e mais baixa ainda do norte
para o sul (3 ndash 15 cm km-1) O pulso de inundaccedilatildeo regula os processos
ecoloacutegicos que ali ocorrem (Junk et al 1989)
Materiais provenientes de regiotildees circunvizinhas se depositam nas
aacutereas mais baixas Aleacutem disto a variaccedilatildeo do niacutevel de aacutegua eacute um fator
decisivo na caracterizaccedilatildeo ecoloacutegica da regiatildeo pois propicia condiccedilotildees
favoraacuteveis a vaacuterias espeacutecies que natildeo tecircm origem na aacuterea mas que
apresentam adaptaccedilotildees a este ambiente de mudanccedilas constantes devido agrave
alternacircncia marcante de periacuteodos de cheia e de seca Sua posiccedilatildeo
geograacutefica representa um grande interstiacutecio entre os biomas da Amazocircnia
Chaco e o Cerrado favorecendo a troca de espeacutecies (Couto 2002)
A inundaccedilatildeo na aacuterea deste estudo (parte norte do Pantanal) eacute o
reflexo da variaccedilatildeo anual do niacutevel de aacutegua que ocorre no Rio Cuiabaacute e eacute
altamente influenciada pela precipitaccedilatildeo e pela difiacutecil drenagem da aacutegua da
chuva no solo O padratildeo de inundaccedilatildeo na reagiatildeo eacute o tipo monomodal ou
seja somente uma inundaccedilatildeo por ano (Junk et al 1989) com pequena
amplitude (Hamilton et al 1996) Aleacutem dos ciclos anuais de inundaccedilatildeo
tambeacutem satildeo reconhecidos ciclos plurianuais com periacuteodos de grandes
cheias e grandes secas (Nunes da Cunha e Junk 2001)
A vegetaccedilatildeo heterogecircnea existente conhecida como o ldquoComplexo do
Pantanalrdquo eacute resultante da inundaccedilatildeo perioacutedica que favorece a rica
diversidade de ambientes Portanto o Pantanal deve ser estudado como um
14
todo devido agraves interaccedilotildees entre o clima e a hidrologia como tambeacutem agraves
mudanccedilas nos ciclos de cheia e seca todos os anos (Heckman 1998)
Segundo Nunes da Cunha e Junk (2004) apenas 5 das espeacutecies
arboacutereas no Pantanal habitam exclusivamente zonas com prolongado
alagamento enquanto 30 estatildeo restritas agraves aacutereas raramente alagadas e
65 satildeo de ampla distribuiccedilatildeo no gradiente
Na fisionomia pantaneira o cerradatildeo ocupa aacutereas mais elevadas e o
cerrado sensu stricto aacutereas mais baixas tendendo para campo agrave medida
que aumenta o grau de inundaccedilatildeo Estas aacutereas satildeo uma continuidade da
grande regiatildeo fitoecoloacutegica do cerrado brasileiro consideradas junto com a
Ilha do Bananal as uacutenicas aacutereas extensas de cerrado sobre sedimentos
quartenaacuterios (Adaacutemoli 1986)
23 Solos do Pantanal
O carbono dos solos eacute originaacuterio da mateacuteria orgacircnica que assume um
papel fundamental em solos tropicais e subtropicais fornecendo nutrientes
estruturando o solo propiciando condiccedilotildees de aeraccedilatildeo e retenccedilatildeo de
umidade bem como para o estabelecimento dos seres vivos que datildeo
suporte aos processos que conferem aos solos suas propriedades e funccedilotildees
nos ecossistemas e na produccedilatildeo agriacutecola (Santos e Camargo 1999 Moreira
e Siqueira 2006)
O desenvolvimento dos solos de aacutereas uacutemidas e suas propriedades
satildeo influenciados pela saturaccedilatildeo temporaacuteria ou permanente de aacutegua na
parte superior do perfil do solo ou seja solos com sinais de reduccedilatildeo em
condiccedilotildees perioacutedicas ou permanentes de saturaccedilatildeo Condiccedilotildees de reduccedilatildeo
podem ocorrer em solos que contecircm quantidades consideraacuteveis de oxigecircnio
dissolvido falta de mateacuteria orgacircnica decomponiacutevel em combinaccedilatildeo com
altos teores de carbonato de caacutelcio e outros fatores que suprimem a
atividade de microrganismos (Moormann e Van de Wetering 1985)
De uma maneira geral os solos pantaneiros guardam estreita
relaccedilatildeo com a natureza dos sedimentos depositados o que por sua vez eacute
consequecircncia da natureza do ldquomaterial fonterdquo e dos processos ou formas de
15
deposiccedilatildeosedimentaccedilatildeo Assim as diversas regiotildees da planiacutecie por terem
sido contempladas com tipos de sedimentos diferenciados apresentam
naturalmente dinacircmica hiacutedrica proacutepria e este conjunto eacute determinante para a
definiccedilatildeo dos processos pedogeneacuteticos que atuaram eou atuam na regiatildeo
(Couto 2002)
Sabe-se que quando os solos se tornam saturados com aacutegua o
oxigecircnio presente neles eacute consumido formando condiccedilotildees anaeroacutebicas
Se houver fonte de carbono oxidaacutevel se a temperatura for suficientemente
alta para que os microrganismos estejam ativos (Rabenhorst e Parikh 2000)
e se houver persistecircncia das condiccedilotildees anaeroacutebicas impostas pelo longo
periacuteodo em que os solos pantaneiros permanecem sob uma espessa lacircmina
drsquoaacutegua cria-se a condiccedilatildeo para que o ferro na forma feacuterrica (Fe+3) presente
nos oacutexidos seja reduzido para ferro na forma ferrosa (Fe+2) O ferro na
forma ferrosa (reduzida) eacute bastante soluacutevel o que permite sua translocaccedilatildeo
na fase aquosa
As caracteriacutesticas morfoloacutegicas destes solos advecircm principalmente
dos processos de reduccedilatildeo e oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs que lhes
conferem cores distintas O estado de oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs
influencia fortemente sua solubilidade e cor conferindo os mosqueados
marrons cinzentos azuis pretos e amarelos frequentemente observados
em solos hidromoacuterficos (Fanning e Fanning 1989)
Os padrotildees das cores dos mosqueados derivam da segregaccedilatildeo do
ferro em zonas com diferentes valores de potencial redox resultando desta
maneira em zonas de vermelho amarelo e cinza Os mosqueados satildeo muito
comuns em solos do Pantanal e geralmente indicam uma flutuaccedilatildeo de curta
duraccedilatildeo do lenccedilol freaacutetico (Buol e Rebertus 1988)
Os solos hidromoacuterficos tambeacutem podem apresentar horizontes
escurecidos devido ao acuacutemulo de mateacuteria orgacircnica uma vez que os
organismos anaeroacutebicos satildeo menos eficientes na mineralizaccedilatildeo do que os
organismos aeroacutebios Aleacutem disso os processos de reduccedilatildeo geralmente
envolvem a produccedilatildeo ou o consumo de H+ e consequentemente possuem
um importante efeito sobre o pH (Ponnamperuma 1972)
16
3 METODOLOGIA
31 Aacuterea de estudo
O presente trabalho foi conduzido de fevereiro de 2010 a janeiro de
2011 na RPPN (Reserva Particular do Patrimocircnio NaturalSistema Nacional
de Unidades de Conservaccedilatildeo ndash SNUC) Estacircncia Ecoloacutegica SESC (Serviccedilo
Social do Comeacutercio) Pantanal (Figura 1) municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo
nordeste do Pantanal de Mato Grosso
Neste estudo o ciclo hidroloacutegico foi dividido em estaccedilotildees a estaccedilatildeo
ldquocheiardquo corresponde aos meses de fevereiro marccedilo e abril a estaccedilatildeo
ldquovazanterdquo aos meses de maio junho e julho a estaccedilatildeo ldquoestiagemrdquo aos
meses de agosto setembro e outubro e por fim a estaccedilatildeo ldquoenchenterdquo aos
meses de novembro dezembro e janeiro
Os periacuteodos foram divididos em manhatilde tarde e noite manhatilde das
700 agraves 1330h o periacuteodo da tarde das 1400 agraves 1830h e o periacuteodo da
noite das 1900 agraves 630h
A RPPN SESC Pantanal eacute uma Unidade de Conservaccedilatildeo (UC)
particular localizada entre as coordenadas geograacuteficas 16deg 30` a 16deg 44` S e
56deg 20` a 56deg 30` W ocupando uma aacuterea de aproximadamente 1076 Km2
Em 2002 a RPPN foi reconhecida como site Ramsar (Convenccedilatildeo sobre
Zona Uacutemidas Ramsar Iratilde 1971) e considerada aacuterea prioritaacuteria para
Conservaccedilatildeo da Biodiversidade (Cordeiro 2004) Foi tambeacutem incluiacuteda na
Lista de Aacutereas Uacutemidas da Convenccedilatildeo Ramsar de importacircncia internacional
(Junk e Nunes da Cunha 2005)
O clima da regiatildeo eacute tipo Aw segundo a classificaccedilatildeo de Koumlppen
apresentando sazonalidade caracteriacutestica com uma estaccedilatildeo chuvosa
(outubro-abril) e outra seca (maio-setembro) (Nunes da Cunha e Junk
2004) A temperatura meacutedia anual do ar na RPPN SESC Pantanal oscila
entre 22 a 32ordmC e a precipitaccedilatildeo meacutedia anual entre 1100 e 1200 mm com o
total meacutedio do mecircs mais seco inferior a 40 mm (Hasenack et al 2003)
O solo no local de estudo foi classificado como Planossolo Haacuteplico
Aliacutetico Gleissoacutelico e a fitofisionomia do local foi classificada como Cerrado
sensu stricto Os solos desta classe apresentam mudanccedila textural abrupta
17
com acentuada diferenccedila de textura do A para o horizonte B imediatamente
subjacente permeabilidade lenta ou muito lenta profundidade de 150 cm e
textura arenosa (Anexo A)
Figura 1 Localizaccedilatildeo da RPPN SESC Pantanal
32 Medidas de Campo
Foram instalados sensores horizontalmente no perfil do solo na borda
de uma ldquocordilheirardquo nas profundidades de 10 e 30 cm para o monitoramento
contiacutenuo da concentraccedilatildeo de CO2 (ppm) conteuacutedo de O2 () temperatura
(ordmC) umidade do solo () potencial matricial (Kpa) e potencial redox (mV)
por meio de um datalogger modelo CR1000 (Campbell Scientific Logan
Utah USA) O datalogger foi conectado a uma bateria de 12V com uma
18
placa solar (45 W) o que garantia energia suficiente para o monitoramento
contiacutenuo e ininterrupto
A concentraccedilatildeo de CO2 no solo foi determinada in situ por meio de
um analisador de gaacutes por infravermelho (modelo GMM221 Vaisala Inc
Helsinki Finland) (Jassal et al 2004 Johnson et al 2008) (Figura 2)
Durante os primeiros 5 minutos de cada meia hora os sensores eram
ligados devido ao alto consumo de energia (4W cada) (Vaisala Oyj 2008)
Neste intervalo de 5 minutos os primeiros 3 minutos em que os sensores
ficavam ligados correspondem ao seu periacuteodo de aquecimento e os
subsequentes 2 minutos restantes correspondem agraves leituras feitas num
intervalo de 30 segundos resultando em registros de meia em meia hora
Figura 2 Sensor de CO2 (modelo GMM221 Vaisala Inc Helsinki
Finland)
O Potencial Redox foi determinado atraveacutes de um sensor ColeParmer
ColeParmer (Figura 3) que utiliza uma aacuterea superficial de platina (02
polegadas em torno do eletrodo de vidro) permitindo a sensibilidade do
sensor a atividades de eleacutetrons do fluido A banda de platina ajuda a prevenir
a entrada de resiacuteduos orgacircnicos no sensor evitando erros A faixa de
estimativa da sonda eacute de -700mV a 1100 mV sendo este intervalo
aproximado do potencial redox existente em aacuteguas naturais e no
escoamento superficial O sensor de potencial redox de 30 cm foi instalado
19
em fevereiro de 2010 e o sensor de potencial redox de 10 cm em setembro
do mesmo ano Os dados de potencial redox foram corrigidos pela equaccedilatildeo
de regressatildeo Equaccedilatildeo 1 proposta por Vepraskas e Faulkner (2001)
Fator de ajuste = -06743times(T) + 21376 (Equaccedilatildeo 1)
Em que T eacute a temperatura (degC) na profundidade do sensor redox
Potencial Redox (Eh mV) = Fator de ajuste + medida do sensor redox
(Equaccedilatildeo 2)
Figura 3 Sensor de potencial redox (ColeParmer)
As determinaccedilotildees de pressatildeo atmosfeacuterica e temperatura do solo
(sensor BPS e termostato Apogee Instruments Logan Utah USA) foram
usadas para corrigir as leituras de concentraccedilatildeo de CO2 pela dependecircncia
desses valores agrave lei dos gases perfeitos (Vaisala Oyj 2008)
A umidade do solo foi estimada por sensores baseados no domiacutenio da
capacitacircnciafrequecircncia (Decagon Instruments model EC-5) (Figura 4)
calibrados segundo Sakaki et al (2008) O potencial matricial do solo
(potencial matricial) foi analisado usando um sensor deste mesmo fabricante
(Decagon Instruments model MPS-1) (Figura 5) E todas as variaacuteveis foram
determinadas em intervalos de 30 minutos
20
Figura 4 Sensor de conteuacutedo de aacutegua (Decagon Instruments model
EC-5)
Figura 5 Sensor de potencial matricial do solo (Decagon Instruments
model MPS-1)
O O2 do solo foi determinado por meio de um sensor de ceacutelulas
galvacircnicas no estado soacutelido fabricado pela Apogee Instruments modelo SO-
111 (Kallestad et al 2008) (Figura 6) O sensor de oxigecircnio inclui um
termostato para determinar a temperatura do ambiente O sensor de
oxigecircnio de 30 cm apresentou problemas teacutecnicos durante os meses que
correspondem agraves estaccedilotildees da estiagem e enchente comprometendo assim
a produccedilatildeo de informaccedilotildees neste periacuteodo
21
Figura 6 Sensor de O2 (Apogee Instruments)
33 Medidas Micrometereoloacutegicas
No mesmo local em que foram instalados os equipamentos descritos
anteriormente foi instalado tambeacutem um sensor Vaisala modelo WXT520
(Vaisala Wheather Transmitter WXT520) (Figura 7) Este sensor faz
determinaccedilotildees numa frequecircncia de 10 Hz das seguintes variaacuteveis
velocidade do vento (ms) direccedilatildeo do vento (grau azimutal) temperatura do
ar (˚C) umidade relativa () pressatildeo do ar (kA) precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria (mm) e intensidade da precipitaccedilatildeo(mmh)
22
Figura 7 Sensor Vaisala WXT520 (Vaisala Wheather Transmitter WXT520)
34 Anaacutelises estatiacutesticas
Os valores de concentraccedilatildeo de CO2 foram estimados por interpolaccedilatildeo
linear quando a distacircncia dos valores de antes e depois (que natildeo saiacutessem
do intervalo) natildeo fossem maiores que 48 horas Este procedimento foi
automatizado utilizando o software de seacuteries temporais Aquarius (Aquatic
Informatica Aquarius 26004 Pro Edition) evitando a subjetividade das
estimativas Para a anaacutelise de dados foram feitos testes de meacutedias com
niacutevel de significacircncia de 95 aleacutem da anaacutelise multivariada dos
componentes principais
23
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas
A variaccedilatildeo do potencial redox para o solo estudado estaacute mostrada na
Figura 8 na qual foram plotados os dados meacutedios determinados pelo
sensor Entre abril de 2010 e fevereiro de 2011 o solo esteve insaturado ou
seja em estado de oxidaccedilatildeo e o intervalo de valores neste periacuteodo foi de
400 mV No periacuteodo de saturaccedilatildeo marccedilo de 2010 e marccedilo de 2011 a
variaccedilatildeo de valores foi superior a 750 mV
O tipo de variabilidade ilustrado na Figura 8 eacute esperado para solos
submetidos a uma sazonalidade de seca e cheia caso do solo estudado no
Pantanal de Mato Grosso Quando o Potencial Redox ficou maior que 400
mV o solo estava insaturado e o O2 controlava o sistema Na ausecircncia de
O2 os microrganismos reduzem uma variedade de aceptores de eleacutetrons
considerados alternativos que em ordem decrescente de termodinacircmica
satildeo NO3- (denitrificaccedilatildeo) Fe (III) (reduccedilatildeo do ferro) Mn (III IV) (reduccedilatildeo do
manganecircs) e SO4- (reduccedilatildeo do sulfato) (Keller et al 2009)
A linha que mostra a fase de mudanccedila de Fe(OH)3 para Fe2+ estaacute
adicionada agrave Figura 8 pela linha horizontal no Eh de 467mV de acordo com
o pH da soluccedilatildeo do solo do local de estudo que eacute aproximadamente 6
(Beirigo 2011 no prelo) (Vepraskas e Faulkner 2001) Durante o mecircs de
marccedilo o Fe2+ estava na soluccedilatildeo do solo ou seja se o Fe2+ estava presente
pode-se assumir que a maior parte do O2 dissolvido foi reduzido para H2O a
maior parte do NO3- presente foi desnitrificado e a maior parte dos oacutexidos de
Mn foram reduzidos para Mn2+ O estado de reduccedilatildeo do solo acontece ao
longo do ano mesmo nas estaccedilotildees secas do Pantanal havendo uma
dinacircmica de o potencial redox diminuir na cheia (meados de fevereiro) e
aumentar nas outras estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico
Os valores positivos obtidos satildeo tiacutepicos de solos aeroacutebicos
(Ponnamperuma 1972) demonstrando predominarem condiccedilotildees natildeo
limitantes no crescimento de plantas (Volk 1993)
24
Figura 8 Variaccedilatildeo (meacutedia diaacuteria) do Potencial Redox na profundidade de 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores meacutedios do potencial redox na profundidade de 10 cm
(Figura 9) satildeo estatisticamente diferentes quando comparados com as
estaccedilotildees estiagem e enchente mas quando comparados com os periacuteodos
manhatilde tarde e noite nestas estaccedilotildees natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica Jaacute na
profundidade de 30 cm natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica entre os periacuteodos
manhatilde tarde e noite em nenhuma das estaccedilotildees mas haacute diferenccedila entre os
valores obtidos nas estaccedilotildees estiagem e enchente
Pode-se observar que as meacutedias na profundidade de 10 cm (440 mV
e 460 mV) nas estaccedilotildees estiagem e enchente satildeo maiores que as meacutedias
da profundidade de 30 cm (340 mV e 360 mV) Os metais presentes em Eh
lt 150 mV estatildeo unidos a espeacutecies de sulfatos formando FeS2 MnSO4
entre outros enquanto em valores gt 150 mV (todas as estaccedilotildees em ambas
as profundidades) a maioria dos metais presentes satildeo soluacuteveis e unidos agraves
25
espeacutecies oxidadas Fe3O4 Mn2O4 (Clark et al 1998 Vepraskas e Faulkner
2001)
O potencial redox foi menor em maiores profundidades (30 cm) do
que perto da superfiacutecie do solo (10 cm) confirmando os dados encontrados
em estudos anteriores (Clay et al 1992 Bohrerova et al 2004)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
150
200
250
300
350
400
450
500
Po
ten
cial
Re
do
x
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
Figura 9 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do Potencial Redox nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de CO2 no solo (Figura 10) na profundidade de 10 cm satildeo
mais altos na cheia e vazante do que na estiagem e enchente Agrave medida que
as estaccedilotildees mais secas do Pantanal se aproximam (estiagem e enchente) a
produccedilatildeo de CO2 no solo diminui em aproximadamente 30 Os valores
meacutedios entre estaccedilotildees satildeo estatisticamente diferentes e entre periacuteodos
dentro de cada estaccedilatildeo os valores satildeo iguais em ambas as profundidades
Na profundidade de 30 cm os maiores valores foram encontrados nas
estaccedilotildees cheia e enchente enquanto os menores nas estaccedilotildees vazante e
estiagem Pode-se observar que o comportamento do CO2 no solo foi
diferente entre as profundidades enquanto o maior valor na profundidade de
26
10 cm foi determinado na vazante na profundidade de 30 cm nesta mesma
estaccedilatildeo foi detectado o menor valor
Figura 10 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do CO2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os solos secos (estiagem em ambas as profundidades) podem ser
associados a baixas concentraccedilotildees de CO2 visto que possuem alta
difusividade permitindo um raacutepido efluxo de CO2 do solo para a atmosfera
(Risk et al 2008) Tal dinacircmica foi observada na profundidade de 10 cm na
estaccedilatildeo estiagem no solo seco (Figura 12) com altas concentraccedilotildees de O2
(Figura 11) e baixas concentraccedilotildees de CO2 (Figura 10) O mesmo foi
encontrado na profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees vazante e estiagem As
altas concentraccedilotildees de CO2 encontradas nas estaccedilotildees cheia e vazante na
profundidade de 10 cm indicam condiccedilotildees mais aeroacutebicas do solo porque
em condiccedilotildees anaeroacutebicas natildeo existe produccedilatildeo de CO2 mas sim de
metano (Luo e Zhou 2006) Aleacutem disto vaacuterios estudos de campo sugerem
tambeacutem que o efluxo de CO2 pode ser limitado pela umidade em niacuteveis
muito altos ou muito baixos (Bowden 1993 Xu et al 2004)
27
Os valores meacutedios de O2 do solo (Figura 11) satildeo estatisticamente
diferentes entre as estaccedilotildees e natildeo houve diferenccedila significativa entre os
periacuteodos dentro de cada estaccedilatildeo Na profundidade de 10 cm os valores
meacutedios de O2 foram maiores nas estaccedilotildees vazante e estiagem e menores
nas estaccedilotildees cheia e enchente devido ao fato de em solos uacutemidos a
difusividade do solo ficar prejudicada Observa-se que na profundidade de
10 cm os maiores valores meacutedios (vazante e estiagem) foram encontrados
nas mesmas estaccedilotildees de baixa umidade do solo (Figura 12) e esta mesma
tendecircncia foi encontrada para a profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees cheia e
vazante para as ambas as profundidades
O O2 do solo tende a diminuir seus valores na estaccedilatildeo cheia quando
o solo jaacute estaacute completamente alagado Os menores valores meacutedios de O2
foram encontrados na profundidade de 30 cm na estaccedilatildeo cheia e
independentemente das estaccedilotildees na profundidade de 30 cm sempre foram
observados menores valores meacutedios A tendecircncia de os valores serem
menores na profundidade de 30 cm confirma os dados obtidos por Marshall
e Holmes (1988)
28
Figura 11 Meacutedias nas estaccedilotildees vazante e cheia do O2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Durante as estaccedilotildees de seca no Pantanal (vazante e estiagem) os
valores de O2 estatildeo na faixa de 15 a 18 em ambas as profundidades
confirmando os dados de Grable e Siemer (1968) os quais afirmam que o
conteuacutedo de O2 decresce de 21 a 13 da superfiacutecie do solo ateacute 60 cm em
condiccedilotildees de solo natildeo alagado
Um solo saturado natildeo eacute uniformemente desprovido de oxigecircnio A
concentraccedilatildeo de oxigecircnio em geral eacute alta na camada superficial oxidada
(formada pela difusatildeo de O2 pela atmosfera na aacutegua sobrejacente da
inundaccedilatildeo e em seguida no solo) onde ocorrem as reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo
(Ponnameoeruma 1972 Moore e Reddy 1994) Processos de reduccedilatildeo
dominam abaixo da camada oxidada Esta fina camada oxidada na
superfiacutecie de solos alagados eacute importante para as transformaccedilotildees do N
porque o NH4+ pode oxidar-se para NO3
- (nitrificaccedilatildeo) nesta camada O
esgotamento do NH4+ nesta camada causa sua difusatildeo para cima
(ascendente) em resposta agrave concentraccedilatildeo do gradiente (Luo e Zhou 2006)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
O2
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
era
tura
do
So
lo (
0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
14
todo devido agraves interaccedilotildees entre o clima e a hidrologia como tambeacutem agraves
mudanccedilas nos ciclos de cheia e seca todos os anos (Heckman 1998)
Segundo Nunes da Cunha e Junk (2004) apenas 5 das espeacutecies
arboacutereas no Pantanal habitam exclusivamente zonas com prolongado
alagamento enquanto 30 estatildeo restritas agraves aacutereas raramente alagadas e
65 satildeo de ampla distribuiccedilatildeo no gradiente
Na fisionomia pantaneira o cerradatildeo ocupa aacutereas mais elevadas e o
cerrado sensu stricto aacutereas mais baixas tendendo para campo agrave medida
que aumenta o grau de inundaccedilatildeo Estas aacutereas satildeo uma continuidade da
grande regiatildeo fitoecoloacutegica do cerrado brasileiro consideradas junto com a
Ilha do Bananal as uacutenicas aacutereas extensas de cerrado sobre sedimentos
quartenaacuterios (Adaacutemoli 1986)
23 Solos do Pantanal
O carbono dos solos eacute originaacuterio da mateacuteria orgacircnica que assume um
papel fundamental em solos tropicais e subtropicais fornecendo nutrientes
estruturando o solo propiciando condiccedilotildees de aeraccedilatildeo e retenccedilatildeo de
umidade bem como para o estabelecimento dos seres vivos que datildeo
suporte aos processos que conferem aos solos suas propriedades e funccedilotildees
nos ecossistemas e na produccedilatildeo agriacutecola (Santos e Camargo 1999 Moreira
e Siqueira 2006)
O desenvolvimento dos solos de aacutereas uacutemidas e suas propriedades
satildeo influenciados pela saturaccedilatildeo temporaacuteria ou permanente de aacutegua na
parte superior do perfil do solo ou seja solos com sinais de reduccedilatildeo em
condiccedilotildees perioacutedicas ou permanentes de saturaccedilatildeo Condiccedilotildees de reduccedilatildeo
podem ocorrer em solos que contecircm quantidades consideraacuteveis de oxigecircnio
dissolvido falta de mateacuteria orgacircnica decomponiacutevel em combinaccedilatildeo com
altos teores de carbonato de caacutelcio e outros fatores que suprimem a
atividade de microrganismos (Moormann e Van de Wetering 1985)
De uma maneira geral os solos pantaneiros guardam estreita
relaccedilatildeo com a natureza dos sedimentos depositados o que por sua vez eacute
consequecircncia da natureza do ldquomaterial fonterdquo e dos processos ou formas de
15
deposiccedilatildeosedimentaccedilatildeo Assim as diversas regiotildees da planiacutecie por terem
sido contempladas com tipos de sedimentos diferenciados apresentam
naturalmente dinacircmica hiacutedrica proacutepria e este conjunto eacute determinante para a
definiccedilatildeo dos processos pedogeneacuteticos que atuaram eou atuam na regiatildeo
(Couto 2002)
Sabe-se que quando os solos se tornam saturados com aacutegua o
oxigecircnio presente neles eacute consumido formando condiccedilotildees anaeroacutebicas
Se houver fonte de carbono oxidaacutevel se a temperatura for suficientemente
alta para que os microrganismos estejam ativos (Rabenhorst e Parikh 2000)
e se houver persistecircncia das condiccedilotildees anaeroacutebicas impostas pelo longo
periacuteodo em que os solos pantaneiros permanecem sob uma espessa lacircmina
drsquoaacutegua cria-se a condiccedilatildeo para que o ferro na forma feacuterrica (Fe+3) presente
nos oacutexidos seja reduzido para ferro na forma ferrosa (Fe+2) O ferro na
forma ferrosa (reduzida) eacute bastante soluacutevel o que permite sua translocaccedilatildeo
na fase aquosa
As caracteriacutesticas morfoloacutegicas destes solos advecircm principalmente
dos processos de reduccedilatildeo e oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs que lhes
conferem cores distintas O estado de oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs
influencia fortemente sua solubilidade e cor conferindo os mosqueados
marrons cinzentos azuis pretos e amarelos frequentemente observados
em solos hidromoacuterficos (Fanning e Fanning 1989)
Os padrotildees das cores dos mosqueados derivam da segregaccedilatildeo do
ferro em zonas com diferentes valores de potencial redox resultando desta
maneira em zonas de vermelho amarelo e cinza Os mosqueados satildeo muito
comuns em solos do Pantanal e geralmente indicam uma flutuaccedilatildeo de curta
duraccedilatildeo do lenccedilol freaacutetico (Buol e Rebertus 1988)
Os solos hidromoacuterficos tambeacutem podem apresentar horizontes
escurecidos devido ao acuacutemulo de mateacuteria orgacircnica uma vez que os
organismos anaeroacutebicos satildeo menos eficientes na mineralizaccedilatildeo do que os
organismos aeroacutebios Aleacutem disso os processos de reduccedilatildeo geralmente
envolvem a produccedilatildeo ou o consumo de H+ e consequentemente possuem
um importante efeito sobre o pH (Ponnamperuma 1972)
16
3 METODOLOGIA
31 Aacuterea de estudo
O presente trabalho foi conduzido de fevereiro de 2010 a janeiro de
2011 na RPPN (Reserva Particular do Patrimocircnio NaturalSistema Nacional
de Unidades de Conservaccedilatildeo ndash SNUC) Estacircncia Ecoloacutegica SESC (Serviccedilo
Social do Comeacutercio) Pantanal (Figura 1) municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo
nordeste do Pantanal de Mato Grosso
Neste estudo o ciclo hidroloacutegico foi dividido em estaccedilotildees a estaccedilatildeo
ldquocheiardquo corresponde aos meses de fevereiro marccedilo e abril a estaccedilatildeo
ldquovazanterdquo aos meses de maio junho e julho a estaccedilatildeo ldquoestiagemrdquo aos
meses de agosto setembro e outubro e por fim a estaccedilatildeo ldquoenchenterdquo aos
meses de novembro dezembro e janeiro
Os periacuteodos foram divididos em manhatilde tarde e noite manhatilde das
700 agraves 1330h o periacuteodo da tarde das 1400 agraves 1830h e o periacuteodo da
noite das 1900 agraves 630h
A RPPN SESC Pantanal eacute uma Unidade de Conservaccedilatildeo (UC)
particular localizada entre as coordenadas geograacuteficas 16deg 30` a 16deg 44` S e
56deg 20` a 56deg 30` W ocupando uma aacuterea de aproximadamente 1076 Km2
Em 2002 a RPPN foi reconhecida como site Ramsar (Convenccedilatildeo sobre
Zona Uacutemidas Ramsar Iratilde 1971) e considerada aacuterea prioritaacuteria para
Conservaccedilatildeo da Biodiversidade (Cordeiro 2004) Foi tambeacutem incluiacuteda na
Lista de Aacutereas Uacutemidas da Convenccedilatildeo Ramsar de importacircncia internacional
(Junk e Nunes da Cunha 2005)
O clima da regiatildeo eacute tipo Aw segundo a classificaccedilatildeo de Koumlppen
apresentando sazonalidade caracteriacutestica com uma estaccedilatildeo chuvosa
(outubro-abril) e outra seca (maio-setembro) (Nunes da Cunha e Junk
2004) A temperatura meacutedia anual do ar na RPPN SESC Pantanal oscila
entre 22 a 32ordmC e a precipitaccedilatildeo meacutedia anual entre 1100 e 1200 mm com o
total meacutedio do mecircs mais seco inferior a 40 mm (Hasenack et al 2003)
O solo no local de estudo foi classificado como Planossolo Haacuteplico
Aliacutetico Gleissoacutelico e a fitofisionomia do local foi classificada como Cerrado
sensu stricto Os solos desta classe apresentam mudanccedila textural abrupta
17
com acentuada diferenccedila de textura do A para o horizonte B imediatamente
subjacente permeabilidade lenta ou muito lenta profundidade de 150 cm e
textura arenosa (Anexo A)
Figura 1 Localizaccedilatildeo da RPPN SESC Pantanal
32 Medidas de Campo
Foram instalados sensores horizontalmente no perfil do solo na borda
de uma ldquocordilheirardquo nas profundidades de 10 e 30 cm para o monitoramento
contiacutenuo da concentraccedilatildeo de CO2 (ppm) conteuacutedo de O2 () temperatura
(ordmC) umidade do solo () potencial matricial (Kpa) e potencial redox (mV)
por meio de um datalogger modelo CR1000 (Campbell Scientific Logan
Utah USA) O datalogger foi conectado a uma bateria de 12V com uma
18
placa solar (45 W) o que garantia energia suficiente para o monitoramento
contiacutenuo e ininterrupto
A concentraccedilatildeo de CO2 no solo foi determinada in situ por meio de
um analisador de gaacutes por infravermelho (modelo GMM221 Vaisala Inc
Helsinki Finland) (Jassal et al 2004 Johnson et al 2008) (Figura 2)
Durante os primeiros 5 minutos de cada meia hora os sensores eram
ligados devido ao alto consumo de energia (4W cada) (Vaisala Oyj 2008)
Neste intervalo de 5 minutos os primeiros 3 minutos em que os sensores
ficavam ligados correspondem ao seu periacuteodo de aquecimento e os
subsequentes 2 minutos restantes correspondem agraves leituras feitas num
intervalo de 30 segundos resultando em registros de meia em meia hora
Figura 2 Sensor de CO2 (modelo GMM221 Vaisala Inc Helsinki
Finland)
O Potencial Redox foi determinado atraveacutes de um sensor ColeParmer
ColeParmer (Figura 3) que utiliza uma aacuterea superficial de platina (02
polegadas em torno do eletrodo de vidro) permitindo a sensibilidade do
sensor a atividades de eleacutetrons do fluido A banda de platina ajuda a prevenir
a entrada de resiacuteduos orgacircnicos no sensor evitando erros A faixa de
estimativa da sonda eacute de -700mV a 1100 mV sendo este intervalo
aproximado do potencial redox existente em aacuteguas naturais e no
escoamento superficial O sensor de potencial redox de 30 cm foi instalado
19
em fevereiro de 2010 e o sensor de potencial redox de 10 cm em setembro
do mesmo ano Os dados de potencial redox foram corrigidos pela equaccedilatildeo
de regressatildeo Equaccedilatildeo 1 proposta por Vepraskas e Faulkner (2001)
Fator de ajuste = -06743times(T) + 21376 (Equaccedilatildeo 1)
Em que T eacute a temperatura (degC) na profundidade do sensor redox
Potencial Redox (Eh mV) = Fator de ajuste + medida do sensor redox
(Equaccedilatildeo 2)
Figura 3 Sensor de potencial redox (ColeParmer)
As determinaccedilotildees de pressatildeo atmosfeacuterica e temperatura do solo
(sensor BPS e termostato Apogee Instruments Logan Utah USA) foram
usadas para corrigir as leituras de concentraccedilatildeo de CO2 pela dependecircncia
desses valores agrave lei dos gases perfeitos (Vaisala Oyj 2008)
A umidade do solo foi estimada por sensores baseados no domiacutenio da
capacitacircnciafrequecircncia (Decagon Instruments model EC-5) (Figura 4)
calibrados segundo Sakaki et al (2008) O potencial matricial do solo
(potencial matricial) foi analisado usando um sensor deste mesmo fabricante
(Decagon Instruments model MPS-1) (Figura 5) E todas as variaacuteveis foram
determinadas em intervalos de 30 minutos
20
Figura 4 Sensor de conteuacutedo de aacutegua (Decagon Instruments model
EC-5)
Figura 5 Sensor de potencial matricial do solo (Decagon Instruments
model MPS-1)
O O2 do solo foi determinado por meio de um sensor de ceacutelulas
galvacircnicas no estado soacutelido fabricado pela Apogee Instruments modelo SO-
111 (Kallestad et al 2008) (Figura 6) O sensor de oxigecircnio inclui um
termostato para determinar a temperatura do ambiente O sensor de
oxigecircnio de 30 cm apresentou problemas teacutecnicos durante os meses que
correspondem agraves estaccedilotildees da estiagem e enchente comprometendo assim
a produccedilatildeo de informaccedilotildees neste periacuteodo
21
Figura 6 Sensor de O2 (Apogee Instruments)
33 Medidas Micrometereoloacutegicas
No mesmo local em que foram instalados os equipamentos descritos
anteriormente foi instalado tambeacutem um sensor Vaisala modelo WXT520
(Vaisala Wheather Transmitter WXT520) (Figura 7) Este sensor faz
determinaccedilotildees numa frequecircncia de 10 Hz das seguintes variaacuteveis
velocidade do vento (ms) direccedilatildeo do vento (grau azimutal) temperatura do
ar (˚C) umidade relativa () pressatildeo do ar (kA) precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria (mm) e intensidade da precipitaccedilatildeo(mmh)
22
Figura 7 Sensor Vaisala WXT520 (Vaisala Wheather Transmitter WXT520)
34 Anaacutelises estatiacutesticas
Os valores de concentraccedilatildeo de CO2 foram estimados por interpolaccedilatildeo
linear quando a distacircncia dos valores de antes e depois (que natildeo saiacutessem
do intervalo) natildeo fossem maiores que 48 horas Este procedimento foi
automatizado utilizando o software de seacuteries temporais Aquarius (Aquatic
Informatica Aquarius 26004 Pro Edition) evitando a subjetividade das
estimativas Para a anaacutelise de dados foram feitos testes de meacutedias com
niacutevel de significacircncia de 95 aleacutem da anaacutelise multivariada dos
componentes principais
23
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas
A variaccedilatildeo do potencial redox para o solo estudado estaacute mostrada na
Figura 8 na qual foram plotados os dados meacutedios determinados pelo
sensor Entre abril de 2010 e fevereiro de 2011 o solo esteve insaturado ou
seja em estado de oxidaccedilatildeo e o intervalo de valores neste periacuteodo foi de
400 mV No periacuteodo de saturaccedilatildeo marccedilo de 2010 e marccedilo de 2011 a
variaccedilatildeo de valores foi superior a 750 mV
O tipo de variabilidade ilustrado na Figura 8 eacute esperado para solos
submetidos a uma sazonalidade de seca e cheia caso do solo estudado no
Pantanal de Mato Grosso Quando o Potencial Redox ficou maior que 400
mV o solo estava insaturado e o O2 controlava o sistema Na ausecircncia de
O2 os microrganismos reduzem uma variedade de aceptores de eleacutetrons
considerados alternativos que em ordem decrescente de termodinacircmica
satildeo NO3- (denitrificaccedilatildeo) Fe (III) (reduccedilatildeo do ferro) Mn (III IV) (reduccedilatildeo do
manganecircs) e SO4- (reduccedilatildeo do sulfato) (Keller et al 2009)
A linha que mostra a fase de mudanccedila de Fe(OH)3 para Fe2+ estaacute
adicionada agrave Figura 8 pela linha horizontal no Eh de 467mV de acordo com
o pH da soluccedilatildeo do solo do local de estudo que eacute aproximadamente 6
(Beirigo 2011 no prelo) (Vepraskas e Faulkner 2001) Durante o mecircs de
marccedilo o Fe2+ estava na soluccedilatildeo do solo ou seja se o Fe2+ estava presente
pode-se assumir que a maior parte do O2 dissolvido foi reduzido para H2O a
maior parte do NO3- presente foi desnitrificado e a maior parte dos oacutexidos de
Mn foram reduzidos para Mn2+ O estado de reduccedilatildeo do solo acontece ao
longo do ano mesmo nas estaccedilotildees secas do Pantanal havendo uma
dinacircmica de o potencial redox diminuir na cheia (meados de fevereiro) e
aumentar nas outras estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico
Os valores positivos obtidos satildeo tiacutepicos de solos aeroacutebicos
(Ponnamperuma 1972) demonstrando predominarem condiccedilotildees natildeo
limitantes no crescimento de plantas (Volk 1993)
24
Figura 8 Variaccedilatildeo (meacutedia diaacuteria) do Potencial Redox na profundidade de 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores meacutedios do potencial redox na profundidade de 10 cm
(Figura 9) satildeo estatisticamente diferentes quando comparados com as
estaccedilotildees estiagem e enchente mas quando comparados com os periacuteodos
manhatilde tarde e noite nestas estaccedilotildees natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica Jaacute na
profundidade de 30 cm natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica entre os periacuteodos
manhatilde tarde e noite em nenhuma das estaccedilotildees mas haacute diferenccedila entre os
valores obtidos nas estaccedilotildees estiagem e enchente
Pode-se observar que as meacutedias na profundidade de 10 cm (440 mV
e 460 mV) nas estaccedilotildees estiagem e enchente satildeo maiores que as meacutedias
da profundidade de 30 cm (340 mV e 360 mV) Os metais presentes em Eh
lt 150 mV estatildeo unidos a espeacutecies de sulfatos formando FeS2 MnSO4
entre outros enquanto em valores gt 150 mV (todas as estaccedilotildees em ambas
as profundidades) a maioria dos metais presentes satildeo soluacuteveis e unidos agraves
25
espeacutecies oxidadas Fe3O4 Mn2O4 (Clark et al 1998 Vepraskas e Faulkner
2001)
O potencial redox foi menor em maiores profundidades (30 cm) do
que perto da superfiacutecie do solo (10 cm) confirmando os dados encontrados
em estudos anteriores (Clay et al 1992 Bohrerova et al 2004)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
150
200
250
300
350
400
450
500
Po
ten
cial
Re
do
x
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
Figura 9 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do Potencial Redox nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de CO2 no solo (Figura 10) na profundidade de 10 cm satildeo
mais altos na cheia e vazante do que na estiagem e enchente Agrave medida que
as estaccedilotildees mais secas do Pantanal se aproximam (estiagem e enchente) a
produccedilatildeo de CO2 no solo diminui em aproximadamente 30 Os valores
meacutedios entre estaccedilotildees satildeo estatisticamente diferentes e entre periacuteodos
dentro de cada estaccedilatildeo os valores satildeo iguais em ambas as profundidades
Na profundidade de 30 cm os maiores valores foram encontrados nas
estaccedilotildees cheia e enchente enquanto os menores nas estaccedilotildees vazante e
estiagem Pode-se observar que o comportamento do CO2 no solo foi
diferente entre as profundidades enquanto o maior valor na profundidade de
26
10 cm foi determinado na vazante na profundidade de 30 cm nesta mesma
estaccedilatildeo foi detectado o menor valor
Figura 10 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do CO2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os solos secos (estiagem em ambas as profundidades) podem ser
associados a baixas concentraccedilotildees de CO2 visto que possuem alta
difusividade permitindo um raacutepido efluxo de CO2 do solo para a atmosfera
(Risk et al 2008) Tal dinacircmica foi observada na profundidade de 10 cm na
estaccedilatildeo estiagem no solo seco (Figura 12) com altas concentraccedilotildees de O2
(Figura 11) e baixas concentraccedilotildees de CO2 (Figura 10) O mesmo foi
encontrado na profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees vazante e estiagem As
altas concentraccedilotildees de CO2 encontradas nas estaccedilotildees cheia e vazante na
profundidade de 10 cm indicam condiccedilotildees mais aeroacutebicas do solo porque
em condiccedilotildees anaeroacutebicas natildeo existe produccedilatildeo de CO2 mas sim de
metano (Luo e Zhou 2006) Aleacutem disto vaacuterios estudos de campo sugerem
tambeacutem que o efluxo de CO2 pode ser limitado pela umidade em niacuteveis
muito altos ou muito baixos (Bowden 1993 Xu et al 2004)
27
Os valores meacutedios de O2 do solo (Figura 11) satildeo estatisticamente
diferentes entre as estaccedilotildees e natildeo houve diferenccedila significativa entre os
periacuteodos dentro de cada estaccedilatildeo Na profundidade de 10 cm os valores
meacutedios de O2 foram maiores nas estaccedilotildees vazante e estiagem e menores
nas estaccedilotildees cheia e enchente devido ao fato de em solos uacutemidos a
difusividade do solo ficar prejudicada Observa-se que na profundidade de
10 cm os maiores valores meacutedios (vazante e estiagem) foram encontrados
nas mesmas estaccedilotildees de baixa umidade do solo (Figura 12) e esta mesma
tendecircncia foi encontrada para a profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees cheia e
vazante para as ambas as profundidades
O O2 do solo tende a diminuir seus valores na estaccedilatildeo cheia quando
o solo jaacute estaacute completamente alagado Os menores valores meacutedios de O2
foram encontrados na profundidade de 30 cm na estaccedilatildeo cheia e
independentemente das estaccedilotildees na profundidade de 30 cm sempre foram
observados menores valores meacutedios A tendecircncia de os valores serem
menores na profundidade de 30 cm confirma os dados obtidos por Marshall
e Holmes (1988)
28
Figura 11 Meacutedias nas estaccedilotildees vazante e cheia do O2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Durante as estaccedilotildees de seca no Pantanal (vazante e estiagem) os
valores de O2 estatildeo na faixa de 15 a 18 em ambas as profundidades
confirmando os dados de Grable e Siemer (1968) os quais afirmam que o
conteuacutedo de O2 decresce de 21 a 13 da superfiacutecie do solo ateacute 60 cm em
condiccedilotildees de solo natildeo alagado
Um solo saturado natildeo eacute uniformemente desprovido de oxigecircnio A
concentraccedilatildeo de oxigecircnio em geral eacute alta na camada superficial oxidada
(formada pela difusatildeo de O2 pela atmosfera na aacutegua sobrejacente da
inundaccedilatildeo e em seguida no solo) onde ocorrem as reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo
(Ponnameoeruma 1972 Moore e Reddy 1994) Processos de reduccedilatildeo
dominam abaixo da camada oxidada Esta fina camada oxidada na
superfiacutecie de solos alagados eacute importante para as transformaccedilotildees do N
porque o NH4+ pode oxidar-se para NO3
- (nitrificaccedilatildeo) nesta camada O
esgotamento do NH4+ nesta camada causa sua difusatildeo para cima
(ascendente) em resposta agrave concentraccedilatildeo do gradiente (Luo e Zhou 2006)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
O2
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
era
tura
do
So
lo (
0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
15
deposiccedilatildeosedimentaccedilatildeo Assim as diversas regiotildees da planiacutecie por terem
sido contempladas com tipos de sedimentos diferenciados apresentam
naturalmente dinacircmica hiacutedrica proacutepria e este conjunto eacute determinante para a
definiccedilatildeo dos processos pedogeneacuteticos que atuaram eou atuam na regiatildeo
(Couto 2002)
Sabe-se que quando os solos se tornam saturados com aacutegua o
oxigecircnio presente neles eacute consumido formando condiccedilotildees anaeroacutebicas
Se houver fonte de carbono oxidaacutevel se a temperatura for suficientemente
alta para que os microrganismos estejam ativos (Rabenhorst e Parikh 2000)
e se houver persistecircncia das condiccedilotildees anaeroacutebicas impostas pelo longo
periacuteodo em que os solos pantaneiros permanecem sob uma espessa lacircmina
drsquoaacutegua cria-se a condiccedilatildeo para que o ferro na forma feacuterrica (Fe+3) presente
nos oacutexidos seja reduzido para ferro na forma ferrosa (Fe+2) O ferro na
forma ferrosa (reduzida) eacute bastante soluacutevel o que permite sua translocaccedilatildeo
na fase aquosa
As caracteriacutesticas morfoloacutegicas destes solos advecircm principalmente
dos processos de reduccedilatildeo e oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs que lhes
conferem cores distintas O estado de oxidaccedilatildeo do ferro e manganecircs
influencia fortemente sua solubilidade e cor conferindo os mosqueados
marrons cinzentos azuis pretos e amarelos frequentemente observados
em solos hidromoacuterficos (Fanning e Fanning 1989)
Os padrotildees das cores dos mosqueados derivam da segregaccedilatildeo do
ferro em zonas com diferentes valores de potencial redox resultando desta
maneira em zonas de vermelho amarelo e cinza Os mosqueados satildeo muito
comuns em solos do Pantanal e geralmente indicam uma flutuaccedilatildeo de curta
duraccedilatildeo do lenccedilol freaacutetico (Buol e Rebertus 1988)
Os solos hidromoacuterficos tambeacutem podem apresentar horizontes
escurecidos devido ao acuacutemulo de mateacuteria orgacircnica uma vez que os
organismos anaeroacutebicos satildeo menos eficientes na mineralizaccedilatildeo do que os
organismos aeroacutebios Aleacutem disso os processos de reduccedilatildeo geralmente
envolvem a produccedilatildeo ou o consumo de H+ e consequentemente possuem
um importante efeito sobre o pH (Ponnamperuma 1972)
16
3 METODOLOGIA
31 Aacuterea de estudo
O presente trabalho foi conduzido de fevereiro de 2010 a janeiro de
2011 na RPPN (Reserva Particular do Patrimocircnio NaturalSistema Nacional
de Unidades de Conservaccedilatildeo ndash SNUC) Estacircncia Ecoloacutegica SESC (Serviccedilo
Social do Comeacutercio) Pantanal (Figura 1) municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo
nordeste do Pantanal de Mato Grosso
Neste estudo o ciclo hidroloacutegico foi dividido em estaccedilotildees a estaccedilatildeo
ldquocheiardquo corresponde aos meses de fevereiro marccedilo e abril a estaccedilatildeo
ldquovazanterdquo aos meses de maio junho e julho a estaccedilatildeo ldquoestiagemrdquo aos
meses de agosto setembro e outubro e por fim a estaccedilatildeo ldquoenchenterdquo aos
meses de novembro dezembro e janeiro
Os periacuteodos foram divididos em manhatilde tarde e noite manhatilde das
700 agraves 1330h o periacuteodo da tarde das 1400 agraves 1830h e o periacuteodo da
noite das 1900 agraves 630h
A RPPN SESC Pantanal eacute uma Unidade de Conservaccedilatildeo (UC)
particular localizada entre as coordenadas geograacuteficas 16deg 30` a 16deg 44` S e
56deg 20` a 56deg 30` W ocupando uma aacuterea de aproximadamente 1076 Km2
Em 2002 a RPPN foi reconhecida como site Ramsar (Convenccedilatildeo sobre
Zona Uacutemidas Ramsar Iratilde 1971) e considerada aacuterea prioritaacuteria para
Conservaccedilatildeo da Biodiversidade (Cordeiro 2004) Foi tambeacutem incluiacuteda na
Lista de Aacutereas Uacutemidas da Convenccedilatildeo Ramsar de importacircncia internacional
(Junk e Nunes da Cunha 2005)
O clima da regiatildeo eacute tipo Aw segundo a classificaccedilatildeo de Koumlppen
apresentando sazonalidade caracteriacutestica com uma estaccedilatildeo chuvosa
(outubro-abril) e outra seca (maio-setembro) (Nunes da Cunha e Junk
2004) A temperatura meacutedia anual do ar na RPPN SESC Pantanal oscila
entre 22 a 32ordmC e a precipitaccedilatildeo meacutedia anual entre 1100 e 1200 mm com o
total meacutedio do mecircs mais seco inferior a 40 mm (Hasenack et al 2003)
O solo no local de estudo foi classificado como Planossolo Haacuteplico
Aliacutetico Gleissoacutelico e a fitofisionomia do local foi classificada como Cerrado
sensu stricto Os solos desta classe apresentam mudanccedila textural abrupta
17
com acentuada diferenccedila de textura do A para o horizonte B imediatamente
subjacente permeabilidade lenta ou muito lenta profundidade de 150 cm e
textura arenosa (Anexo A)
Figura 1 Localizaccedilatildeo da RPPN SESC Pantanal
32 Medidas de Campo
Foram instalados sensores horizontalmente no perfil do solo na borda
de uma ldquocordilheirardquo nas profundidades de 10 e 30 cm para o monitoramento
contiacutenuo da concentraccedilatildeo de CO2 (ppm) conteuacutedo de O2 () temperatura
(ordmC) umidade do solo () potencial matricial (Kpa) e potencial redox (mV)
por meio de um datalogger modelo CR1000 (Campbell Scientific Logan
Utah USA) O datalogger foi conectado a uma bateria de 12V com uma
18
placa solar (45 W) o que garantia energia suficiente para o monitoramento
contiacutenuo e ininterrupto
A concentraccedilatildeo de CO2 no solo foi determinada in situ por meio de
um analisador de gaacutes por infravermelho (modelo GMM221 Vaisala Inc
Helsinki Finland) (Jassal et al 2004 Johnson et al 2008) (Figura 2)
Durante os primeiros 5 minutos de cada meia hora os sensores eram
ligados devido ao alto consumo de energia (4W cada) (Vaisala Oyj 2008)
Neste intervalo de 5 minutos os primeiros 3 minutos em que os sensores
ficavam ligados correspondem ao seu periacuteodo de aquecimento e os
subsequentes 2 minutos restantes correspondem agraves leituras feitas num
intervalo de 30 segundos resultando em registros de meia em meia hora
Figura 2 Sensor de CO2 (modelo GMM221 Vaisala Inc Helsinki
Finland)
O Potencial Redox foi determinado atraveacutes de um sensor ColeParmer
ColeParmer (Figura 3) que utiliza uma aacuterea superficial de platina (02
polegadas em torno do eletrodo de vidro) permitindo a sensibilidade do
sensor a atividades de eleacutetrons do fluido A banda de platina ajuda a prevenir
a entrada de resiacuteduos orgacircnicos no sensor evitando erros A faixa de
estimativa da sonda eacute de -700mV a 1100 mV sendo este intervalo
aproximado do potencial redox existente em aacuteguas naturais e no
escoamento superficial O sensor de potencial redox de 30 cm foi instalado
19
em fevereiro de 2010 e o sensor de potencial redox de 10 cm em setembro
do mesmo ano Os dados de potencial redox foram corrigidos pela equaccedilatildeo
de regressatildeo Equaccedilatildeo 1 proposta por Vepraskas e Faulkner (2001)
Fator de ajuste = -06743times(T) + 21376 (Equaccedilatildeo 1)
Em que T eacute a temperatura (degC) na profundidade do sensor redox
Potencial Redox (Eh mV) = Fator de ajuste + medida do sensor redox
(Equaccedilatildeo 2)
Figura 3 Sensor de potencial redox (ColeParmer)
As determinaccedilotildees de pressatildeo atmosfeacuterica e temperatura do solo
(sensor BPS e termostato Apogee Instruments Logan Utah USA) foram
usadas para corrigir as leituras de concentraccedilatildeo de CO2 pela dependecircncia
desses valores agrave lei dos gases perfeitos (Vaisala Oyj 2008)
A umidade do solo foi estimada por sensores baseados no domiacutenio da
capacitacircnciafrequecircncia (Decagon Instruments model EC-5) (Figura 4)
calibrados segundo Sakaki et al (2008) O potencial matricial do solo
(potencial matricial) foi analisado usando um sensor deste mesmo fabricante
(Decagon Instruments model MPS-1) (Figura 5) E todas as variaacuteveis foram
determinadas em intervalos de 30 minutos
20
Figura 4 Sensor de conteuacutedo de aacutegua (Decagon Instruments model
EC-5)
Figura 5 Sensor de potencial matricial do solo (Decagon Instruments
model MPS-1)
O O2 do solo foi determinado por meio de um sensor de ceacutelulas
galvacircnicas no estado soacutelido fabricado pela Apogee Instruments modelo SO-
111 (Kallestad et al 2008) (Figura 6) O sensor de oxigecircnio inclui um
termostato para determinar a temperatura do ambiente O sensor de
oxigecircnio de 30 cm apresentou problemas teacutecnicos durante os meses que
correspondem agraves estaccedilotildees da estiagem e enchente comprometendo assim
a produccedilatildeo de informaccedilotildees neste periacuteodo
21
Figura 6 Sensor de O2 (Apogee Instruments)
33 Medidas Micrometereoloacutegicas
No mesmo local em que foram instalados os equipamentos descritos
anteriormente foi instalado tambeacutem um sensor Vaisala modelo WXT520
(Vaisala Wheather Transmitter WXT520) (Figura 7) Este sensor faz
determinaccedilotildees numa frequecircncia de 10 Hz das seguintes variaacuteveis
velocidade do vento (ms) direccedilatildeo do vento (grau azimutal) temperatura do
ar (˚C) umidade relativa () pressatildeo do ar (kA) precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria (mm) e intensidade da precipitaccedilatildeo(mmh)
22
Figura 7 Sensor Vaisala WXT520 (Vaisala Wheather Transmitter WXT520)
34 Anaacutelises estatiacutesticas
Os valores de concentraccedilatildeo de CO2 foram estimados por interpolaccedilatildeo
linear quando a distacircncia dos valores de antes e depois (que natildeo saiacutessem
do intervalo) natildeo fossem maiores que 48 horas Este procedimento foi
automatizado utilizando o software de seacuteries temporais Aquarius (Aquatic
Informatica Aquarius 26004 Pro Edition) evitando a subjetividade das
estimativas Para a anaacutelise de dados foram feitos testes de meacutedias com
niacutevel de significacircncia de 95 aleacutem da anaacutelise multivariada dos
componentes principais
23
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas
A variaccedilatildeo do potencial redox para o solo estudado estaacute mostrada na
Figura 8 na qual foram plotados os dados meacutedios determinados pelo
sensor Entre abril de 2010 e fevereiro de 2011 o solo esteve insaturado ou
seja em estado de oxidaccedilatildeo e o intervalo de valores neste periacuteodo foi de
400 mV No periacuteodo de saturaccedilatildeo marccedilo de 2010 e marccedilo de 2011 a
variaccedilatildeo de valores foi superior a 750 mV
O tipo de variabilidade ilustrado na Figura 8 eacute esperado para solos
submetidos a uma sazonalidade de seca e cheia caso do solo estudado no
Pantanal de Mato Grosso Quando o Potencial Redox ficou maior que 400
mV o solo estava insaturado e o O2 controlava o sistema Na ausecircncia de
O2 os microrganismos reduzem uma variedade de aceptores de eleacutetrons
considerados alternativos que em ordem decrescente de termodinacircmica
satildeo NO3- (denitrificaccedilatildeo) Fe (III) (reduccedilatildeo do ferro) Mn (III IV) (reduccedilatildeo do
manganecircs) e SO4- (reduccedilatildeo do sulfato) (Keller et al 2009)
A linha que mostra a fase de mudanccedila de Fe(OH)3 para Fe2+ estaacute
adicionada agrave Figura 8 pela linha horizontal no Eh de 467mV de acordo com
o pH da soluccedilatildeo do solo do local de estudo que eacute aproximadamente 6
(Beirigo 2011 no prelo) (Vepraskas e Faulkner 2001) Durante o mecircs de
marccedilo o Fe2+ estava na soluccedilatildeo do solo ou seja se o Fe2+ estava presente
pode-se assumir que a maior parte do O2 dissolvido foi reduzido para H2O a
maior parte do NO3- presente foi desnitrificado e a maior parte dos oacutexidos de
Mn foram reduzidos para Mn2+ O estado de reduccedilatildeo do solo acontece ao
longo do ano mesmo nas estaccedilotildees secas do Pantanal havendo uma
dinacircmica de o potencial redox diminuir na cheia (meados de fevereiro) e
aumentar nas outras estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico
Os valores positivos obtidos satildeo tiacutepicos de solos aeroacutebicos
(Ponnamperuma 1972) demonstrando predominarem condiccedilotildees natildeo
limitantes no crescimento de plantas (Volk 1993)
24
Figura 8 Variaccedilatildeo (meacutedia diaacuteria) do Potencial Redox na profundidade de 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores meacutedios do potencial redox na profundidade de 10 cm
(Figura 9) satildeo estatisticamente diferentes quando comparados com as
estaccedilotildees estiagem e enchente mas quando comparados com os periacuteodos
manhatilde tarde e noite nestas estaccedilotildees natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica Jaacute na
profundidade de 30 cm natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica entre os periacuteodos
manhatilde tarde e noite em nenhuma das estaccedilotildees mas haacute diferenccedila entre os
valores obtidos nas estaccedilotildees estiagem e enchente
Pode-se observar que as meacutedias na profundidade de 10 cm (440 mV
e 460 mV) nas estaccedilotildees estiagem e enchente satildeo maiores que as meacutedias
da profundidade de 30 cm (340 mV e 360 mV) Os metais presentes em Eh
lt 150 mV estatildeo unidos a espeacutecies de sulfatos formando FeS2 MnSO4
entre outros enquanto em valores gt 150 mV (todas as estaccedilotildees em ambas
as profundidades) a maioria dos metais presentes satildeo soluacuteveis e unidos agraves
25
espeacutecies oxidadas Fe3O4 Mn2O4 (Clark et al 1998 Vepraskas e Faulkner
2001)
O potencial redox foi menor em maiores profundidades (30 cm) do
que perto da superfiacutecie do solo (10 cm) confirmando os dados encontrados
em estudos anteriores (Clay et al 1992 Bohrerova et al 2004)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
150
200
250
300
350
400
450
500
Po
ten
cial
Re
do
x
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
Figura 9 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do Potencial Redox nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de CO2 no solo (Figura 10) na profundidade de 10 cm satildeo
mais altos na cheia e vazante do que na estiagem e enchente Agrave medida que
as estaccedilotildees mais secas do Pantanal se aproximam (estiagem e enchente) a
produccedilatildeo de CO2 no solo diminui em aproximadamente 30 Os valores
meacutedios entre estaccedilotildees satildeo estatisticamente diferentes e entre periacuteodos
dentro de cada estaccedilatildeo os valores satildeo iguais em ambas as profundidades
Na profundidade de 30 cm os maiores valores foram encontrados nas
estaccedilotildees cheia e enchente enquanto os menores nas estaccedilotildees vazante e
estiagem Pode-se observar que o comportamento do CO2 no solo foi
diferente entre as profundidades enquanto o maior valor na profundidade de
26
10 cm foi determinado na vazante na profundidade de 30 cm nesta mesma
estaccedilatildeo foi detectado o menor valor
Figura 10 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do CO2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os solos secos (estiagem em ambas as profundidades) podem ser
associados a baixas concentraccedilotildees de CO2 visto que possuem alta
difusividade permitindo um raacutepido efluxo de CO2 do solo para a atmosfera
(Risk et al 2008) Tal dinacircmica foi observada na profundidade de 10 cm na
estaccedilatildeo estiagem no solo seco (Figura 12) com altas concentraccedilotildees de O2
(Figura 11) e baixas concentraccedilotildees de CO2 (Figura 10) O mesmo foi
encontrado na profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees vazante e estiagem As
altas concentraccedilotildees de CO2 encontradas nas estaccedilotildees cheia e vazante na
profundidade de 10 cm indicam condiccedilotildees mais aeroacutebicas do solo porque
em condiccedilotildees anaeroacutebicas natildeo existe produccedilatildeo de CO2 mas sim de
metano (Luo e Zhou 2006) Aleacutem disto vaacuterios estudos de campo sugerem
tambeacutem que o efluxo de CO2 pode ser limitado pela umidade em niacuteveis
muito altos ou muito baixos (Bowden 1993 Xu et al 2004)
27
Os valores meacutedios de O2 do solo (Figura 11) satildeo estatisticamente
diferentes entre as estaccedilotildees e natildeo houve diferenccedila significativa entre os
periacuteodos dentro de cada estaccedilatildeo Na profundidade de 10 cm os valores
meacutedios de O2 foram maiores nas estaccedilotildees vazante e estiagem e menores
nas estaccedilotildees cheia e enchente devido ao fato de em solos uacutemidos a
difusividade do solo ficar prejudicada Observa-se que na profundidade de
10 cm os maiores valores meacutedios (vazante e estiagem) foram encontrados
nas mesmas estaccedilotildees de baixa umidade do solo (Figura 12) e esta mesma
tendecircncia foi encontrada para a profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees cheia e
vazante para as ambas as profundidades
O O2 do solo tende a diminuir seus valores na estaccedilatildeo cheia quando
o solo jaacute estaacute completamente alagado Os menores valores meacutedios de O2
foram encontrados na profundidade de 30 cm na estaccedilatildeo cheia e
independentemente das estaccedilotildees na profundidade de 30 cm sempre foram
observados menores valores meacutedios A tendecircncia de os valores serem
menores na profundidade de 30 cm confirma os dados obtidos por Marshall
e Holmes (1988)
28
Figura 11 Meacutedias nas estaccedilotildees vazante e cheia do O2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Durante as estaccedilotildees de seca no Pantanal (vazante e estiagem) os
valores de O2 estatildeo na faixa de 15 a 18 em ambas as profundidades
confirmando os dados de Grable e Siemer (1968) os quais afirmam que o
conteuacutedo de O2 decresce de 21 a 13 da superfiacutecie do solo ateacute 60 cm em
condiccedilotildees de solo natildeo alagado
Um solo saturado natildeo eacute uniformemente desprovido de oxigecircnio A
concentraccedilatildeo de oxigecircnio em geral eacute alta na camada superficial oxidada
(formada pela difusatildeo de O2 pela atmosfera na aacutegua sobrejacente da
inundaccedilatildeo e em seguida no solo) onde ocorrem as reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo
(Ponnameoeruma 1972 Moore e Reddy 1994) Processos de reduccedilatildeo
dominam abaixo da camada oxidada Esta fina camada oxidada na
superfiacutecie de solos alagados eacute importante para as transformaccedilotildees do N
porque o NH4+ pode oxidar-se para NO3
- (nitrificaccedilatildeo) nesta camada O
esgotamento do NH4+ nesta camada causa sua difusatildeo para cima
(ascendente) em resposta agrave concentraccedilatildeo do gradiente (Luo e Zhou 2006)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
O2
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
era
tura
do
So
lo (
0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
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CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
16
3 METODOLOGIA
31 Aacuterea de estudo
O presente trabalho foi conduzido de fevereiro de 2010 a janeiro de
2011 na RPPN (Reserva Particular do Patrimocircnio NaturalSistema Nacional
de Unidades de Conservaccedilatildeo ndash SNUC) Estacircncia Ecoloacutegica SESC (Serviccedilo
Social do Comeacutercio) Pantanal (Figura 1) municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo
nordeste do Pantanal de Mato Grosso
Neste estudo o ciclo hidroloacutegico foi dividido em estaccedilotildees a estaccedilatildeo
ldquocheiardquo corresponde aos meses de fevereiro marccedilo e abril a estaccedilatildeo
ldquovazanterdquo aos meses de maio junho e julho a estaccedilatildeo ldquoestiagemrdquo aos
meses de agosto setembro e outubro e por fim a estaccedilatildeo ldquoenchenterdquo aos
meses de novembro dezembro e janeiro
Os periacuteodos foram divididos em manhatilde tarde e noite manhatilde das
700 agraves 1330h o periacuteodo da tarde das 1400 agraves 1830h e o periacuteodo da
noite das 1900 agraves 630h
A RPPN SESC Pantanal eacute uma Unidade de Conservaccedilatildeo (UC)
particular localizada entre as coordenadas geograacuteficas 16deg 30` a 16deg 44` S e
56deg 20` a 56deg 30` W ocupando uma aacuterea de aproximadamente 1076 Km2
Em 2002 a RPPN foi reconhecida como site Ramsar (Convenccedilatildeo sobre
Zona Uacutemidas Ramsar Iratilde 1971) e considerada aacuterea prioritaacuteria para
Conservaccedilatildeo da Biodiversidade (Cordeiro 2004) Foi tambeacutem incluiacuteda na
Lista de Aacutereas Uacutemidas da Convenccedilatildeo Ramsar de importacircncia internacional
(Junk e Nunes da Cunha 2005)
O clima da regiatildeo eacute tipo Aw segundo a classificaccedilatildeo de Koumlppen
apresentando sazonalidade caracteriacutestica com uma estaccedilatildeo chuvosa
(outubro-abril) e outra seca (maio-setembro) (Nunes da Cunha e Junk
2004) A temperatura meacutedia anual do ar na RPPN SESC Pantanal oscila
entre 22 a 32ordmC e a precipitaccedilatildeo meacutedia anual entre 1100 e 1200 mm com o
total meacutedio do mecircs mais seco inferior a 40 mm (Hasenack et al 2003)
O solo no local de estudo foi classificado como Planossolo Haacuteplico
Aliacutetico Gleissoacutelico e a fitofisionomia do local foi classificada como Cerrado
sensu stricto Os solos desta classe apresentam mudanccedila textural abrupta
17
com acentuada diferenccedila de textura do A para o horizonte B imediatamente
subjacente permeabilidade lenta ou muito lenta profundidade de 150 cm e
textura arenosa (Anexo A)
Figura 1 Localizaccedilatildeo da RPPN SESC Pantanal
32 Medidas de Campo
Foram instalados sensores horizontalmente no perfil do solo na borda
de uma ldquocordilheirardquo nas profundidades de 10 e 30 cm para o monitoramento
contiacutenuo da concentraccedilatildeo de CO2 (ppm) conteuacutedo de O2 () temperatura
(ordmC) umidade do solo () potencial matricial (Kpa) e potencial redox (mV)
por meio de um datalogger modelo CR1000 (Campbell Scientific Logan
Utah USA) O datalogger foi conectado a uma bateria de 12V com uma
18
placa solar (45 W) o que garantia energia suficiente para o monitoramento
contiacutenuo e ininterrupto
A concentraccedilatildeo de CO2 no solo foi determinada in situ por meio de
um analisador de gaacutes por infravermelho (modelo GMM221 Vaisala Inc
Helsinki Finland) (Jassal et al 2004 Johnson et al 2008) (Figura 2)
Durante os primeiros 5 minutos de cada meia hora os sensores eram
ligados devido ao alto consumo de energia (4W cada) (Vaisala Oyj 2008)
Neste intervalo de 5 minutos os primeiros 3 minutos em que os sensores
ficavam ligados correspondem ao seu periacuteodo de aquecimento e os
subsequentes 2 minutos restantes correspondem agraves leituras feitas num
intervalo de 30 segundos resultando em registros de meia em meia hora
Figura 2 Sensor de CO2 (modelo GMM221 Vaisala Inc Helsinki
Finland)
O Potencial Redox foi determinado atraveacutes de um sensor ColeParmer
ColeParmer (Figura 3) que utiliza uma aacuterea superficial de platina (02
polegadas em torno do eletrodo de vidro) permitindo a sensibilidade do
sensor a atividades de eleacutetrons do fluido A banda de platina ajuda a prevenir
a entrada de resiacuteduos orgacircnicos no sensor evitando erros A faixa de
estimativa da sonda eacute de -700mV a 1100 mV sendo este intervalo
aproximado do potencial redox existente em aacuteguas naturais e no
escoamento superficial O sensor de potencial redox de 30 cm foi instalado
19
em fevereiro de 2010 e o sensor de potencial redox de 10 cm em setembro
do mesmo ano Os dados de potencial redox foram corrigidos pela equaccedilatildeo
de regressatildeo Equaccedilatildeo 1 proposta por Vepraskas e Faulkner (2001)
Fator de ajuste = -06743times(T) + 21376 (Equaccedilatildeo 1)
Em que T eacute a temperatura (degC) na profundidade do sensor redox
Potencial Redox (Eh mV) = Fator de ajuste + medida do sensor redox
(Equaccedilatildeo 2)
Figura 3 Sensor de potencial redox (ColeParmer)
As determinaccedilotildees de pressatildeo atmosfeacuterica e temperatura do solo
(sensor BPS e termostato Apogee Instruments Logan Utah USA) foram
usadas para corrigir as leituras de concentraccedilatildeo de CO2 pela dependecircncia
desses valores agrave lei dos gases perfeitos (Vaisala Oyj 2008)
A umidade do solo foi estimada por sensores baseados no domiacutenio da
capacitacircnciafrequecircncia (Decagon Instruments model EC-5) (Figura 4)
calibrados segundo Sakaki et al (2008) O potencial matricial do solo
(potencial matricial) foi analisado usando um sensor deste mesmo fabricante
(Decagon Instruments model MPS-1) (Figura 5) E todas as variaacuteveis foram
determinadas em intervalos de 30 minutos
20
Figura 4 Sensor de conteuacutedo de aacutegua (Decagon Instruments model
EC-5)
Figura 5 Sensor de potencial matricial do solo (Decagon Instruments
model MPS-1)
O O2 do solo foi determinado por meio de um sensor de ceacutelulas
galvacircnicas no estado soacutelido fabricado pela Apogee Instruments modelo SO-
111 (Kallestad et al 2008) (Figura 6) O sensor de oxigecircnio inclui um
termostato para determinar a temperatura do ambiente O sensor de
oxigecircnio de 30 cm apresentou problemas teacutecnicos durante os meses que
correspondem agraves estaccedilotildees da estiagem e enchente comprometendo assim
a produccedilatildeo de informaccedilotildees neste periacuteodo
21
Figura 6 Sensor de O2 (Apogee Instruments)
33 Medidas Micrometereoloacutegicas
No mesmo local em que foram instalados os equipamentos descritos
anteriormente foi instalado tambeacutem um sensor Vaisala modelo WXT520
(Vaisala Wheather Transmitter WXT520) (Figura 7) Este sensor faz
determinaccedilotildees numa frequecircncia de 10 Hz das seguintes variaacuteveis
velocidade do vento (ms) direccedilatildeo do vento (grau azimutal) temperatura do
ar (˚C) umidade relativa () pressatildeo do ar (kA) precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria (mm) e intensidade da precipitaccedilatildeo(mmh)
22
Figura 7 Sensor Vaisala WXT520 (Vaisala Wheather Transmitter WXT520)
34 Anaacutelises estatiacutesticas
Os valores de concentraccedilatildeo de CO2 foram estimados por interpolaccedilatildeo
linear quando a distacircncia dos valores de antes e depois (que natildeo saiacutessem
do intervalo) natildeo fossem maiores que 48 horas Este procedimento foi
automatizado utilizando o software de seacuteries temporais Aquarius (Aquatic
Informatica Aquarius 26004 Pro Edition) evitando a subjetividade das
estimativas Para a anaacutelise de dados foram feitos testes de meacutedias com
niacutevel de significacircncia de 95 aleacutem da anaacutelise multivariada dos
componentes principais
23
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas
A variaccedilatildeo do potencial redox para o solo estudado estaacute mostrada na
Figura 8 na qual foram plotados os dados meacutedios determinados pelo
sensor Entre abril de 2010 e fevereiro de 2011 o solo esteve insaturado ou
seja em estado de oxidaccedilatildeo e o intervalo de valores neste periacuteodo foi de
400 mV No periacuteodo de saturaccedilatildeo marccedilo de 2010 e marccedilo de 2011 a
variaccedilatildeo de valores foi superior a 750 mV
O tipo de variabilidade ilustrado na Figura 8 eacute esperado para solos
submetidos a uma sazonalidade de seca e cheia caso do solo estudado no
Pantanal de Mato Grosso Quando o Potencial Redox ficou maior que 400
mV o solo estava insaturado e o O2 controlava o sistema Na ausecircncia de
O2 os microrganismos reduzem uma variedade de aceptores de eleacutetrons
considerados alternativos que em ordem decrescente de termodinacircmica
satildeo NO3- (denitrificaccedilatildeo) Fe (III) (reduccedilatildeo do ferro) Mn (III IV) (reduccedilatildeo do
manganecircs) e SO4- (reduccedilatildeo do sulfato) (Keller et al 2009)
A linha que mostra a fase de mudanccedila de Fe(OH)3 para Fe2+ estaacute
adicionada agrave Figura 8 pela linha horizontal no Eh de 467mV de acordo com
o pH da soluccedilatildeo do solo do local de estudo que eacute aproximadamente 6
(Beirigo 2011 no prelo) (Vepraskas e Faulkner 2001) Durante o mecircs de
marccedilo o Fe2+ estava na soluccedilatildeo do solo ou seja se o Fe2+ estava presente
pode-se assumir que a maior parte do O2 dissolvido foi reduzido para H2O a
maior parte do NO3- presente foi desnitrificado e a maior parte dos oacutexidos de
Mn foram reduzidos para Mn2+ O estado de reduccedilatildeo do solo acontece ao
longo do ano mesmo nas estaccedilotildees secas do Pantanal havendo uma
dinacircmica de o potencial redox diminuir na cheia (meados de fevereiro) e
aumentar nas outras estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico
Os valores positivos obtidos satildeo tiacutepicos de solos aeroacutebicos
(Ponnamperuma 1972) demonstrando predominarem condiccedilotildees natildeo
limitantes no crescimento de plantas (Volk 1993)
24
Figura 8 Variaccedilatildeo (meacutedia diaacuteria) do Potencial Redox na profundidade de 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores meacutedios do potencial redox na profundidade de 10 cm
(Figura 9) satildeo estatisticamente diferentes quando comparados com as
estaccedilotildees estiagem e enchente mas quando comparados com os periacuteodos
manhatilde tarde e noite nestas estaccedilotildees natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica Jaacute na
profundidade de 30 cm natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica entre os periacuteodos
manhatilde tarde e noite em nenhuma das estaccedilotildees mas haacute diferenccedila entre os
valores obtidos nas estaccedilotildees estiagem e enchente
Pode-se observar que as meacutedias na profundidade de 10 cm (440 mV
e 460 mV) nas estaccedilotildees estiagem e enchente satildeo maiores que as meacutedias
da profundidade de 30 cm (340 mV e 360 mV) Os metais presentes em Eh
lt 150 mV estatildeo unidos a espeacutecies de sulfatos formando FeS2 MnSO4
entre outros enquanto em valores gt 150 mV (todas as estaccedilotildees em ambas
as profundidades) a maioria dos metais presentes satildeo soluacuteveis e unidos agraves
25
espeacutecies oxidadas Fe3O4 Mn2O4 (Clark et al 1998 Vepraskas e Faulkner
2001)
O potencial redox foi menor em maiores profundidades (30 cm) do
que perto da superfiacutecie do solo (10 cm) confirmando os dados encontrados
em estudos anteriores (Clay et al 1992 Bohrerova et al 2004)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
150
200
250
300
350
400
450
500
Po
ten
cial
Re
do
x
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
Figura 9 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do Potencial Redox nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de CO2 no solo (Figura 10) na profundidade de 10 cm satildeo
mais altos na cheia e vazante do que na estiagem e enchente Agrave medida que
as estaccedilotildees mais secas do Pantanal se aproximam (estiagem e enchente) a
produccedilatildeo de CO2 no solo diminui em aproximadamente 30 Os valores
meacutedios entre estaccedilotildees satildeo estatisticamente diferentes e entre periacuteodos
dentro de cada estaccedilatildeo os valores satildeo iguais em ambas as profundidades
Na profundidade de 30 cm os maiores valores foram encontrados nas
estaccedilotildees cheia e enchente enquanto os menores nas estaccedilotildees vazante e
estiagem Pode-se observar que o comportamento do CO2 no solo foi
diferente entre as profundidades enquanto o maior valor na profundidade de
26
10 cm foi determinado na vazante na profundidade de 30 cm nesta mesma
estaccedilatildeo foi detectado o menor valor
Figura 10 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do CO2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os solos secos (estiagem em ambas as profundidades) podem ser
associados a baixas concentraccedilotildees de CO2 visto que possuem alta
difusividade permitindo um raacutepido efluxo de CO2 do solo para a atmosfera
(Risk et al 2008) Tal dinacircmica foi observada na profundidade de 10 cm na
estaccedilatildeo estiagem no solo seco (Figura 12) com altas concentraccedilotildees de O2
(Figura 11) e baixas concentraccedilotildees de CO2 (Figura 10) O mesmo foi
encontrado na profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees vazante e estiagem As
altas concentraccedilotildees de CO2 encontradas nas estaccedilotildees cheia e vazante na
profundidade de 10 cm indicam condiccedilotildees mais aeroacutebicas do solo porque
em condiccedilotildees anaeroacutebicas natildeo existe produccedilatildeo de CO2 mas sim de
metano (Luo e Zhou 2006) Aleacutem disto vaacuterios estudos de campo sugerem
tambeacutem que o efluxo de CO2 pode ser limitado pela umidade em niacuteveis
muito altos ou muito baixos (Bowden 1993 Xu et al 2004)
27
Os valores meacutedios de O2 do solo (Figura 11) satildeo estatisticamente
diferentes entre as estaccedilotildees e natildeo houve diferenccedila significativa entre os
periacuteodos dentro de cada estaccedilatildeo Na profundidade de 10 cm os valores
meacutedios de O2 foram maiores nas estaccedilotildees vazante e estiagem e menores
nas estaccedilotildees cheia e enchente devido ao fato de em solos uacutemidos a
difusividade do solo ficar prejudicada Observa-se que na profundidade de
10 cm os maiores valores meacutedios (vazante e estiagem) foram encontrados
nas mesmas estaccedilotildees de baixa umidade do solo (Figura 12) e esta mesma
tendecircncia foi encontrada para a profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees cheia e
vazante para as ambas as profundidades
O O2 do solo tende a diminuir seus valores na estaccedilatildeo cheia quando
o solo jaacute estaacute completamente alagado Os menores valores meacutedios de O2
foram encontrados na profundidade de 30 cm na estaccedilatildeo cheia e
independentemente das estaccedilotildees na profundidade de 30 cm sempre foram
observados menores valores meacutedios A tendecircncia de os valores serem
menores na profundidade de 30 cm confirma os dados obtidos por Marshall
e Holmes (1988)
28
Figura 11 Meacutedias nas estaccedilotildees vazante e cheia do O2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Durante as estaccedilotildees de seca no Pantanal (vazante e estiagem) os
valores de O2 estatildeo na faixa de 15 a 18 em ambas as profundidades
confirmando os dados de Grable e Siemer (1968) os quais afirmam que o
conteuacutedo de O2 decresce de 21 a 13 da superfiacutecie do solo ateacute 60 cm em
condiccedilotildees de solo natildeo alagado
Um solo saturado natildeo eacute uniformemente desprovido de oxigecircnio A
concentraccedilatildeo de oxigecircnio em geral eacute alta na camada superficial oxidada
(formada pela difusatildeo de O2 pela atmosfera na aacutegua sobrejacente da
inundaccedilatildeo e em seguida no solo) onde ocorrem as reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo
(Ponnameoeruma 1972 Moore e Reddy 1994) Processos de reduccedilatildeo
dominam abaixo da camada oxidada Esta fina camada oxidada na
superfiacutecie de solos alagados eacute importante para as transformaccedilotildees do N
porque o NH4+ pode oxidar-se para NO3
- (nitrificaccedilatildeo) nesta camada O
esgotamento do NH4+ nesta camada causa sua difusatildeo para cima
(ascendente) em resposta agrave concentraccedilatildeo do gradiente (Luo e Zhou 2006)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
O2
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
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21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
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0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
17
com acentuada diferenccedila de textura do A para o horizonte B imediatamente
subjacente permeabilidade lenta ou muito lenta profundidade de 150 cm e
textura arenosa (Anexo A)
Figura 1 Localizaccedilatildeo da RPPN SESC Pantanal
32 Medidas de Campo
Foram instalados sensores horizontalmente no perfil do solo na borda
de uma ldquocordilheirardquo nas profundidades de 10 e 30 cm para o monitoramento
contiacutenuo da concentraccedilatildeo de CO2 (ppm) conteuacutedo de O2 () temperatura
(ordmC) umidade do solo () potencial matricial (Kpa) e potencial redox (mV)
por meio de um datalogger modelo CR1000 (Campbell Scientific Logan
Utah USA) O datalogger foi conectado a uma bateria de 12V com uma
18
placa solar (45 W) o que garantia energia suficiente para o monitoramento
contiacutenuo e ininterrupto
A concentraccedilatildeo de CO2 no solo foi determinada in situ por meio de
um analisador de gaacutes por infravermelho (modelo GMM221 Vaisala Inc
Helsinki Finland) (Jassal et al 2004 Johnson et al 2008) (Figura 2)
Durante os primeiros 5 minutos de cada meia hora os sensores eram
ligados devido ao alto consumo de energia (4W cada) (Vaisala Oyj 2008)
Neste intervalo de 5 minutos os primeiros 3 minutos em que os sensores
ficavam ligados correspondem ao seu periacuteodo de aquecimento e os
subsequentes 2 minutos restantes correspondem agraves leituras feitas num
intervalo de 30 segundos resultando em registros de meia em meia hora
Figura 2 Sensor de CO2 (modelo GMM221 Vaisala Inc Helsinki
Finland)
O Potencial Redox foi determinado atraveacutes de um sensor ColeParmer
ColeParmer (Figura 3) que utiliza uma aacuterea superficial de platina (02
polegadas em torno do eletrodo de vidro) permitindo a sensibilidade do
sensor a atividades de eleacutetrons do fluido A banda de platina ajuda a prevenir
a entrada de resiacuteduos orgacircnicos no sensor evitando erros A faixa de
estimativa da sonda eacute de -700mV a 1100 mV sendo este intervalo
aproximado do potencial redox existente em aacuteguas naturais e no
escoamento superficial O sensor de potencial redox de 30 cm foi instalado
19
em fevereiro de 2010 e o sensor de potencial redox de 10 cm em setembro
do mesmo ano Os dados de potencial redox foram corrigidos pela equaccedilatildeo
de regressatildeo Equaccedilatildeo 1 proposta por Vepraskas e Faulkner (2001)
Fator de ajuste = -06743times(T) + 21376 (Equaccedilatildeo 1)
Em que T eacute a temperatura (degC) na profundidade do sensor redox
Potencial Redox (Eh mV) = Fator de ajuste + medida do sensor redox
(Equaccedilatildeo 2)
Figura 3 Sensor de potencial redox (ColeParmer)
As determinaccedilotildees de pressatildeo atmosfeacuterica e temperatura do solo
(sensor BPS e termostato Apogee Instruments Logan Utah USA) foram
usadas para corrigir as leituras de concentraccedilatildeo de CO2 pela dependecircncia
desses valores agrave lei dos gases perfeitos (Vaisala Oyj 2008)
A umidade do solo foi estimada por sensores baseados no domiacutenio da
capacitacircnciafrequecircncia (Decagon Instruments model EC-5) (Figura 4)
calibrados segundo Sakaki et al (2008) O potencial matricial do solo
(potencial matricial) foi analisado usando um sensor deste mesmo fabricante
(Decagon Instruments model MPS-1) (Figura 5) E todas as variaacuteveis foram
determinadas em intervalos de 30 minutos
20
Figura 4 Sensor de conteuacutedo de aacutegua (Decagon Instruments model
EC-5)
Figura 5 Sensor de potencial matricial do solo (Decagon Instruments
model MPS-1)
O O2 do solo foi determinado por meio de um sensor de ceacutelulas
galvacircnicas no estado soacutelido fabricado pela Apogee Instruments modelo SO-
111 (Kallestad et al 2008) (Figura 6) O sensor de oxigecircnio inclui um
termostato para determinar a temperatura do ambiente O sensor de
oxigecircnio de 30 cm apresentou problemas teacutecnicos durante os meses que
correspondem agraves estaccedilotildees da estiagem e enchente comprometendo assim
a produccedilatildeo de informaccedilotildees neste periacuteodo
21
Figura 6 Sensor de O2 (Apogee Instruments)
33 Medidas Micrometereoloacutegicas
No mesmo local em que foram instalados os equipamentos descritos
anteriormente foi instalado tambeacutem um sensor Vaisala modelo WXT520
(Vaisala Wheather Transmitter WXT520) (Figura 7) Este sensor faz
determinaccedilotildees numa frequecircncia de 10 Hz das seguintes variaacuteveis
velocidade do vento (ms) direccedilatildeo do vento (grau azimutal) temperatura do
ar (˚C) umidade relativa () pressatildeo do ar (kA) precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria (mm) e intensidade da precipitaccedilatildeo(mmh)
22
Figura 7 Sensor Vaisala WXT520 (Vaisala Wheather Transmitter WXT520)
34 Anaacutelises estatiacutesticas
Os valores de concentraccedilatildeo de CO2 foram estimados por interpolaccedilatildeo
linear quando a distacircncia dos valores de antes e depois (que natildeo saiacutessem
do intervalo) natildeo fossem maiores que 48 horas Este procedimento foi
automatizado utilizando o software de seacuteries temporais Aquarius (Aquatic
Informatica Aquarius 26004 Pro Edition) evitando a subjetividade das
estimativas Para a anaacutelise de dados foram feitos testes de meacutedias com
niacutevel de significacircncia de 95 aleacutem da anaacutelise multivariada dos
componentes principais
23
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas
A variaccedilatildeo do potencial redox para o solo estudado estaacute mostrada na
Figura 8 na qual foram plotados os dados meacutedios determinados pelo
sensor Entre abril de 2010 e fevereiro de 2011 o solo esteve insaturado ou
seja em estado de oxidaccedilatildeo e o intervalo de valores neste periacuteodo foi de
400 mV No periacuteodo de saturaccedilatildeo marccedilo de 2010 e marccedilo de 2011 a
variaccedilatildeo de valores foi superior a 750 mV
O tipo de variabilidade ilustrado na Figura 8 eacute esperado para solos
submetidos a uma sazonalidade de seca e cheia caso do solo estudado no
Pantanal de Mato Grosso Quando o Potencial Redox ficou maior que 400
mV o solo estava insaturado e o O2 controlava o sistema Na ausecircncia de
O2 os microrganismos reduzem uma variedade de aceptores de eleacutetrons
considerados alternativos que em ordem decrescente de termodinacircmica
satildeo NO3- (denitrificaccedilatildeo) Fe (III) (reduccedilatildeo do ferro) Mn (III IV) (reduccedilatildeo do
manganecircs) e SO4- (reduccedilatildeo do sulfato) (Keller et al 2009)
A linha que mostra a fase de mudanccedila de Fe(OH)3 para Fe2+ estaacute
adicionada agrave Figura 8 pela linha horizontal no Eh de 467mV de acordo com
o pH da soluccedilatildeo do solo do local de estudo que eacute aproximadamente 6
(Beirigo 2011 no prelo) (Vepraskas e Faulkner 2001) Durante o mecircs de
marccedilo o Fe2+ estava na soluccedilatildeo do solo ou seja se o Fe2+ estava presente
pode-se assumir que a maior parte do O2 dissolvido foi reduzido para H2O a
maior parte do NO3- presente foi desnitrificado e a maior parte dos oacutexidos de
Mn foram reduzidos para Mn2+ O estado de reduccedilatildeo do solo acontece ao
longo do ano mesmo nas estaccedilotildees secas do Pantanal havendo uma
dinacircmica de o potencial redox diminuir na cheia (meados de fevereiro) e
aumentar nas outras estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico
Os valores positivos obtidos satildeo tiacutepicos de solos aeroacutebicos
(Ponnamperuma 1972) demonstrando predominarem condiccedilotildees natildeo
limitantes no crescimento de plantas (Volk 1993)
24
Figura 8 Variaccedilatildeo (meacutedia diaacuteria) do Potencial Redox na profundidade de 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores meacutedios do potencial redox na profundidade de 10 cm
(Figura 9) satildeo estatisticamente diferentes quando comparados com as
estaccedilotildees estiagem e enchente mas quando comparados com os periacuteodos
manhatilde tarde e noite nestas estaccedilotildees natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica Jaacute na
profundidade de 30 cm natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica entre os periacuteodos
manhatilde tarde e noite em nenhuma das estaccedilotildees mas haacute diferenccedila entre os
valores obtidos nas estaccedilotildees estiagem e enchente
Pode-se observar que as meacutedias na profundidade de 10 cm (440 mV
e 460 mV) nas estaccedilotildees estiagem e enchente satildeo maiores que as meacutedias
da profundidade de 30 cm (340 mV e 360 mV) Os metais presentes em Eh
lt 150 mV estatildeo unidos a espeacutecies de sulfatos formando FeS2 MnSO4
entre outros enquanto em valores gt 150 mV (todas as estaccedilotildees em ambas
as profundidades) a maioria dos metais presentes satildeo soluacuteveis e unidos agraves
25
espeacutecies oxidadas Fe3O4 Mn2O4 (Clark et al 1998 Vepraskas e Faulkner
2001)
O potencial redox foi menor em maiores profundidades (30 cm) do
que perto da superfiacutecie do solo (10 cm) confirmando os dados encontrados
em estudos anteriores (Clay et al 1992 Bohrerova et al 2004)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
150
200
250
300
350
400
450
500
Po
ten
cial
Re
do
x
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
Figura 9 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do Potencial Redox nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de CO2 no solo (Figura 10) na profundidade de 10 cm satildeo
mais altos na cheia e vazante do que na estiagem e enchente Agrave medida que
as estaccedilotildees mais secas do Pantanal se aproximam (estiagem e enchente) a
produccedilatildeo de CO2 no solo diminui em aproximadamente 30 Os valores
meacutedios entre estaccedilotildees satildeo estatisticamente diferentes e entre periacuteodos
dentro de cada estaccedilatildeo os valores satildeo iguais em ambas as profundidades
Na profundidade de 30 cm os maiores valores foram encontrados nas
estaccedilotildees cheia e enchente enquanto os menores nas estaccedilotildees vazante e
estiagem Pode-se observar que o comportamento do CO2 no solo foi
diferente entre as profundidades enquanto o maior valor na profundidade de
26
10 cm foi determinado na vazante na profundidade de 30 cm nesta mesma
estaccedilatildeo foi detectado o menor valor
Figura 10 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do CO2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os solos secos (estiagem em ambas as profundidades) podem ser
associados a baixas concentraccedilotildees de CO2 visto que possuem alta
difusividade permitindo um raacutepido efluxo de CO2 do solo para a atmosfera
(Risk et al 2008) Tal dinacircmica foi observada na profundidade de 10 cm na
estaccedilatildeo estiagem no solo seco (Figura 12) com altas concentraccedilotildees de O2
(Figura 11) e baixas concentraccedilotildees de CO2 (Figura 10) O mesmo foi
encontrado na profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees vazante e estiagem As
altas concentraccedilotildees de CO2 encontradas nas estaccedilotildees cheia e vazante na
profundidade de 10 cm indicam condiccedilotildees mais aeroacutebicas do solo porque
em condiccedilotildees anaeroacutebicas natildeo existe produccedilatildeo de CO2 mas sim de
metano (Luo e Zhou 2006) Aleacutem disto vaacuterios estudos de campo sugerem
tambeacutem que o efluxo de CO2 pode ser limitado pela umidade em niacuteveis
muito altos ou muito baixos (Bowden 1993 Xu et al 2004)
27
Os valores meacutedios de O2 do solo (Figura 11) satildeo estatisticamente
diferentes entre as estaccedilotildees e natildeo houve diferenccedila significativa entre os
periacuteodos dentro de cada estaccedilatildeo Na profundidade de 10 cm os valores
meacutedios de O2 foram maiores nas estaccedilotildees vazante e estiagem e menores
nas estaccedilotildees cheia e enchente devido ao fato de em solos uacutemidos a
difusividade do solo ficar prejudicada Observa-se que na profundidade de
10 cm os maiores valores meacutedios (vazante e estiagem) foram encontrados
nas mesmas estaccedilotildees de baixa umidade do solo (Figura 12) e esta mesma
tendecircncia foi encontrada para a profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees cheia e
vazante para as ambas as profundidades
O O2 do solo tende a diminuir seus valores na estaccedilatildeo cheia quando
o solo jaacute estaacute completamente alagado Os menores valores meacutedios de O2
foram encontrados na profundidade de 30 cm na estaccedilatildeo cheia e
independentemente das estaccedilotildees na profundidade de 30 cm sempre foram
observados menores valores meacutedios A tendecircncia de os valores serem
menores na profundidade de 30 cm confirma os dados obtidos por Marshall
e Holmes (1988)
28
Figura 11 Meacutedias nas estaccedilotildees vazante e cheia do O2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Durante as estaccedilotildees de seca no Pantanal (vazante e estiagem) os
valores de O2 estatildeo na faixa de 15 a 18 em ambas as profundidades
confirmando os dados de Grable e Siemer (1968) os quais afirmam que o
conteuacutedo de O2 decresce de 21 a 13 da superfiacutecie do solo ateacute 60 cm em
condiccedilotildees de solo natildeo alagado
Um solo saturado natildeo eacute uniformemente desprovido de oxigecircnio A
concentraccedilatildeo de oxigecircnio em geral eacute alta na camada superficial oxidada
(formada pela difusatildeo de O2 pela atmosfera na aacutegua sobrejacente da
inundaccedilatildeo e em seguida no solo) onde ocorrem as reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo
(Ponnameoeruma 1972 Moore e Reddy 1994) Processos de reduccedilatildeo
dominam abaixo da camada oxidada Esta fina camada oxidada na
superfiacutecie de solos alagados eacute importante para as transformaccedilotildees do N
porque o NH4+ pode oxidar-se para NO3
- (nitrificaccedilatildeo) nesta camada O
esgotamento do NH4+ nesta camada causa sua difusatildeo para cima
(ascendente) em resposta agrave concentraccedilatildeo do gradiente (Luo e Zhou 2006)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
O2
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
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21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
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tura
do
So
lo (
0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
18
placa solar (45 W) o que garantia energia suficiente para o monitoramento
contiacutenuo e ininterrupto
A concentraccedilatildeo de CO2 no solo foi determinada in situ por meio de
um analisador de gaacutes por infravermelho (modelo GMM221 Vaisala Inc
Helsinki Finland) (Jassal et al 2004 Johnson et al 2008) (Figura 2)
Durante os primeiros 5 minutos de cada meia hora os sensores eram
ligados devido ao alto consumo de energia (4W cada) (Vaisala Oyj 2008)
Neste intervalo de 5 minutos os primeiros 3 minutos em que os sensores
ficavam ligados correspondem ao seu periacuteodo de aquecimento e os
subsequentes 2 minutos restantes correspondem agraves leituras feitas num
intervalo de 30 segundos resultando em registros de meia em meia hora
Figura 2 Sensor de CO2 (modelo GMM221 Vaisala Inc Helsinki
Finland)
O Potencial Redox foi determinado atraveacutes de um sensor ColeParmer
ColeParmer (Figura 3) que utiliza uma aacuterea superficial de platina (02
polegadas em torno do eletrodo de vidro) permitindo a sensibilidade do
sensor a atividades de eleacutetrons do fluido A banda de platina ajuda a prevenir
a entrada de resiacuteduos orgacircnicos no sensor evitando erros A faixa de
estimativa da sonda eacute de -700mV a 1100 mV sendo este intervalo
aproximado do potencial redox existente em aacuteguas naturais e no
escoamento superficial O sensor de potencial redox de 30 cm foi instalado
19
em fevereiro de 2010 e o sensor de potencial redox de 10 cm em setembro
do mesmo ano Os dados de potencial redox foram corrigidos pela equaccedilatildeo
de regressatildeo Equaccedilatildeo 1 proposta por Vepraskas e Faulkner (2001)
Fator de ajuste = -06743times(T) + 21376 (Equaccedilatildeo 1)
Em que T eacute a temperatura (degC) na profundidade do sensor redox
Potencial Redox (Eh mV) = Fator de ajuste + medida do sensor redox
(Equaccedilatildeo 2)
Figura 3 Sensor de potencial redox (ColeParmer)
As determinaccedilotildees de pressatildeo atmosfeacuterica e temperatura do solo
(sensor BPS e termostato Apogee Instruments Logan Utah USA) foram
usadas para corrigir as leituras de concentraccedilatildeo de CO2 pela dependecircncia
desses valores agrave lei dos gases perfeitos (Vaisala Oyj 2008)
A umidade do solo foi estimada por sensores baseados no domiacutenio da
capacitacircnciafrequecircncia (Decagon Instruments model EC-5) (Figura 4)
calibrados segundo Sakaki et al (2008) O potencial matricial do solo
(potencial matricial) foi analisado usando um sensor deste mesmo fabricante
(Decagon Instruments model MPS-1) (Figura 5) E todas as variaacuteveis foram
determinadas em intervalos de 30 minutos
20
Figura 4 Sensor de conteuacutedo de aacutegua (Decagon Instruments model
EC-5)
Figura 5 Sensor de potencial matricial do solo (Decagon Instruments
model MPS-1)
O O2 do solo foi determinado por meio de um sensor de ceacutelulas
galvacircnicas no estado soacutelido fabricado pela Apogee Instruments modelo SO-
111 (Kallestad et al 2008) (Figura 6) O sensor de oxigecircnio inclui um
termostato para determinar a temperatura do ambiente O sensor de
oxigecircnio de 30 cm apresentou problemas teacutecnicos durante os meses que
correspondem agraves estaccedilotildees da estiagem e enchente comprometendo assim
a produccedilatildeo de informaccedilotildees neste periacuteodo
21
Figura 6 Sensor de O2 (Apogee Instruments)
33 Medidas Micrometereoloacutegicas
No mesmo local em que foram instalados os equipamentos descritos
anteriormente foi instalado tambeacutem um sensor Vaisala modelo WXT520
(Vaisala Wheather Transmitter WXT520) (Figura 7) Este sensor faz
determinaccedilotildees numa frequecircncia de 10 Hz das seguintes variaacuteveis
velocidade do vento (ms) direccedilatildeo do vento (grau azimutal) temperatura do
ar (˚C) umidade relativa () pressatildeo do ar (kA) precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria (mm) e intensidade da precipitaccedilatildeo(mmh)
22
Figura 7 Sensor Vaisala WXT520 (Vaisala Wheather Transmitter WXT520)
34 Anaacutelises estatiacutesticas
Os valores de concentraccedilatildeo de CO2 foram estimados por interpolaccedilatildeo
linear quando a distacircncia dos valores de antes e depois (que natildeo saiacutessem
do intervalo) natildeo fossem maiores que 48 horas Este procedimento foi
automatizado utilizando o software de seacuteries temporais Aquarius (Aquatic
Informatica Aquarius 26004 Pro Edition) evitando a subjetividade das
estimativas Para a anaacutelise de dados foram feitos testes de meacutedias com
niacutevel de significacircncia de 95 aleacutem da anaacutelise multivariada dos
componentes principais
23
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas
A variaccedilatildeo do potencial redox para o solo estudado estaacute mostrada na
Figura 8 na qual foram plotados os dados meacutedios determinados pelo
sensor Entre abril de 2010 e fevereiro de 2011 o solo esteve insaturado ou
seja em estado de oxidaccedilatildeo e o intervalo de valores neste periacuteodo foi de
400 mV No periacuteodo de saturaccedilatildeo marccedilo de 2010 e marccedilo de 2011 a
variaccedilatildeo de valores foi superior a 750 mV
O tipo de variabilidade ilustrado na Figura 8 eacute esperado para solos
submetidos a uma sazonalidade de seca e cheia caso do solo estudado no
Pantanal de Mato Grosso Quando o Potencial Redox ficou maior que 400
mV o solo estava insaturado e o O2 controlava o sistema Na ausecircncia de
O2 os microrganismos reduzem uma variedade de aceptores de eleacutetrons
considerados alternativos que em ordem decrescente de termodinacircmica
satildeo NO3- (denitrificaccedilatildeo) Fe (III) (reduccedilatildeo do ferro) Mn (III IV) (reduccedilatildeo do
manganecircs) e SO4- (reduccedilatildeo do sulfato) (Keller et al 2009)
A linha que mostra a fase de mudanccedila de Fe(OH)3 para Fe2+ estaacute
adicionada agrave Figura 8 pela linha horizontal no Eh de 467mV de acordo com
o pH da soluccedilatildeo do solo do local de estudo que eacute aproximadamente 6
(Beirigo 2011 no prelo) (Vepraskas e Faulkner 2001) Durante o mecircs de
marccedilo o Fe2+ estava na soluccedilatildeo do solo ou seja se o Fe2+ estava presente
pode-se assumir que a maior parte do O2 dissolvido foi reduzido para H2O a
maior parte do NO3- presente foi desnitrificado e a maior parte dos oacutexidos de
Mn foram reduzidos para Mn2+ O estado de reduccedilatildeo do solo acontece ao
longo do ano mesmo nas estaccedilotildees secas do Pantanal havendo uma
dinacircmica de o potencial redox diminuir na cheia (meados de fevereiro) e
aumentar nas outras estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico
Os valores positivos obtidos satildeo tiacutepicos de solos aeroacutebicos
(Ponnamperuma 1972) demonstrando predominarem condiccedilotildees natildeo
limitantes no crescimento de plantas (Volk 1993)
24
Figura 8 Variaccedilatildeo (meacutedia diaacuteria) do Potencial Redox na profundidade de 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores meacutedios do potencial redox na profundidade de 10 cm
(Figura 9) satildeo estatisticamente diferentes quando comparados com as
estaccedilotildees estiagem e enchente mas quando comparados com os periacuteodos
manhatilde tarde e noite nestas estaccedilotildees natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica Jaacute na
profundidade de 30 cm natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica entre os periacuteodos
manhatilde tarde e noite em nenhuma das estaccedilotildees mas haacute diferenccedila entre os
valores obtidos nas estaccedilotildees estiagem e enchente
Pode-se observar que as meacutedias na profundidade de 10 cm (440 mV
e 460 mV) nas estaccedilotildees estiagem e enchente satildeo maiores que as meacutedias
da profundidade de 30 cm (340 mV e 360 mV) Os metais presentes em Eh
lt 150 mV estatildeo unidos a espeacutecies de sulfatos formando FeS2 MnSO4
entre outros enquanto em valores gt 150 mV (todas as estaccedilotildees em ambas
as profundidades) a maioria dos metais presentes satildeo soluacuteveis e unidos agraves
25
espeacutecies oxidadas Fe3O4 Mn2O4 (Clark et al 1998 Vepraskas e Faulkner
2001)
O potencial redox foi menor em maiores profundidades (30 cm) do
que perto da superfiacutecie do solo (10 cm) confirmando os dados encontrados
em estudos anteriores (Clay et al 1992 Bohrerova et al 2004)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
150
200
250
300
350
400
450
500
Po
ten
cial
Re
do
x
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
Figura 9 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do Potencial Redox nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de CO2 no solo (Figura 10) na profundidade de 10 cm satildeo
mais altos na cheia e vazante do que na estiagem e enchente Agrave medida que
as estaccedilotildees mais secas do Pantanal se aproximam (estiagem e enchente) a
produccedilatildeo de CO2 no solo diminui em aproximadamente 30 Os valores
meacutedios entre estaccedilotildees satildeo estatisticamente diferentes e entre periacuteodos
dentro de cada estaccedilatildeo os valores satildeo iguais em ambas as profundidades
Na profundidade de 30 cm os maiores valores foram encontrados nas
estaccedilotildees cheia e enchente enquanto os menores nas estaccedilotildees vazante e
estiagem Pode-se observar que o comportamento do CO2 no solo foi
diferente entre as profundidades enquanto o maior valor na profundidade de
26
10 cm foi determinado na vazante na profundidade de 30 cm nesta mesma
estaccedilatildeo foi detectado o menor valor
Figura 10 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do CO2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os solos secos (estiagem em ambas as profundidades) podem ser
associados a baixas concentraccedilotildees de CO2 visto que possuem alta
difusividade permitindo um raacutepido efluxo de CO2 do solo para a atmosfera
(Risk et al 2008) Tal dinacircmica foi observada na profundidade de 10 cm na
estaccedilatildeo estiagem no solo seco (Figura 12) com altas concentraccedilotildees de O2
(Figura 11) e baixas concentraccedilotildees de CO2 (Figura 10) O mesmo foi
encontrado na profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees vazante e estiagem As
altas concentraccedilotildees de CO2 encontradas nas estaccedilotildees cheia e vazante na
profundidade de 10 cm indicam condiccedilotildees mais aeroacutebicas do solo porque
em condiccedilotildees anaeroacutebicas natildeo existe produccedilatildeo de CO2 mas sim de
metano (Luo e Zhou 2006) Aleacutem disto vaacuterios estudos de campo sugerem
tambeacutem que o efluxo de CO2 pode ser limitado pela umidade em niacuteveis
muito altos ou muito baixos (Bowden 1993 Xu et al 2004)
27
Os valores meacutedios de O2 do solo (Figura 11) satildeo estatisticamente
diferentes entre as estaccedilotildees e natildeo houve diferenccedila significativa entre os
periacuteodos dentro de cada estaccedilatildeo Na profundidade de 10 cm os valores
meacutedios de O2 foram maiores nas estaccedilotildees vazante e estiagem e menores
nas estaccedilotildees cheia e enchente devido ao fato de em solos uacutemidos a
difusividade do solo ficar prejudicada Observa-se que na profundidade de
10 cm os maiores valores meacutedios (vazante e estiagem) foram encontrados
nas mesmas estaccedilotildees de baixa umidade do solo (Figura 12) e esta mesma
tendecircncia foi encontrada para a profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees cheia e
vazante para as ambas as profundidades
O O2 do solo tende a diminuir seus valores na estaccedilatildeo cheia quando
o solo jaacute estaacute completamente alagado Os menores valores meacutedios de O2
foram encontrados na profundidade de 30 cm na estaccedilatildeo cheia e
independentemente das estaccedilotildees na profundidade de 30 cm sempre foram
observados menores valores meacutedios A tendecircncia de os valores serem
menores na profundidade de 30 cm confirma os dados obtidos por Marshall
e Holmes (1988)
28
Figura 11 Meacutedias nas estaccedilotildees vazante e cheia do O2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Durante as estaccedilotildees de seca no Pantanal (vazante e estiagem) os
valores de O2 estatildeo na faixa de 15 a 18 em ambas as profundidades
confirmando os dados de Grable e Siemer (1968) os quais afirmam que o
conteuacutedo de O2 decresce de 21 a 13 da superfiacutecie do solo ateacute 60 cm em
condiccedilotildees de solo natildeo alagado
Um solo saturado natildeo eacute uniformemente desprovido de oxigecircnio A
concentraccedilatildeo de oxigecircnio em geral eacute alta na camada superficial oxidada
(formada pela difusatildeo de O2 pela atmosfera na aacutegua sobrejacente da
inundaccedilatildeo e em seguida no solo) onde ocorrem as reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo
(Ponnameoeruma 1972 Moore e Reddy 1994) Processos de reduccedilatildeo
dominam abaixo da camada oxidada Esta fina camada oxidada na
superfiacutecie de solos alagados eacute importante para as transformaccedilotildees do N
porque o NH4+ pode oxidar-se para NO3
- (nitrificaccedilatildeo) nesta camada O
esgotamento do NH4+ nesta camada causa sua difusatildeo para cima
(ascendente) em resposta agrave concentraccedilatildeo do gradiente (Luo e Zhou 2006)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
O2
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
era
tura
do
So
lo (
0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
19
em fevereiro de 2010 e o sensor de potencial redox de 10 cm em setembro
do mesmo ano Os dados de potencial redox foram corrigidos pela equaccedilatildeo
de regressatildeo Equaccedilatildeo 1 proposta por Vepraskas e Faulkner (2001)
Fator de ajuste = -06743times(T) + 21376 (Equaccedilatildeo 1)
Em que T eacute a temperatura (degC) na profundidade do sensor redox
Potencial Redox (Eh mV) = Fator de ajuste + medida do sensor redox
(Equaccedilatildeo 2)
Figura 3 Sensor de potencial redox (ColeParmer)
As determinaccedilotildees de pressatildeo atmosfeacuterica e temperatura do solo
(sensor BPS e termostato Apogee Instruments Logan Utah USA) foram
usadas para corrigir as leituras de concentraccedilatildeo de CO2 pela dependecircncia
desses valores agrave lei dos gases perfeitos (Vaisala Oyj 2008)
A umidade do solo foi estimada por sensores baseados no domiacutenio da
capacitacircnciafrequecircncia (Decagon Instruments model EC-5) (Figura 4)
calibrados segundo Sakaki et al (2008) O potencial matricial do solo
(potencial matricial) foi analisado usando um sensor deste mesmo fabricante
(Decagon Instruments model MPS-1) (Figura 5) E todas as variaacuteveis foram
determinadas em intervalos de 30 minutos
20
Figura 4 Sensor de conteuacutedo de aacutegua (Decagon Instruments model
EC-5)
Figura 5 Sensor de potencial matricial do solo (Decagon Instruments
model MPS-1)
O O2 do solo foi determinado por meio de um sensor de ceacutelulas
galvacircnicas no estado soacutelido fabricado pela Apogee Instruments modelo SO-
111 (Kallestad et al 2008) (Figura 6) O sensor de oxigecircnio inclui um
termostato para determinar a temperatura do ambiente O sensor de
oxigecircnio de 30 cm apresentou problemas teacutecnicos durante os meses que
correspondem agraves estaccedilotildees da estiagem e enchente comprometendo assim
a produccedilatildeo de informaccedilotildees neste periacuteodo
21
Figura 6 Sensor de O2 (Apogee Instruments)
33 Medidas Micrometereoloacutegicas
No mesmo local em que foram instalados os equipamentos descritos
anteriormente foi instalado tambeacutem um sensor Vaisala modelo WXT520
(Vaisala Wheather Transmitter WXT520) (Figura 7) Este sensor faz
determinaccedilotildees numa frequecircncia de 10 Hz das seguintes variaacuteveis
velocidade do vento (ms) direccedilatildeo do vento (grau azimutal) temperatura do
ar (˚C) umidade relativa () pressatildeo do ar (kA) precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria (mm) e intensidade da precipitaccedilatildeo(mmh)
22
Figura 7 Sensor Vaisala WXT520 (Vaisala Wheather Transmitter WXT520)
34 Anaacutelises estatiacutesticas
Os valores de concentraccedilatildeo de CO2 foram estimados por interpolaccedilatildeo
linear quando a distacircncia dos valores de antes e depois (que natildeo saiacutessem
do intervalo) natildeo fossem maiores que 48 horas Este procedimento foi
automatizado utilizando o software de seacuteries temporais Aquarius (Aquatic
Informatica Aquarius 26004 Pro Edition) evitando a subjetividade das
estimativas Para a anaacutelise de dados foram feitos testes de meacutedias com
niacutevel de significacircncia de 95 aleacutem da anaacutelise multivariada dos
componentes principais
23
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas
A variaccedilatildeo do potencial redox para o solo estudado estaacute mostrada na
Figura 8 na qual foram plotados os dados meacutedios determinados pelo
sensor Entre abril de 2010 e fevereiro de 2011 o solo esteve insaturado ou
seja em estado de oxidaccedilatildeo e o intervalo de valores neste periacuteodo foi de
400 mV No periacuteodo de saturaccedilatildeo marccedilo de 2010 e marccedilo de 2011 a
variaccedilatildeo de valores foi superior a 750 mV
O tipo de variabilidade ilustrado na Figura 8 eacute esperado para solos
submetidos a uma sazonalidade de seca e cheia caso do solo estudado no
Pantanal de Mato Grosso Quando o Potencial Redox ficou maior que 400
mV o solo estava insaturado e o O2 controlava o sistema Na ausecircncia de
O2 os microrganismos reduzem uma variedade de aceptores de eleacutetrons
considerados alternativos que em ordem decrescente de termodinacircmica
satildeo NO3- (denitrificaccedilatildeo) Fe (III) (reduccedilatildeo do ferro) Mn (III IV) (reduccedilatildeo do
manganecircs) e SO4- (reduccedilatildeo do sulfato) (Keller et al 2009)
A linha que mostra a fase de mudanccedila de Fe(OH)3 para Fe2+ estaacute
adicionada agrave Figura 8 pela linha horizontal no Eh de 467mV de acordo com
o pH da soluccedilatildeo do solo do local de estudo que eacute aproximadamente 6
(Beirigo 2011 no prelo) (Vepraskas e Faulkner 2001) Durante o mecircs de
marccedilo o Fe2+ estava na soluccedilatildeo do solo ou seja se o Fe2+ estava presente
pode-se assumir que a maior parte do O2 dissolvido foi reduzido para H2O a
maior parte do NO3- presente foi desnitrificado e a maior parte dos oacutexidos de
Mn foram reduzidos para Mn2+ O estado de reduccedilatildeo do solo acontece ao
longo do ano mesmo nas estaccedilotildees secas do Pantanal havendo uma
dinacircmica de o potencial redox diminuir na cheia (meados de fevereiro) e
aumentar nas outras estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico
Os valores positivos obtidos satildeo tiacutepicos de solos aeroacutebicos
(Ponnamperuma 1972) demonstrando predominarem condiccedilotildees natildeo
limitantes no crescimento de plantas (Volk 1993)
24
Figura 8 Variaccedilatildeo (meacutedia diaacuteria) do Potencial Redox na profundidade de 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores meacutedios do potencial redox na profundidade de 10 cm
(Figura 9) satildeo estatisticamente diferentes quando comparados com as
estaccedilotildees estiagem e enchente mas quando comparados com os periacuteodos
manhatilde tarde e noite nestas estaccedilotildees natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica Jaacute na
profundidade de 30 cm natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica entre os periacuteodos
manhatilde tarde e noite em nenhuma das estaccedilotildees mas haacute diferenccedila entre os
valores obtidos nas estaccedilotildees estiagem e enchente
Pode-se observar que as meacutedias na profundidade de 10 cm (440 mV
e 460 mV) nas estaccedilotildees estiagem e enchente satildeo maiores que as meacutedias
da profundidade de 30 cm (340 mV e 360 mV) Os metais presentes em Eh
lt 150 mV estatildeo unidos a espeacutecies de sulfatos formando FeS2 MnSO4
entre outros enquanto em valores gt 150 mV (todas as estaccedilotildees em ambas
as profundidades) a maioria dos metais presentes satildeo soluacuteveis e unidos agraves
25
espeacutecies oxidadas Fe3O4 Mn2O4 (Clark et al 1998 Vepraskas e Faulkner
2001)
O potencial redox foi menor em maiores profundidades (30 cm) do
que perto da superfiacutecie do solo (10 cm) confirmando os dados encontrados
em estudos anteriores (Clay et al 1992 Bohrerova et al 2004)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
150
200
250
300
350
400
450
500
Po
ten
cial
Re
do
x
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
Figura 9 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do Potencial Redox nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de CO2 no solo (Figura 10) na profundidade de 10 cm satildeo
mais altos na cheia e vazante do que na estiagem e enchente Agrave medida que
as estaccedilotildees mais secas do Pantanal se aproximam (estiagem e enchente) a
produccedilatildeo de CO2 no solo diminui em aproximadamente 30 Os valores
meacutedios entre estaccedilotildees satildeo estatisticamente diferentes e entre periacuteodos
dentro de cada estaccedilatildeo os valores satildeo iguais em ambas as profundidades
Na profundidade de 30 cm os maiores valores foram encontrados nas
estaccedilotildees cheia e enchente enquanto os menores nas estaccedilotildees vazante e
estiagem Pode-se observar que o comportamento do CO2 no solo foi
diferente entre as profundidades enquanto o maior valor na profundidade de
26
10 cm foi determinado na vazante na profundidade de 30 cm nesta mesma
estaccedilatildeo foi detectado o menor valor
Figura 10 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do CO2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os solos secos (estiagem em ambas as profundidades) podem ser
associados a baixas concentraccedilotildees de CO2 visto que possuem alta
difusividade permitindo um raacutepido efluxo de CO2 do solo para a atmosfera
(Risk et al 2008) Tal dinacircmica foi observada na profundidade de 10 cm na
estaccedilatildeo estiagem no solo seco (Figura 12) com altas concentraccedilotildees de O2
(Figura 11) e baixas concentraccedilotildees de CO2 (Figura 10) O mesmo foi
encontrado na profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees vazante e estiagem As
altas concentraccedilotildees de CO2 encontradas nas estaccedilotildees cheia e vazante na
profundidade de 10 cm indicam condiccedilotildees mais aeroacutebicas do solo porque
em condiccedilotildees anaeroacutebicas natildeo existe produccedilatildeo de CO2 mas sim de
metano (Luo e Zhou 2006) Aleacutem disto vaacuterios estudos de campo sugerem
tambeacutem que o efluxo de CO2 pode ser limitado pela umidade em niacuteveis
muito altos ou muito baixos (Bowden 1993 Xu et al 2004)
27
Os valores meacutedios de O2 do solo (Figura 11) satildeo estatisticamente
diferentes entre as estaccedilotildees e natildeo houve diferenccedila significativa entre os
periacuteodos dentro de cada estaccedilatildeo Na profundidade de 10 cm os valores
meacutedios de O2 foram maiores nas estaccedilotildees vazante e estiagem e menores
nas estaccedilotildees cheia e enchente devido ao fato de em solos uacutemidos a
difusividade do solo ficar prejudicada Observa-se que na profundidade de
10 cm os maiores valores meacutedios (vazante e estiagem) foram encontrados
nas mesmas estaccedilotildees de baixa umidade do solo (Figura 12) e esta mesma
tendecircncia foi encontrada para a profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees cheia e
vazante para as ambas as profundidades
O O2 do solo tende a diminuir seus valores na estaccedilatildeo cheia quando
o solo jaacute estaacute completamente alagado Os menores valores meacutedios de O2
foram encontrados na profundidade de 30 cm na estaccedilatildeo cheia e
independentemente das estaccedilotildees na profundidade de 30 cm sempre foram
observados menores valores meacutedios A tendecircncia de os valores serem
menores na profundidade de 30 cm confirma os dados obtidos por Marshall
e Holmes (1988)
28
Figura 11 Meacutedias nas estaccedilotildees vazante e cheia do O2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Durante as estaccedilotildees de seca no Pantanal (vazante e estiagem) os
valores de O2 estatildeo na faixa de 15 a 18 em ambas as profundidades
confirmando os dados de Grable e Siemer (1968) os quais afirmam que o
conteuacutedo de O2 decresce de 21 a 13 da superfiacutecie do solo ateacute 60 cm em
condiccedilotildees de solo natildeo alagado
Um solo saturado natildeo eacute uniformemente desprovido de oxigecircnio A
concentraccedilatildeo de oxigecircnio em geral eacute alta na camada superficial oxidada
(formada pela difusatildeo de O2 pela atmosfera na aacutegua sobrejacente da
inundaccedilatildeo e em seguida no solo) onde ocorrem as reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo
(Ponnameoeruma 1972 Moore e Reddy 1994) Processos de reduccedilatildeo
dominam abaixo da camada oxidada Esta fina camada oxidada na
superfiacutecie de solos alagados eacute importante para as transformaccedilotildees do N
porque o NH4+ pode oxidar-se para NO3
- (nitrificaccedilatildeo) nesta camada O
esgotamento do NH4+ nesta camada causa sua difusatildeo para cima
(ascendente) em resposta agrave concentraccedilatildeo do gradiente (Luo e Zhou 2006)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
O2
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
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21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
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So
lo (
0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
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TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
20
Figura 4 Sensor de conteuacutedo de aacutegua (Decagon Instruments model
EC-5)
Figura 5 Sensor de potencial matricial do solo (Decagon Instruments
model MPS-1)
O O2 do solo foi determinado por meio de um sensor de ceacutelulas
galvacircnicas no estado soacutelido fabricado pela Apogee Instruments modelo SO-
111 (Kallestad et al 2008) (Figura 6) O sensor de oxigecircnio inclui um
termostato para determinar a temperatura do ambiente O sensor de
oxigecircnio de 30 cm apresentou problemas teacutecnicos durante os meses que
correspondem agraves estaccedilotildees da estiagem e enchente comprometendo assim
a produccedilatildeo de informaccedilotildees neste periacuteodo
21
Figura 6 Sensor de O2 (Apogee Instruments)
33 Medidas Micrometereoloacutegicas
No mesmo local em que foram instalados os equipamentos descritos
anteriormente foi instalado tambeacutem um sensor Vaisala modelo WXT520
(Vaisala Wheather Transmitter WXT520) (Figura 7) Este sensor faz
determinaccedilotildees numa frequecircncia de 10 Hz das seguintes variaacuteveis
velocidade do vento (ms) direccedilatildeo do vento (grau azimutal) temperatura do
ar (˚C) umidade relativa () pressatildeo do ar (kA) precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria (mm) e intensidade da precipitaccedilatildeo(mmh)
22
Figura 7 Sensor Vaisala WXT520 (Vaisala Wheather Transmitter WXT520)
34 Anaacutelises estatiacutesticas
Os valores de concentraccedilatildeo de CO2 foram estimados por interpolaccedilatildeo
linear quando a distacircncia dos valores de antes e depois (que natildeo saiacutessem
do intervalo) natildeo fossem maiores que 48 horas Este procedimento foi
automatizado utilizando o software de seacuteries temporais Aquarius (Aquatic
Informatica Aquarius 26004 Pro Edition) evitando a subjetividade das
estimativas Para a anaacutelise de dados foram feitos testes de meacutedias com
niacutevel de significacircncia de 95 aleacutem da anaacutelise multivariada dos
componentes principais
23
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas
A variaccedilatildeo do potencial redox para o solo estudado estaacute mostrada na
Figura 8 na qual foram plotados os dados meacutedios determinados pelo
sensor Entre abril de 2010 e fevereiro de 2011 o solo esteve insaturado ou
seja em estado de oxidaccedilatildeo e o intervalo de valores neste periacuteodo foi de
400 mV No periacuteodo de saturaccedilatildeo marccedilo de 2010 e marccedilo de 2011 a
variaccedilatildeo de valores foi superior a 750 mV
O tipo de variabilidade ilustrado na Figura 8 eacute esperado para solos
submetidos a uma sazonalidade de seca e cheia caso do solo estudado no
Pantanal de Mato Grosso Quando o Potencial Redox ficou maior que 400
mV o solo estava insaturado e o O2 controlava o sistema Na ausecircncia de
O2 os microrganismos reduzem uma variedade de aceptores de eleacutetrons
considerados alternativos que em ordem decrescente de termodinacircmica
satildeo NO3- (denitrificaccedilatildeo) Fe (III) (reduccedilatildeo do ferro) Mn (III IV) (reduccedilatildeo do
manganecircs) e SO4- (reduccedilatildeo do sulfato) (Keller et al 2009)
A linha que mostra a fase de mudanccedila de Fe(OH)3 para Fe2+ estaacute
adicionada agrave Figura 8 pela linha horizontal no Eh de 467mV de acordo com
o pH da soluccedilatildeo do solo do local de estudo que eacute aproximadamente 6
(Beirigo 2011 no prelo) (Vepraskas e Faulkner 2001) Durante o mecircs de
marccedilo o Fe2+ estava na soluccedilatildeo do solo ou seja se o Fe2+ estava presente
pode-se assumir que a maior parte do O2 dissolvido foi reduzido para H2O a
maior parte do NO3- presente foi desnitrificado e a maior parte dos oacutexidos de
Mn foram reduzidos para Mn2+ O estado de reduccedilatildeo do solo acontece ao
longo do ano mesmo nas estaccedilotildees secas do Pantanal havendo uma
dinacircmica de o potencial redox diminuir na cheia (meados de fevereiro) e
aumentar nas outras estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico
Os valores positivos obtidos satildeo tiacutepicos de solos aeroacutebicos
(Ponnamperuma 1972) demonstrando predominarem condiccedilotildees natildeo
limitantes no crescimento de plantas (Volk 1993)
24
Figura 8 Variaccedilatildeo (meacutedia diaacuteria) do Potencial Redox na profundidade de 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores meacutedios do potencial redox na profundidade de 10 cm
(Figura 9) satildeo estatisticamente diferentes quando comparados com as
estaccedilotildees estiagem e enchente mas quando comparados com os periacuteodos
manhatilde tarde e noite nestas estaccedilotildees natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica Jaacute na
profundidade de 30 cm natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica entre os periacuteodos
manhatilde tarde e noite em nenhuma das estaccedilotildees mas haacute diferenccedila entre os
valores obtidos nas estaccedilotildees estiagem e enchente
Pode-se observar que as meacutedias na profundidade de 10 cm (440 mV
e 460 mV) nas estaccedilotildees estiagem e enchente satildeo maiores que as meacutedias
da profundidade de 30 cm (340 mV e 360 mV) Os metais presentes em Eh
lt 150 mV estatildeo unidos a espeacutecies de sulfatos formando FeS2 MnSO4
entre outros enquanto em valores gt 150 mV (todas as estaccedilotildees em ambas
as profundidades) a maioria dos metais presentes satildeo soluacuteveis e unidos agraves
25
espeacutecies oxidadas Fe3O4 Mn2O4 (Clark et al 1998 Vepraskas e Faulkner
2001)
O potencial redox foi menor em maiores profundidades (30 cm) do
que perto da superfiacutecie do solo (10 cm) confirmando os dados encontrados
em estudos anteriores (Clay et al 1992 Bohrerova et al 2004)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
150
200
250
300
350
400
450
500
Po
ten
cial
Re
do
x
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
Figura 9 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do Potencial Redox nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de CO2 no solo (Figura 10) na profundidade de 10 cm satildeo
mais altos na cheia e vazante do que na estiagem e enchente Agrave medida que
as estaccedilotildees mais secas do Pantanal se aproximam (estiagem e enchente) a
produccedilatildeo de CO2 no solo diminui em aproximadamente 30 Os valores
meacutedios entre estaccedilotildees satildeo estatisticamente diferentes e entre periacuteodos
dentro de cada estaccedilatildeo os valores satildeo iguais em ambas as profundidades
Na profundidade de 30 cm os maiores valores foram encontrados nas
estaccedilotildees cheia e enchente enquanto os menores nas estaccedilotildees vazante e
estiagem Pode-se observar que o comportamento do CO2 no solo foi
diferente entre as profundidades enquanto o maior valor na profundidade de
26
10 cm foi determinado na vazante na profundidade de 30 cm nesta mesma
estaccedilatildeo foi detectado o menor valor
Figura 10 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do CO2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os solos secos (estiagem em ambas as profundidades) podem ser
associados a baixas concentraccedilotildees de CO2 visto que possuem alta
difusividade permitindo um raacutepido efluxo de CO2 do solo para a atmosfera
(Risk et al 2008) Tal dinacircmica foi observada na profundidade de 10 cm na
estaccedilatildeo estiagem no solo seco (Figura 12) com altas concentraccedilotildees de O2
(Figura 11) e baixas concentraccedilotildees de CO2 (Figura 10) O mesmo foi
encontrado na profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees vazante e estiagem As
altas concentraccedilotildees de CO2 encontradas nas estaccedilotildees cheia e vazante na
profundidade de 10 cm indicam condiccedilotildees mais aeroacutebicas do solo porque
em condiccedilotildees anaeroacutebicas natildeo existe produccedilatildeo de CO2 mas sim de
metano (Luo e Zhou 2006) Aleacutem disto vaacuterios estudos de campo sugerem
tambeacutem que o efluxo de CO2 pode ser limitado pela umidade em niacuteveis
muito altos ou muito baixos (Bowden 1993 Xu et al 2004)
27
Os valores meacutedios de O2 do solo (Figura 11) satildeo estatisticamente
diferentes entre as estaccedilotildees e natildeo houve diferenccedila significativa entre os
periacuteodos dentro de cada estaccedilatildeo Na profundidade de 10 cm os valores
meacutedios de O2 foram maiores nas estaccedilotildees vazante e estiagem e menores
nas estaccedilotildees cheia e enchente devido ao fato de em solos uacutemidos a
difusividade do solo ficar prejudicada Observa-se que na profundidade de
10 cm os maiores valores meacutedios (vazante e estiagem) foram encontrados
nas mesmas estaccedilotildees de baixa umidade do solo (Figura 12) e esta mesma
tendecircncia foi encontrada para a profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees cheia e
vazante para as ambas as profundidades
O O2 do solo tende a diminuir seus valores na estaccedilatildeo cheia quando
o solo jaacute estaacute completamente alagado Os menores valores meacutedios de O2
foram encontrados na profundidade de 30 cm na estaccedilatildeo cheia e
independentemente das estaccedilotildees na profundidade de 30 cm sempre foram
observados menores valores meacutedios A tendecircncia de os valores serem
menores na profundidade de 30 cm confirma os dados obtidos por Marshall
e Holmes (1988)
28
Figura 11 Meacutedias nas estaccedilotildees vazante e cheia do O2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Durante as estaccedilotildees de seca no Pantanal (vazante e estiagem) os
valores de O2 estatildeo na faixa de 15 a 18 em ambas as profundidades
confirmando os dados de Grable e Siemer (1968) os quais afirmam que o
conteuacutedo de O2 decresce de 21 a 13 da superfiacutecie do solo ateacute 60 cm em
condiccedilotildees de solo natildeo alagado
Um solo saturado natildeo eacute uniformemente desprovido de oxigecircnio A
concentraccedilatildeo de oxigecircnio em geral eacute alta na camada superficial oxidada
(formada pela difusatildeo de O2 pela atmosfera na aacutegua sobrejacente da
inundaccedilatildeo e em seguida no solo) onde ocorrem as reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo
(Ponnameoeruma 1972 Moore e Reddy 1994) Processos de reduccedilatildeo
dominam abaixo da camada oxidada Esta fina camada oxidada na
superfiacutecie de solos alagados eacute importante para as transformaccedilotildees do N
porque o NH4+ pode oxidar-se para NO3
- (nitrificaccedilatildeo) nesta camada O
esgotamento do NH4+ nesta camada causa sua difusatildeo para cima
(ascendente) em resposta agrave concentraccedilatildeo do gradiente (Luo e Zhou 2006)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
O2
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
era
tura
do
So
lo (
0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
21
Figura 6 Sensor de O2 (Apogee Instruments)
33 Medidas Micrometereoloacutegicas
No mesmo local em que foram instalados os equipamentos descritos
anteriormente foi instalado tambeacutem um sensor Vaisala modelo WXT520
(Vaisala Wheather Transmitter WXT520) (Figura 7) Este sensor faz
determinaccedilotildees numa frequecircncia de 10 Hz das seguintes variaacuteveis
velocidade do vento (ms) direccedilatildeo do vento (grau azimutal) temperatura do
ar (˚C) umidade relativa () pressatildeo do ar (kA) precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria (mm) e intensidade da precipitaccedilatildeo(mmh)
22
Figura 7 Sensor Vaisala WXT520 (Vaisala Wheather Transmitter WXT520)
34 Anaacutelises estatiacutesticas
Os valores de concentraccedilatildeo de CO2 foram estimados por interpolaccedilatildeo
linear quando a distacircncia dos valores de antes e depois (que natildeo saiacutessem
do intervalo) natildeo fossem maiores que 48 horas Este procedimento foi
automatizado utilizando o software de seacuteries temporais Aquarius (Aquatic
Informatica Aquarius 26004 Pro Edition) evitando a subjetividade das
estimativas Para a anaacutelise de dados foram feitos testes de meacutedias com
niacutevel de significacircncia de 95 aleacutem da anaacutelise multivariada dos
componentes principais
23
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas
A variaccedilatildeo do potencial redox para o solo estudado estaacute mostrada na
Figura 8 na qual foram plotados os dados meacutedios determinados pelo
sensor Entre abril de 2010 e fevereiro de 2011 o solo esteve insaturado ou
seja em estado de oxidaccedilatildeo e o intervalo de valores neste periacuteodo foi de
400 mV No periacuteodo de saturaccedilatildeo marccedilo de 2010 e marccedilo de 2011 a
variaccedilatildeo de valores foi superior a 750 mV
O tipo de variabilidade ilustrado na Figura 8 eacute esperado para solos
submetidos a uma sazonalidade de seca e cheia caso do solo estudado no
Pantanal de Mato Grosso Quando o Potencial Redox ficou maior que 400
mV o solo estava insaturado e o O2 controlava o sistema Na ausecircncia de
O2 os microrganismos reduzem uma variedade de aceptores de eleacutetrons
considerados alternativos que em ordem decrescente de termodinacircmica
satildeo NO3- (denitrificaccedilatildeo) Fe (III) (reduccedilatildeo do ferro) Mn (III IV) (reduccedilatildeo do
manganecircs) e SO4- (reduccedilatildeo do sulfato) (Keller et al 2009)
A linha que mostra a fase de mudanccedila de Fe(OH)3 para Fe2+ estaacute
adicionada agrave Figura 8 pela linha horizontal no Eh de 467mV de acordo com
o pH da soluccedilatildeo do solo do local de estudo que eacute aproximadamente 6
(Beirigo 2011 no prelo) (Vepraskas e Faulkner 2001) Durante o mecircs de
marccedilo o Fe2+ estava na soluccedilatildeo do solo ou seja se o Fe2+ estava presente
pode-se assumir que a maior parte do O2 dissolvido foi reduzido para H2O a
maior parte do NO3- presente foi desnitrificado e a maior parte dos oacutexidos de
Mn foram reduzidos para Mn2+ O estado de reduccedilatildeo do solo acontece ao
longo do ano mesmo nas estaccedilotildees secas do Pantanal havendo uma
dinacircmica de o potencial redox diminuir na cheia (meados de fevereiro) e
aumentar nas outras estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico
Os valores positivos obtidos satildeo tiacutepicos de solos aeroacutebicos
(Ponnamperuma 1972) demonstrando predominarem condiccedilotildees natildeo
limitantes no crescimento de plantas (Volk 1993)
24
Figura 8 Variaccedilatildeo (meacutedia diaacuteria) do Potencial Redox na profundidade de 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores meacutedios do potencial redox na profundidade de 10 cm
(Figura 9) satildeo estatisticamente diferentes quando comparados com as
estaccedilotildees estiagem e enchente mas quando comparados com os periacuteodos
manhatilde tarde e noite nestas estaccedilotildees natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica Jaacute na
profundidade de 30 cm natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica entre os periacuteodos
manhatilde tarde e noite em nenhuma das estaccedilotildees mas haacute diferenccedila entre os
valores obtidos nas estaccedilotildees estiagem e enchente
Pode-se observar que as meacutedias na profundidade de 10 cm (440 mV
e 460 mV) nas estaccedilotildees estiagem e enchente satildeo maiores que as meacutedias
da profundidade de 30 cm (340 mV e 360 mV) Os metais presentes em Eh
lt 150 mV estatildeo unidos a espeacutecies de sulfatos formando FeS2 MnSO4
entre outros enquanto em valores gt 150 mV (todas as estaccedilotildees em ambas
as profundidades) a maioria dos metais presentes satildeo soluacuteveis e unidos agraves
25
espeacutecies oxidadas Fe3O4 Mn2O4 (Clark et al 1998 Vepraskas e Faulkner
2001)
O potencial redox foi menor em maiores profundidades (30 cm) do
que perto da superfiacutecie do solo (10 cm) confirmando os dados encontrados
em estudos anteriores (Clay et al 1992 Bohrerova et al 2004)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
150
200
250
300
350
400
450
500
Po
ten
cial
Re
do
x
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
Figura 9 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do Potencial Redox nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de CO2 no solo (Figura 10) na profundidade de 10 cm satildeo
mais altos na cheia e vazante do que na estiagem e enchente Agrave medida que
as estaccedilotildees mais secas do Pantanal se aproximam (estiagem e enchente) a
produccedilatildeo de CO2 no solo diminui em aproximadamente 30 Os valores
meacutedios entre estaccedilotildees satildeo estatisticamente diferentes e entre periacuteodos
dentro de cada estaccedilatildeo os valores satildeo iguais em ambas as profundidades
Na profundidade de 30 cm os maiores valores foram encontrados nas
estaccedilotildees cheia e enchente enquanto os menores nas estaccedilotildees vazante e
estiagem Pode-se observar que o comportamento do CO2 no solo foi
diferente entre as profundidades enquanto o maior valor na profundidade de
26
10 cm foi determinado na vazante na profundidade de 30 cm nesta mesma
estaccedilatildeo foi detectado o menor valor
Figura 10 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do CO2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os solos secos (estiagem em ambas as profundidades) podem ser
associados a baixas concentraccedilotildees de CO2 visto que possuem alta
difusividade permitindo um raacutepido efluxo de CO2 do solo para a atmosfera
(Risk et al 2008) Tal dinacircmica foi observada na profundidade de 10 cm na
estaccedilatildeo estiagem no solo seco (Figura 12) com altas concentraccedilotildees de O2
(Figura 11) e baixas concentraccedilotildees de CO2 (Figura 10) O mesmo foi
encontrado na profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees vazante e estiagem As
altas concentraccedilotildees de CO2 encontradas nas estaccedilotildees cheia e vazante na
profundidade de 10 cm indicam condiccedilotildees mais aeroacutebicas do solo porque
em condiccedilotildees anaeroacutebicas natildeo existe produccedilatildeo de CO2 mas sim de
metano (Luo e Zhou 2006) Aleacutem disto vaacuterios estudos de campo sugerem
tambeacutem que o efluxo de CO2 pode ser limitado pela umidade em niacuteveis
muito altos ou muito baixos (Bowden 1993 Xu et al 2004)
27
Os valores meacutedios de O2 do solo (Figura 11) satildeo estatisticamente
diferentes entre as estaccedilotildees e natildeo houve diferenccedila significativa entre os
periacuteodos dentro de cada estaccedilatildeo Na profundidade de 10 cm os valores
meacutedios de O2 foram maiores nas estaccedilotildees vazante e estiagem e menores
nas estaccedilotildees cheia e enchente devido ao fato de em solos uacutemidos a
difusividade do solo ficar prejudicada Observa-se que na profundidade de
10 cm os maiores valores meacutedios (vazante e estiagem) foram encontrados
nas mesmas estaccedilotildees de baixa umidade do solo (Figura 12) e esta mesma
tendecircncia foi encontrada para a profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees cheia e
vazante para as ambas as profundidades
O O2 do solo tende a diminuir seus valores na estaccedilatildeo cheia quando
o solo jaacute estaacute completamente alagado Os menores valores meacutedios de O2
foram encontrados na profundidade de 30 cm na estaccedilatildeo cheia e
independentemente das estaccedilotildees na profundidade de 30 cm sempre foram
observados menores valores meacutedios A tendecircncia de os valores serem
menores na profundidade de 30 cm confirma os dados obtidos por Marshall
e Holmes (1988)
28
Figura 11 Meacutedias nas estaccedilotildees vazante e cheia do O2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Durante as estaccedilotildees de seca no Pantanal (vazante e estiagem) os
valores de O2 estatildeo na faixa de 15 a 18 em ambas as profundidades
confirmando os dados de Grable e Siemer (1968) os quais afirmam que o
conteuacutedo de O2 decresce de 21 a 13 da superfiacutecie do solo ateacute 60 cm em
condiccedilotildees de solo natildeo alagado
Um solo saturado natildeo eacute uniformemente desprovido de oxigecircnio A
concentraccedilatildeo de oxigecircnio em geral eacute alta na camada superficial oxidada
(formada pela difusatildeo de O2 pela atmosfera na aacutegua sobrejacente da
inundaccedilatildeo e em seguida no solo) onde ocorrem as reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo
(Ponnameoeruma 1972 Moore e Reddy 1994) Processos de reduccedilatildeo
dominam abaixo da camada oxidada Esta fina camada oxidada na
superfiacutecie de solos alagados eacute importante para as transformaccedilotildees do N
porque o NH4+ pode oxidar-se para NO3
- (nitrificaccedilatildeo) nesta camada O
esgotamento do NH4+ nesta camada causa sua difusatildeo para cima
(ascendente) em resposta agrave concentraccedilatildeo do gradiente (Luo e Zhou 2006)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
O2
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
era
tura
do
So
lo (
0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
22
Figura 7 Sensor Vaisala WXT520 (Vaisala Wheather Transmitter WXT520)
34 Anaacutelises estatiacutesticas
Os valores de concentraccedilatildeo de CO2 foram estimados por interpolaccedilatildeo
linear quando a distacircncia dos valores de antes e depois (que natildeo saiacutessem
do intervalo) natildeo fossem maiores que 48 horas Este procedimento foi
automatizado utilizando o software de seacuteries temporais Aquarius (Aquatic
Informatica Aquarius 26004 Pro Edition) evitando a subjetividade das
estimativas Para a anaacutelise de dados foram feitos testes de meacutedias com
niacutevel de significacircncia de 95 aleacutem da anaacutelise multivariada dos
componentes principais
23
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas
A variaccedilatildeo do potencial redox para o solo estudado estaacute mostrada na
Figura 8 na qual foram plotados os dados meacutedios determinados pelo
sensor Entre abril de 2010 e fevereiro de 2011 o solo esteve insaturado ou
seja em estado de oxidaccedilatildeo e o intervalo de valores neste periacuteodo foi de
400 mV No periacuteodo de saturaccedilatildeo marccedilo de 2010 e marccedilo de 2011 a
variaccedilatildeo de valores foi superior a 750 mV
O tipo de variabilidade ilustrado na Figura 8 eacute esperado para solos
submetidos a uma sazonalidade de seca e cheia caso do solo estudado no
Pantanal de Mato Grosso Quando o Potencial Redox ficou maior que 400
mV o solo estava insaturado e o O2 controlava o sistema Na ausecircncia de
O2 os microrganismos reduzem uma variedade de aceptores de eleacutetrons
considerados alternativos que em ordem decrescente de termodinacircmica
satildeo NO3- (denitrificaccedilatildeo) Fe (III) (reduccedilatildeo do ferro) Mn (III IV) (reduccedilatildeo do
manganecircs) e SO4- (reduccedilatildeo do sulfato) (Keller et al 2009)
A linha que mostra a fase de mudanccedila de Fe(OH)3 para Fe2+ estaacute
adicionada agrave Figura 8 pela linha horizontal no Eh de 467mV de acordo com
o pH da soluccedilatildeo do solo do local de estudo que eacute aproximadamente 6
(Beirigo 2011 no prelo) (Vepraskas e Faulkner 2001) Durante o mecircs de
marccedilo o Fe2+ estava na soluccedilatildeo do solo ou seja se o Fe2+ estava presente
pode-se assumir que a maior parte do O2 dissolvido foi reduzido para H2O a
maior parte do NO3- presente foi desnitrificado e a maior parte dos oacutexidos de
Mn foram reduzidos para Mn2+ O estado de reduccedilatildeo do solo acontece ao
longo do ano mesmo nas estaccedilotildees secas do Pantanal havendo uma
dinacircmica de o potencial redox diminuir na cheia (meados de fevereiro) e
aumentar nas outras estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico
Os valores positivos obtidos satildeo tiacutepicos de solos aeroacutebicos
(Ponnamperuma 1972) demonstrando predominarem condiccedilotildees natildeo
limitantes no crescimento de plantas (Volk 1993)
24
Figura 8 Variaccedilatildeo (meacutedia diaacuteria) do Potencial Redox na profundidade de 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores meacutedios do potencial redox na profundidade de 10 cm
(Figura 9) satildeo estatisticamente diferentes quando comparados com as
estaccedilotildees estiagem e enchente mas quando comparados com os periacuteodos
manhatilde tarde e noite nestas estaccedilotildees natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica Jaacute na
profundidade de 30 cm natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica entre os periacuteodos
manhatilde tarde e noite em nenhuma das estaccedilotildees mas haacute diferenccedila entre os
valores obtidos nas estaccedilotildees estiagem e enchente
Pode-se observar que as meacutedias na profundidade de 10 cm (440 mV
e 460 mV) nas estaccedilotildees estiagem e enchente satildeo maiores que as meacutedias
da profundidade de 30 cm (340 mV e 360 mV) Os metais presentes em Eh
lt 150 mV estatildeo unidos a espeacutecies de sulfatos formando FeS2 MnSO4
entre outros enquanto em valores gt 150 mV (todas as estaccedilotildees em ambas
as profundidades) a maioria dos metais presentes satildeo soluacuteveis e unidos agraves
25
espeacutecies oxidadas Fe3O4 Mn2O4 (Clark et al 1998 Vepraskas e Faulkner
2001)
O potencial redox foi menor em maiores profundidades (30 cm) do
que perto da superfiacutecie do solo (10 cm) confirmando os dados encontrados
em estudos anteriores (Clay et al 1992 Bohrerova et al 2004)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
150
200
250
300
350
400
450
500
Po
ten
cial
Re
do
x
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
Figura 9 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do Potencial Redox nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de CO2 no solo (Figura 10) na profundidade de 10 cm satildeo
mais altos na cheia e vazante do que na estiagem e enchente Agrave medida que
as estaccedilotildees mais secas do Pantanal se aproximam (estiagem e enchente) a
produccedilatildeo de CO2 no solo diminui em aproximadamente 30 Os valores
meacutedios entre estaccedilotildees satildeo estatisticamente diferentes e entre periacuteodos
dentro de cada estaccedilatildeo os valores satildeo iguais em ambas as profundidades
Na profundidade de 30 cm os maiores valores foram encontrados nas
estaccedilotildees cheia e enchente enquanto os menores nas estaccedilotildees vazante e
estiagem Pode-se observar que o comportamento do CO2 no solo foi
diferente entre as profundidades enquanto o maior valor na profundidade de
26
10 cm foi determinado na vazante na profundidade de 30 cm nesta mesma
estaccedilatildeo foi detectado o menor valor
Figura 10 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do CO2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os solos secos (estiagem em ambas as profundidades) podem ser
associados a baixas concentraccedilotildees de CO2 visto que possuem alta
difusividade permitindo um raacutepido efluxo de CO2 do solo para a atmosfera
(Risk et al 2008) Tal dinacircmica foi observada na profundidade de 10 cm na
estaccedilatildeo estiagem no solo seco (Figura 12) com altas concentraccedilotildees de O2
(Figura 11) e baixas concentraccedilotildees de CO2 (Figura 10) O mesmo foi
encontrado na profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees vazante e estiagem As
altas concentraccedilotildees de CO2 encontradas nas estaccedilotildees cheia e vazante na
profundidade de 10 cm indicam condiccedilotildees mais aeroacutebicas do solo porque
em condiccedilotildees anaeroacutebicas natildeo existe produccedilatildeo de CO2 mas sim de
metano (Luo e Zhou 2006) Aleacutem disto vaacuterios estudos de campo sugerem
tambeacutem que o efluxo de CO2 pode ser limitado pela umidade em niacuteveis
muito altos ou muito baixos (Bowden 1993 Xu et al 2004)
27
Os valores meacutedios de O2 do solo (Figura 11) satildeo estatisticamente
diferentes entre as estaccedilotildees e natildeo houve diferenccedila significativa entre os
periacuteodos dentro de cada estaccedilatildeo Na profundidade de 10 cm os valores
meacutedios de O2 foram maiores nas estaccedilotildees vazante e estiagem e menores
nas estaccedilotildees cheia e enchente devido ao fato de em solos uacutemidos a
difusividade do solo ficar prejudicada Observa-se que na profundidade de
10 cm os maiores valores meacutedios (vazante e estiagem) foram encontrados
nas mesmas estaccedilotildees de baixa umidade do solo (Figura 12) e esta mesma
tendecircncia foi encontrada para a profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees cheia e
vazante para as ambas as profundidades
O O2 do solo tende a diminuir seus valores na estaccedilatildeo cheia quando
o solo jaacute estaacute completamente alagado Os menores valores meacutedios de O2
foram encontrados na profundidade de 30 cm na estaccedilatildeo cheia e
independentemente das estaccedilotildees na profundidade de 30 cm sempre foram
observados menores valores meacutedios A tendecircncia de os valores serem
menores na profundidade de 30 cm confirma os dados obtidos por Marshall
e Holmes (1988)
28
Figura 11 Meacutedias nas estaccedilotildees vazante e cheia do O2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Durante as estaccedilotildees de seca no Pantanal (vazante e estiagem) os
valores de O2 estatildeo na faixa de 15 a 18 em ambas as profundidades
confirmando os dados de Grable e Siemer (1968) os quais afirmam que o
conteuacutedo de O2 decresce de 21 a 13 da superfiacutecie do solo ateacute 60 cm em
condiccedilotildees de solo natildeo alagado
Um solo saturado natildeo eacute uniformemente desprovido de oxigecircnio A
concentraccedilatildeo de oxigecircnio em geral eacute alta na camada superficial oxidada
(formada pela difusatildeo de O2 pela atmosfera na aacutegua sobrejacente da
inundaccedilatildeo e em seguida no solo) onde ocorrem as reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo
(Ponnameoeruma 1972 Moore e Reddy 1994) Processos de reduccedilatildeo
dominam abaixo da camada oxidada Esta fina camada oxidada na
superfiacutecie de solos alagados eacute importante para as transformaccedilotildees do N
porque o NH4+ pode oxidar-se para NO3
- (nitrificaccedilatildeo) nesta camada O
esgotamento do NH4+ nesta camada causa sua difusatildeo para cima
(ascendente) em resposta agrave concentraccedilatildeo do gradiente (Luo e Zhou 2006)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
O2
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
era
tura
do
So
lo (
0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
23
4 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO
41 Monitoramento e caracterizaccedilatildeo das variaacuteveis do solo e
micrometereoloacutegicas
A variaccedilatildeo do potencial redox para o solo estudado estaacute mostrada na
Figura 8 na qual foram plotados os dados meacutedios determinados pelo
sensor Entre abril de 2010 e fevereiro de 2011 o solo esteve insaturado ou
seja em estado de oxidaccedilatildeo e o intervalo de valores neste periacuteodo foi de
400 mV No periacuteodo de saturaccedilatildeo marccedilo de 2010 e marccedilo de 2011 a
variaccedilatildeo de valores foi superior a 750 mV
O tipo de variabilidade ilustrado na Figura 8 eacute esperado para solos
submetidos a uma sazonalidade de seca e cheia caso do solo estudado no
Pantanal de Mato Grosso Quando o Potencial Redox ficou maior que 400
mV o solo estava insaturado e o O2 controlava o sistema Na ausecircncia de
O2 os microrganismos reduzem uma variedade de aceptores de eleacutetrons
considerados alternativos que em ordem decrescente de termodinacircmica
satildeo NO3- (denitrificaccedilatildeo) Fe (III) (reduccedilatildeo do ferro) Mn (III IV) (reduccedilatildeo do
manganecircs) e SO4- (reduccedilatildeo do sulfato) (Keller et al 2009)
A linha que mostra a fase de mudanccedila de Fe(OH)3 para Fe2+ estaacute
adicionada agrave Figura 8 pela linha horizontal no Eh de 467mV de acordo com
o pH da soluccedilatildeo do solo do local de estudo que eacute aproximadamente 6
(Beirigo 2011 no prelo) (Vepraskas e Faulkner 2001) Durante o mecircs de
marccedilo o Fe2+ estava na soluccedilatildeo do solo ou seja se o Fe2+ estava presente
pode-se assumir que a maior parte do O2 dissolvido foi reduzido para H2O a
maior parte do NO3- presente foi desnitrificado e a maior parte dos oacutexidos de
Mn foram reduzidos para Mn2+ O estado de reduccedilatildeo do solo acontece ao
longo do ano mesmo nas estaccedilotildees secas do Pantanal havendo uma
dinacircmica de o potencial redox diminuir na cheia (meados de fevereiro) e
aumentar nas outras estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico
Os valores positivos obtidos satildeo tiacutepicos de solos aeroacutebicos
(Ponnamperuma 1972) demonstrando predominarem condiccedilotildees natildeo
limitantes no crescimento de plantas (Volk 1993)
24
Figura 8 Variaccedilatildeo (meacutedia diaacuteria) do Potencial Redox na profundidade de 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores meacutedios do potencial redox na profundidade de 10 cm
(Figura 9) satildeo estatisticamente diferentes quando comparados com as
estaccedilotildees estiagem e enchente mas quando comparados com os periacuteodos
manhatilde tarde e noite nestas estaccedilotildees natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica Jaacute na
profundidade de 30 cm natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica entre os periacuteodos
manhatilde tarde e noite em nenhuma das estaccedilotildees mas haacute diferenccedila entre os
valores obtidos nas estaccedilotildees estiagem e enchente
Pode-se observar que as meacutedias na profundidade de 10 cm (440 mV
e 460 mV) nas estaccedilotildees estiagem e enchente satildeo maiores que as meacutedias
da profundidade de 30 cm (340 mV e 360 mV) Os metais presentes em Eh
lt 150 mV estatildeo unidos a espeacutecies de sulfatos formando FeS2 MnSO4
entre outros enquanto em valores gt 150 mV (todas as estaccedilotildees em ambas
as profundidades) a maioria dos metais presentes satildeo soluacuteveis e unidos agraves
25
espeacutecies oxidadas Fe3O4 Mn2O4 (Clark et al 1998 Vepraskas e Faulkner
2001)
O potencial redox foi menor em maiores profundidades (30 cm) do
que perto da superfiacutecie do solo (10 cm) confirmando os dados encontrados
em estudos anteriores (Clay et al 1992 Bohrerova et al 2004)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
150
200
250
300
350
400
450
500
Po
ten
cial
Re
do
x
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
Figura 9 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do Potencial Redox nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de CO2 no solo (Figura 10) na profundidade de 10 cm satildeo
mais altos na cheia e vazante do que na estiagem e enchente Agrave medida que
as estaccedilotildees mais secas do Pantanal se aproximam (estiagem e enchente) a
produccedilatildeo de CO2 no solo diminui em aproximadamente 30 Os valores
meacutedios entre estaccedilotildees satildeo estatisticamente diferentes e entre periacuteodos
dentro de cada estaccedilatildeo os valores satildeo iguais em ambas as profundidades
Na profundidade de 30 cm os maiores valores foram encontrados nas
estaccedilotildees cheia e enchente enquanto os menores nas estaccedilotildees vazante e
estiagem Pode-se observar que o comportamento do CO2 no solo foi
diferente entre as profundidades enquanto o maior valor na profundidade de
26
10 cm foi determinado na vazante na profundidade de 30 cm nesta mesma
estaccedilatildeo foi detectado o menor valor
Figura 10 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do CO2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os solos secos (estiagem em ambas as profundidades) podem ser
associados a baixas concentraccedilotildees de CO2 visto que possuem alta
difusividade permitindo um raacutepido efluxo de CO2 do solo para a atmosfera
(Risk et al 2008) Tal dinacircmica foi observada na profundidade de 10 cm na
estaccedilatildeo estiagem no solo seco (Figura 12) com altas concentraccedilotildees de O2
(Figura 11) e baixas concentraccedilotildees de CO2 (Figura 10) O mesmo foi
encontrado na profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees vazante e estiagem As
altas concentraccedilotildees de CO2 encontradas nas estaccedilotildees cheia e vazante na
profundidade de 10 cm indicam condiccedilotildees mais aeroacutebicas do solo porque
em condiccedilotildees anaeroacutebicas natildeo existe produccedilatildeo de CO2 mas sim de
metano (Luo e Zhou 2006) Aleacutem disto vaacuterios estudos de campo sugerem
tambeacutem que o efluxo de CO2 pode ser limitado pela umidade em niacuteveis
muito altos ou muito baixos (Bowden 1993 Xu et al 2004)
27
Os valores meacutedios de O2 do solo (Figura 11) satildeo estatisticamente
diferentes entre as estaccedilotildees e natildeo houve diferenccedila significativa entre os
periacuteodos dentro de cada estaccedilatildeo Na profundidade de 10 cm os valores
meacutedios de O2 foram maiores nas estaccedilotildees vazante e estiagem e menores
nas estaccedilotildees cheia e enchente devido ao fato de em solos uacutemidos a
difusividade do solo ficar prejudicada Observa-se que na profundidade de
10 cm os maiores valores meacutedios (vazante e estiagem) foram encontrados
nas mesmas estaccedilotildees de baixa umidade do solo (Figura 12) e esta mesma
tendecircncia foi encontrada para a profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees cheia e
vazante para as ambas as profundidades
O O2 do solo tende a diminuir seus valores na estaccedilatildeo cheia quando
o solo jaacute estaacute completamente alagado Os menores valores meacutedios de O2
foram encontrados na profundidade de 30 cm na estaccedilatildeo cheia e
independentemente das estaccedilotildees na profundidade de 30 cm sempre foram
observados menores valores meacutedios A tendecircncia de os valores serem
menores na profundidade de 30 cm confirma os dados obtidos por Marshall
e Holmes (1988)
28
Figura 11 Meacutedias nas estaccedilotildees vazante e cheia do O2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Durante as estaccedilotildees de seca no Pantanal (vazante e estiagem) os
valores de O2 estatildeo na faixa de 15 a 18 em ambas as profundidades
confirmando os dados de Grable e Siemer (1968) os quais afirmam que o
conteuacutedo de O2 decresce de 21 a 13 da superfiacutecie do solo ateacute 60 cm em
condiccedilotildees de solo natildeo alagado
Um solo saturado natildeo eacute uniformemente desprovido de oxigecircnio A
concentraccedilatildeo de oxigecircnio em geral eacute alta na camada superficial oxidada
(formada pela difusatildeo de O2 pela atmosfera na aacutegua sobrejacente da
inundaccedilatildeo e em seguida no solo) onde ocorrem as reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo
(Ponnameoeruma 1972 Moore e Reddy 1994) Processos de reduccedilatildeo
dominam abaixo da camada oxidada Esta fina camada oxidada na
superfiacutecie de solos alagados eacute importante para as transformaccedilotildees do N
porque o NH4+ pode oxidar-se para NO3
- (nitrificaccedilatildeo) nesta camada O
esgotamento do NH4+ nesta camada causa sua difusatildeo para cima
(ascendente) em resposta agrave concentraccedilatildeo do gradiente (Luo e Zhou 2006)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
O2
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
era
tura
do
So
lo (
0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
24
Figura 8 Variaccedilatildeo (meacutedia diaacuteria) do Potencial Redox na profundidade de 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores meacutedios do potencial redox na profundidade de 10 cm
(Figura 9) satildeo estatisticamente diferentes quando comparados com as
estaccedilotildees estiagem e enchente mas quando comparados com os periacuteodos
manhatilde tarde e noite nestas estaccedilotildees natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica Jaacute na
profundidade de 30 cm natildeo haacute diferenccedila estatiacutestica entre os periacuteodos
manhatilde tarde e noite em nenhuma das estaccedilotildees mas haacute diferenccedila entre os
valores obtidos nas estaccedilotildees estiagem e enchente
Pode-se observar que as meacutedias na profundidade de 10 cm (440 mV
e 460 mV) nas estaccedilotildees estiagem e enchente satildeo maiores que as meacutedias
da profundidade de 30 cm (340 mV e 360 mV) Os metais presentes em Eh
lt 150 mV estatildeo unidos a espeacutecies de sulfatos formando FeS2 MnSO4
entre outros enquanto em valores gt 150 mV (todas as estaccedilotildees em ambas
as profundidades) a maioria dos metais presentes satildeo soluacuteveis e unidos agraves
25
espeacutecies oxidadas Fe3O4 Mn2O4 (Clark et al 1998 Vepraskas e Faulkner
2001)
O potencial redox foi menor em maiores profundidades (30 cm) do
que perto da superfiacutecie do solo (10 cm) confirmando os dados encontrados
em estudos anteriores (Clay et al 1992 Bohrerova et al 2004)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
150
200
250
300
350
400
450
500
Po
ten
cial
Re
do
x
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
Figura 9 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do Potencial Redox nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de CO2 no solo (Figura 10) na profundidade de 10 cm satildeo
mais altos na cheia e vazante do que na estiagem e enchente Agrave medida que
as estaccedilotildees mais secas do Pantanal se aproximam (estiagem e enchente) a
produccedilatildeo de CO2 no solo diminui em aproximadamente 30 Os valores
meacutedios entre estaccedilotildees satildeo estatisticamente diferentes e entre periacuteodos
dentro de cada estaccedilatildeo os valores satildeo iguais em ambas as profundidades
Na profundidade de 30 cm os maiores valores foram encontrados nas
estaccedilotildees cheia e enchente enquanto os menores nas estaccedilotildees vazante e
estiagem Pode-se observar que o comportamento do CO2 no solo foi
diferente entre as profundidades enquanto o maior valor na profundidade de
26
10 cm foi determinado na vazante na profundidade de 30 cm nesta mesma
estaccedilatildeo foi detectado o menor valor
Figura 10 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do CO2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os solos secos (estiagem em ambas as profundidades) podem ser
associados a baixas concentraccedilotildees de CO2 visto que possuem alta
difusividade permitindo um raacutepido efluxo de CO2 do solo para a atmosfera
(Risk et al 2008) Tal dinacircmica foi observada na profundidade de 10 cm na
estaccedilatildeo estiagem no solo seco (Figura 12) com altas concentraccedilotildees de O2
(Figura 11) e baixas concentraccedilotildees de CO2 (Figura 10) O mesmo foi
encontrado na profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees vazante e estiagem As
altas concentraccedilotildees de CO2 encontradas nas estaccedilotildees cheia e vazante na
profundidade de 10 cm indicam condiccedilotildees mais aeroacutebicas do solo porque
em condiccedilotildees anaeroacutebicas natildeo existe produccedilatildeo de CO2 mas sim de
metano (Luo e Zhou 2006) Aleacutem disto vaacuterios estudos de campo sugerem
tambeacutem que o efluxo de CO2 pode ser limitado pela umidade em niacuteveis
muito altos ou muito baixos (Bowden 1993 Xu et al 2004)
27
Os valores meacutedios de O2 do solo (Figura 11) satildeo estatisticamente
diferentes entre as estaccedilotildees e natildeo houve diferenccedila significativa entre os
periacuteodos dentro de cada estaccedilatildeo Na profundidade de 10 cm os valores
meacutedios de O2 foram maiores nas estaccedilotildees vazante e estiagem e menores
nas estaccedilotildees cheia e enchente devido ao fato de em solos uacutemidos a
difusividade do solo ficar prejudicada Observa-se que na profundidade de
10 cm os maiores valores meacutedios (vazante e estiagem) foram encontrados
nas mesmas estaccedilotildees de baixa umidade do solo (Figura 12) e esta mesma
tendecircncia foi encontrada para a profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees cheia e
vazante para as ambas as profundidades
O O2 do solo tende a diminuir seus valores na estaccedilatildeo cheia quando
o solo jaacute estaacute completamente alagado Os menores valores meacutedios de O2
foram encontrados na profundidade de 30 cm na estaccedilatildeo cheia e
independentemente das estaccedilotildees na profundidade de 30 cm sempre foram
observados menores valores meacutedios A tendecircncia de os valores serem
menores na profundidade de 30 cm confirma os dados obtidos por Marshall
e Holmes (1988)
28
Figura 11 Meacutedias nas estaccedilotildees vazante e cheia do O2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Durante as estaccedilotildees de seca no Pantanal (vazante e estiagem) os
valores de O2 estatildeo na faixa de 15 a 18 em ambas as profundidades
confirmando os dados de Grable e Siemer (1968) os quais afirmam que o
conteuacutedo de O2 decresce de 21 a 13 da superfiacutecie do solo ateacute 60 cm em
condiccedilotildees de solo natildeo alagado
Um solo saturado natildeo eacute uniformemente desprovido de oxigecircnio A
concentraccedilatildeo de oxigecircnio em geral eacute alta na camada superficial oxidada
(formada pela difusatildeo de O2 pela atmosfera na aacutegua sobrejacente da
inundaccedilatildeo e em seguida no solo) onde ocorrem as reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo
(Ponnameoeruma 1972 Moore e Reddy 1994) Processos de reduccedilatildeo
dominam abaixo da camada oxidada Esta fina camada oxidada na
superfiacutecie de solos alagados eacute importante para as transformaccedilotildees do N
porque o NH4+ pode oxidar-se para NO3
- (nitrificaccedilatildeo) nesta camada O
esgotamento do NH4+ nesta camada causa sua difusatildeo para cima
(ascendente) em resposta agrave concentraccedilatildeo do gradiente (Luo e Zhou 2006)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
O2
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
era
tura
do
So
lo (
0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
25
espeacutecies oxidadas Fe3O4 Mn2O4 (Clark et al 1998 Vepraskas e Faulkner
2001)
O potencial redox foi menor em maiores profundidades (30 cm) do
que perto da superfiacutecie do solo (10 cm) confirmando os dados encontrados
em estudos anteriores (Clay et al 1992 Bohrerova et al 2004)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
150
200
250
300
350
400
450
500
Po
ten
cial
Re
do
x
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
Figura 9 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do Potencial Redox nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de CO2 no solo (Figura 10) na profundidade de 10 cm satildeo
mais altos na cheia e vazante do que na estiagem e enchente Agrave medida que
as estaccedilotildees mais secas do Pantanal se aproximam (estiagem e enchente) a
produccedilatildeo de CO2 no solo diminui em aproximadamente 30 Os valores
meacutedios entre estaccedilotildees satildeo estatisticamente diferentes e entre periacuteodos
dentro de cada estaccedilatildeo os valores satildeo iguais em ambas as profundidades
Na profundidade de 30 cm os maiores valores foram encontrados nas
estaccedilotildees cheia e enchente enquanto os menores nas estaccedilotildees vazante e
estiagem Pode-se observar que o comportamento do CO2 no solo foi
diferente entre as profundidades enquanto o maior valor na profundidade de
26
10 cm foi determinado na vazante na profundidade de 30 cm nesta mesma
estaccedilatildeo foi detectado o menor valor
Figura 10 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do CO2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os solos secos (estiagem em ambas as profundidades) podem ser
associados a baixas concentraccedilotildees de CO2 visto que possuem alta
difusividade permitindo um raacutepido efluxo de CO2 do solo para a atmosfera
(Risk et al 2008) Tal dinacircmica foi observada na profundidade de 10 cm na
estaccedilatildeo estiagem no solo seco (Figura 12) com altas concentraccedilotildees de O2
(Figura 11) e baixas concentraccedilotildees de CO2 (Figura 10) O mesmo foi
encontrado na profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees vazante e estiagem As
altas concentraccedilotildees de CO2 encontradas nas estaccedilotildees cheia e vazante na
profundidade de 10 cm indicam condiccedilotildees mais aeroacutebicas do solo porque
em condiccedilotildees anaeroacutebicas natildeo existe produccedilatildeo de CO2 mas sim de
metano (Luo e Zhou 2006) Aleacutem disto vaacuterios estudos de campo sugerem
tambeacutem que o efluxo de CO2 pode ser limitado pela umidade em niacuteveis
muito altos ou muito baixos (Bowden 1993 Xu et al 2004)
27
Os valores meacutedios de O2 do solo (Figura 11) satildeo estatisticamente
diferentes entre as estaccedilotildees e natildeo houve diferenccedila significativa entre os
periacuteodos dentro de cada estaccedilatildeo Na profundidade de 10 cm os valores
meacutedios de O2 foram maiores nas estaccedilotildees vazante e estiagem e menores
nas estaccedilotildees cheia e enchente devido ao fato de em solos uacutemidos a
difusividade do solo ficar prejudicada Observa-se que na profundidade de
10 cm os maiores valores meacutedios (vazante e estiagem) foram encontrados
nas mesmas estaccedilotildees de baixa umidade do solo (Figura 12) e esta mesma
tendecircncia foi encontrada para a profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees cheia e
vazante para as ambas as profundidades
O O2 do solo tende a diminuir seus valores na estaccedilatildeo cheia quando
o solo jaacute estaacute completamente alagado Os menores valores meacutedios de O2
foram encontrados na profundidade de 30 cm na estaccedilatildeo cheia e
independentemente das estaccedilotildees na profundidade de 30 cm sempre foram
observados menores valores meacutedios A tendecircncia de os valores serem
menores na profundidade de 30 cm confirma os dados obtidos por Marshall
e Holmes (1988)
28
Figura 11 Meacutedias nas estaccedilotildees vazante e cheia do O2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Durante as estaccedilotildees de seca no Pantanal (vazante e estiagem) os
valores de O2 estatildeo na faixa de 15 a 18 em ambas as profundidades
confirmando os dados de Grable e Siemer (1968) os quais afirmam que o
conteuacutedo de O2 decresce de 21 a 13 da superfiacutecie do solo ateacute 60 cm em
condiccedilotildees de solo natildeo alagado
Um solo saturado natildeo eacute uniformemente desprovido de oxigecircnio A
concentraccedilatildeo de oxigecircnio em geral eacute alta na camada superficial oxidada
(formada pela difusatildeo de O2 pela atmosfera na aacutegua sobrejacente da
inundaccedilatildeo e em seguida no solo) onde ocorrem as reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo
(Ponnameoeruma 1972 Moore e Reddy 1994) Processos de reduccedilatildeo
dominam abaixo da camada oxidada Esta fina camada oxidada na
superfiacutecie de solos alagados eacute importante para as transformaccedilotildees do N
porque o NH4+ pode oxidar-se para NO3
- (nitrificaccedilatildeo) nesta camada O
esgotamento do NH4+ nesta camada causa sua difusatildeo para cima
(ascendente) em resposta agrave concentraccedilatildeo do gradiente (Luo e Zhou 2006)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
O2
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
era
tura
do
So
lo (
0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
26
10 cm foi determinado na vazante na profundidade de 30 cm nesta mesma
estaccedilatildeo foi detectado o menor valor
Figura 10 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) do CO2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os solos secos (estiagem em ambas as profundidades) podem ser
associados a baixas concentraccedilotildees de CO2 visto que possuem alta
difusividade permitindo um raacutepido efluxo de CO2 do solo para a atmosfera
(Risk et al 2008) Tal dinacircmica foi observada na profundidade de 10 cm na
estaccedilatildeo estiagem no solo seco (Figura 12) com altas concentraccedilotildees de O2
(Figura 11) e baixas concentraccedilotildees de CO2 (Figura 10) O mesmo foi
encontrado na profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees vazante e estiagem As
altas concentraccedilotildees de CO2 encontradas nas estaccedilotildees cheia e vazante na
profundidade de 10 cm indicam condiccedilotildees mais aeroacutebicas do solo porque
em condiccedilotildees anaeroacutebicas natildeo existe produccedilatildeo de CO2 mas sim de
metano (Luo e Zhou 2006) Aleacutem disto vaacuterios estudos de campo sugerem
tambeacutem que o efluxo de CO2 pode ser limitado pela umidade em niacuteveis
muito altos ou muito baixos (Bowden 1993 Xu et al 2004)
27
Os valores meacutedios de O2 do solo (Figura 11) satildeo estatisticamente
diferentes entre as estaccedilotildees e natildeo houve diferenccedila significativa entre os
periacuteodos dentro de cada estaccedilatildeo Na profundidade de 10 cm os valores
meacutedios de O2 foram maiores nas estaccedilotildees vazante e estiagem e menores
nas estaccedilotildees cheia e enchente devido ao fato de em solos uacutemidos a
difusividade do solo ficar prejudicada Observa-se que na profundidade de
10 cm os maiores valores meacutedios (vazante e estiagem) foram encontrados
nas mesmas estaccedilotildees de baixa umidade do solo (Figura 12) e esta mesma
tendecircncia foi encontrada para a profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees cheia e
vazante para as ambas as profundidades
O O2 do solo tende a diminuir seus valores na estaccedilatildeo cheia quando
o solo jaacute estaacute completamente alagado Os menores valores meacutedios de O2
foram encontrados na profundidade de 30 cm na estaccedilatildeo cheia e
independentemente das estaccedilotildees na profundidade de 30 cm sempre foram
observados menores valores meacutedios A tendecircncia de os valores serem
menores na profundidade de 30 cm confirma os dados obtidos por Marshall
e Holmes (1988)
28
Figura 11 Meacutedias nas estaccedilotildees vazante e cheia do O2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Durante as estaccedilotildees de seca no Pantanal (vazante e estiagem) os
valores de O2 estatildeo na faixa de 15 a 18 em ambas as profundidades
confirmando os dados de Grable e Siemer (1968) os quais afirmam que o
conteuacutedo de O2 decresce de 21 a 13 da superfiacutecie do solo ateacute 60 cm em
condiccedilotildees de solo natildeo alagado
Um solo saturado natildeo eacute uniformemente desprovido de oxigecircnio A
concentraccedilatildeo de oxigecircnio em geral eacute alta na camada superficial oxidada
(formada pela difusatildeo de O2 pela atmosfera na aacutegua sobrejacente da
inundaccedilatildeo e em seguida no solo) onde ocorrem as reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo
(Ponnameoeruma 1972 Moore e Reddy 1994) Processos de reduccedilatildeo
dominam abaixo da camada oxidada Esta fina camada oxidada na
superfiacutecie de solos alagados eacute importante para as transformaccedilotildees do N
porque o NH4+ pode oxidar-se para NO3
- (nitrificaccedilatildeo) nesta camada O
esgotamento do NH4+ nesta camada causa sua difusatildeo para cima
(ascendente) em resposta agrave concentraccedilatildeo do gradiente (Luo e Zhou 2006)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
O2
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
era
tura
do
So
lo (
0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
27
Os valores meacutedios de O2 do solo (Figura 11) satildeo estatisticamente
diferentes entre as estaccedilotildees e natildeo houve diferenccedila significativa entre os
periacuteodos dentro de cada estaccedilatildeo Na profundidade de 10 cm os valores
meacutedios de O2 foram maiores nas estaccedilotildees vazante e estiagem e menores
nas estaccedilotildees cheia e enchente devido ao fato de em solos uacutemidos a
difusividade do solo ficar prejudicada Observa-se que na profundidade de
10 cm os maiores valores meacutedios (vazante e estiagem) foram encontrados
nas mesmas estaccedilotildees de baixa umidade do solo (Figura 12) e esta mesma
tendecircncia foi encontrada para a profundidade de 30 cm nas estaccedilotildees cheia e
vazante para as ambas as profundidades
O O2 do solo tende a diminuir seus valores na estaccedilatildeo cheia quando
o solo jaacute estaacute completamente alagado Os menores valores meacutedios de O2
foram encontrados na profundidade de 30 cm na estaccedilatildeo cheia e
independentemente das estaccedilotildees na profundidade de 30 cm sempre foram
observados menores valores meacutedios A tendecircncia de os valores serem
menores na profundidade de 30 cm confirma os dados obtidos por Marshall
e Holmes (1988)
28
Figura 11 Meacutedias nas estaccedilotildees vazante e cheia do O2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Durante as estaccedilotildees de seca no Pantanal (vazante e estiagem) os
valores de O2 estatildeo na faixa de 15 a 18 em ambas as profundidades
confirmando os dados de Grable e Siemer (1968) os quais afirmam que o
conteuacutedo de O2 decresce de 21 a 13 da superfiacutecie do solo ateacute 60 cm em
condiccedilotildees de solo natildeo alagado
Um solo saturado natildeo eacute uniformemente desprovido de oxigecircnio A
concentraccedilatildeo de oxigecircnio em geral eacute alta na camada superficial oxidada
(formada pela difusatildeo de O2 pela atmosfera na aacutegua sobrejacente da
inundaccedilatildeo e em seguida no solo) onde ocorrem as reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo
(Ponnameoeruma 1972 Moore e Reddy 1994) Processos de reduccedilatildeo
dominam abaixo da camada oxidada Esta fina camada oxidada na
superfiacutecie de solos alagados eacute importante para as transformaccedilotildees do N
porque o NH4+ pode oxidar-se para NO3
- (nitrificaccedilatildeo) nesta camada O
esgotamento do NH4+ nesta camada causa sua difusatildeo para cima
(ascendente) em resposta agrave concentraccedilatildeo do gradiente (Luo e Zhou 2006)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
O2
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
era
tura
do
So
lo (
0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
28
Figura 11 Meacutedias nas estaccedilotildees vazante e cheia do O2 nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Durante as estaccedilotildees de seca no Pantanal (vazante e estiagem) os
valores de O2 estatildeo na faixa de 15 a 18 em ambas as profundidades
confirmando os dados de Grable e Siemer (1968) os quais afirmam que o
conteuacutedo de O2 decresce de 21 a 13 da superfiacutecie do solo ateacute 60 cm em
condiccedilotildees de solo natildeo alagado
Um solo saturado natildeo eacute uniformemente desprovido de oxigecircnio A
concentraccedilatildeo de oxigecircnio em geral eacute alta na camada superficial oxidada
(formada pela difusatildeo de O2 pela atmosfera na aacutegua sobrejacente da
inundaccedilatildeo e em seguida no solo) onde ocorrem as reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo
(Ponnameoeruma 1972 Moore e Reddy 1994) Processos de reduccedilatildeo
dominam abaixo da camada oxidada Esta fina camada oxidada na
superfiacutecie de solos alagados eacute importante para as transformaccedilotildees do N
porque o NH4+ pode oxidar-se para NO3
- (nitrificaccedilatildeo) nesta camada O
esgotamento do NH4+ nesta camada causa sua difusatildeo para cima
(ascendente) em resposta agrave concentraccedilatildeo do gradiente (Luo e Zhou 2006)
Periodo
manha
Periodo
tarde
Periodo
noite
Profundidade 10
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
O2
Profundidade 30
Esta
ccedilatilde
o
ch
eia
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
era
tura
do
So
lo (
0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
29
Os valores de O2 (Figura 11) e potencial redox (Figura 9) decresceram
com a profundidade em todas as estaccedilotildees estudadas Megonigal et al
(1991) confirmam em seus estudos essa forte tendecircncia em solos alagados
Os valores meacutedios da umidade do solo (Figura 12) diferiram ao longo
do ciclo hidroloacutegico nas duas profundidades estudadas A umidade do solo
tende a diminuir na estiagem com menores valores meacutedios (2 e 4 nas
profundidades de 10 e 30 cm respectivamente) aumentando os valores agrave
medida que se aproximam as estaccedilotildees de chuva do Pantanal (9 e 18
nas estaccedilotildees enchente e cheia respectivamente) na profundidade de 10 cm
A umidade influencia a respiraccedilatildeo do solo diretamente por meio de
processos fisioloacutegicos das raiacutezes e microrganismos e indiretamente via
difusatildeo dos substratos e O2 A aacutegua nos poros do solo em altos niacuteveis de
umidade afeta a troca dos gases (O2 e CO2) limitando a atividade
microbiana Na aacutegua a taxa de difusatildeo de ambos os gases diminui em
10000 vezes em relaccedilatildeo agrave taxa de difusatildeo no ar Portanto o movimento de
difusatildeo de ambos os gases diminui proporcionalmente agrave medida que os
poros satildeo ocupados por aacutegua (Luo e Zhou 2006)
Sendo o Pantanal uma planiacutecie sazonalmente inundaacutevel existe um
ciclo de umedecimento e secagem da planiacutecie especificamente da aacuterea de
estudo podendo-se notar em ambas as profundidades diminuiccedilatildeo dos
valores meacutedios de umidade nas estaccedilotildees vazante e estiagem voltando a
aumentar os valores meacutedios nas duas estaccedilotildees subsequentes (enchente e
cheia)
Esta dinacircmica de valores mais altos nas estaccedilotildees enchente e cheia e
menores nas estaccedilotildees vazante e estiagem eacute confirmada pelos valores de
precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria (Figura 15) os quais acompanham esta
mesma dinacircmica
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
era
tura
do
So
lo (
0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
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ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
30
Figura 12 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da umidade do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A variaacutevel potencial matricial solo (Figura 13) na profundidade de 10
cm foi estatisticamente diferente entre as estaccedilotildees com menores valores
nas estaccedilotildees vazante e estiagem (-400 kPa e -350 kPa respectivamente) e
maiores valores nas estaccedilotildees enchente e cheia (-200 kPa e -160 kPa
respectivamente) Eacute importante ressaltar que em valores menores que -600
kPa o crescimento das raiacutezes eacute reduzido Pode-se observar ainda que o
periacuteodo noite foi o que mais se diferenciou em todas as estaccedilotildees nesta
mesma profundidade
Na profundidade de 30 cm natildeo houve diferenccedila estatiacutestica entre
periacuteodos mas entre as estaccedilotildees sendo que na estiagem a tensatildeo do solo
apresentou os menores valores (-250 kPa) Pode-se observar a mesma
tendecircncia do potencial matricial do solo com a umidade do solo (Figura 12)
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
era
tura
do
So
lo (
0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
31
na profundidade de 30 cm O potencial matricial do solo na profundidade de
30 cm tende a diminuir agrave medida que a umidade do solo tambeacutem diminui
Figura 13 Meacutedias (meacutedias estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico) do potencial matricial do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A temperatura do solo (Figura 14) na regiatildeo de estudo apresentou
para ambas as profundidades os maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees de
enchente e cheia (275degC e 28degC na profundidade de 10 cm e 27degC e
275degC na profundidade de 30 cm) Houve diferenccedila estatiacutestica entre as
estaccedilotildees para ambas as profundidades
A mesma dinacircmica foi observada ao longo de todo o ciclo hidroloacutegico
isto eacute temperaturas amenas na vazante e mais elevadas na cheia Na
profundidade de 10 cm houve diferenccedila estatiacutestica entre estaccedilotildees e entre os
periacuteodos manhatilde tarde e noite nas estaccedilotildees vazante e estiagem poreacutem nas
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
era
tura
do
So
lo (
0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
32
estaccedilotildees enchente e cheia os periacuteodos tarde e noite foram estatisticamente
iguais O periacuteodo da manhatilde para as estaccedilotildees enchente e cheia foi
estatisticamente diferente sendo que o periacuteodo da manhatilde na estaccedilatildeo cheia
foi estatisticamente igual aos periacuteodos tarde e noite na estaccedilatildeo enchente
Na profundidade de 30 cm em todas as estaccedilotildees os periacuteodos manhatilde
e tarde foram estatisticamente iguais sendo que somente o periacuteodo da noite
foi estatisticamente diferente
Pesquisas recentes em regiotildees temperadas tecircm mostrado uma forte
relaccedilatildeo entre temperatura do solo conteuacutedo de aacutegua e concentraccedilotildees de
CO2 (RivergosIregui et al 2007) Entretanto os processos em solos
tropicais satildeo diferentes dos processos em solos das regiotildees temperadas
pois a temperatura varia pouco entre 10 e 30 cm mostrando claramente que
a temperatura natildeo eacute o fator mais importante na limitaccedilatildeo dos processos
bioloacutegicos
Figura 14 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da temperatura do solo nas profundidades de 10 e 30 cm num solo classificado como Planossolo Haacuteplico aliacutetico gleissoacutelico na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
periodo_d
Manha
periodo_d
Tarde
periodo_d
Noite
prof 10
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Te
mp
era
tura
do
So
lo (
0C
)
prof 30
pe
rio
do
va
za
nte
estia
ge
m
en
ch
en
te
ch
eia
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
33
Foram observados baixos valores meacutedios de precipitaccedilatildeo acumulada
(Figura 15) nas estaccedilotildees vazante e estiagem (001 e 002 mm
respectivamente) e maiores valores meacutedios nas estaccedilotildees enchente e cheia
(012 e 008 mm respectivamente) Natildeo houve diferenccedila significativa entre
as estaccedilotildees vazante e estiagem entretanto nas estaccedilotildees enchente e cheia
houve diferenccedila significativa Os periacuteodos da manhatilde satildeo estatisticamente
iguais em todas as estaccedilotildees o periacuteodo da tarde diferencia-se somente nas
estaccedilotildees enchente e cheia assim como o periacuteodo da tarde
Figura 15 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da precipitaccedilatildeo acumulada meacutedia diaacuteria na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os maiores valores meacutedios da velocidade do vento (Figura 16) foram
encontrados na estaccedilatildeo enchente (04 ms) no periacuteodo da tarde e os
menores na estaccedilatildeo vazante (025 ms) no periacuteodo da noite O Pantanal eacute
delimitado por planaltos (bacia intercontinental) e pouco influenciado por
ventos fortes (Heckman 1998)
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o a
cu
mu
lad
a m
eacuted
ia d
iaacuteria
(m
m)
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
34
Figura 16 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da velocidade do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
A direccedilatildeo predominante do vento (Figura 17) na aacuterea de estudo foi a
sudoeste Nas estaccedilotildees estiagem enchente e cheia foi observada mudanccedila
significativa na direccedilatildeo do vento nos periacuteodos da manhatilde e tarde (predomiacutenio
da direccedilatildeo sudoeste) para a noite (predomiacutenio da direccedilatildeo leste) Na vazante
as direccedilotildees dos ventos satildeo opostas ao longo do dia nas manhatildes e tardes
haacute predomiacutenio de ventos oeste e agrave noite de ventos sudoeste
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
00
01
02
03
04
05
06
07V
en
to (
ve
locid
ad
e m
se
gu
nd
o-1
)
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
35
Figura 17 Meacutedias (por ciclo hidroloacutegico) da direccedilatildeo do vento na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Os valores de intensidade de precipitaccedilatildeo (Figura 18) nas estaccedilotildees
vazante e estiagem foram estatisticamente iguais sendo os menores valores
encontrados para o periacuteodo de estudo Nas estaccedilotildees enchente e cheia os
maiores valores foram encontrados no periacuteodo da tarde seguidos pelos
valores do periacuteodo da noite e por fim pelos da manhatilde
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
barra vertical expressa 95 do intervalo de confianccedila
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
Ve
nto
(d
ire
ccedilatilde
o)
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
36
Figura 18 Meacutedias (por estaccedilatildeo do ciclo hidroloacutegico) da intensidade de precipitaccedilatildeo na fitofisionomia Cerrado sensu stricto
42 Anaacutelise dos componentes principais (PCA)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas agraves
estaccedilotildees do ciclo hidroloacutegico (Tabela 1) mostra que 527 da variacircncia dos
dados satildeo explicados pelo O2 e umidade do ar enquanto o potencial redox
explica somente 85 da variacircncia
periodo Manha periodo Tarde periodo Noite
vazante estiagem enchente cheia
estaccedilatildeo
-01
00
01
02
03
04
05
Pre
cip
ita
ccedilatilde
o (
inte
nsid
ad
e m
eacuted
ia m
m h
ora
-1)
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
37
Tabela 1 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 035 -006 066 062
O2 -096 -021 -002 -001 Temperatura
do solo 078 041 -043 003 Potencial
Matricial do solo 078 057 008 015
Umidade do solo 070 047 024 044
Potencial Redox -005 -015 009 -095
Direccedilatildeo do vento 004 091 -020 023
Velocidade do vento -007 -009 -072 007
Temperatura do ar 063 043 -061 001
Umidade do ar 082 007 051 014
Pressatildeo do ar -034 -073 052 018 Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 037 086 017 005 Precipitaccedilatildeo (intensidade) 037 086 017 006
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 527 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo temperatura do ar umidade do ar CO2 e O2 Esse componente
representa as variaacuteveis que apresentam pouca variaccedilatildeo ao longo da
profundidade
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
209 da variacircncia total dos dados como a direccedilatildeo do vento precipitaccedilatildeo
(acumulada e intensidade) e pressatildeo do ar Isto indica que as variaacuteveis
climatoloacutegicas satildeo importantes e contribuem para a diferenciaccedilatildeo das
estaccedilotildees
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
38
A Figura 19 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 19 Graacutefico PCA (estaccedilatildeo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 19 o mecircs de fevereiro que corresponde agrave
estaccedilatildeo cheia apresenta as maiores temperaturas do solo potencial
matricial umidade do solo temperatura do ar umidade do ar e CO2 Os
meses correspondentes agrave estaccedilatildeo cheia tambeacutem apresentaram esta mesma
tendecircncia com destaque para o mecircs de marccedilo que apresentou os maiores
valores da estaccedilatildeo
O mecircs de janeiro correspondente agrave estaccedilatildeo enchente apresentou as
maiores precipitaccedilotildees tanto em termos de acuacutemulo quanto de intensidade
em todo o ciclo hidroloacutegico do Pantanal No final da estaccedilatildeo vazante (meses
seis e sete) aproximando-se da estaccedilatildeo estiagem foi observada a maior
produccedilatildeo de O2 no solo pois os poros estavam vazios facilitando a
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
39
difusividade do O2 e consequentemente o efluxo do CO2 para a atmosfera
(baixa produccedilatildeo de CO2 e alto valor de O2 no solo) (Risk et al 2008)
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas aos
periacuteodos do dia (Tabela 2) mostra que 425 da variacircncia dos dados eacute
explicada pela temperatura do solo potencial redox umidade do solo O2 e
pressatildeo do ar enquanto as precipitaccedilotildees (acumulada e intensidade)
explicam 195 da variacircncia O potencial redox explica somente 81 da
variacircncia e pertence somente ao quarto componente principal
Tabela 2 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu stricto
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 -009 033 -029 085
O2 -080 -035 007 -027
Temperatura do solo
095 013 016 007
Potencial Matricial do
solo 077 049 000 034
Umidade do solo
058 048 -005 063
Potencial Redox
-013 010 -018 -083
Direccedilatildeo do vento
013 023 067 011
Velocidade do vento
011 -031 057 -009
Temperatura do ar
028 028 080 003
Umidade do ar
043 -012 -083 017
Pressatildeo do ar -083 -017 -022 030
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria 034 087 019 008
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
034 087 018 008
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
40
O primeiro componente explica 425 da variacircncia total dos dados e
se relaciona com temperatura do solo potencial matricial do solo umidade
do solo O2 e pressatildeo do ar Esse componente tambeacutem representa as
variaacuteveis que se alteraram pouco ao longo da profundidade e natildeo se
diferenciaram da Figura 19 e de seu primeiro componente principal
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
195 da variacircncia total dos dados como a precipitaccedilatildeo acumulada e
intensidade Isto indica que as variaacuteveis climatoloacutegicas satildeo importantes e
contribuem para a diferenciaccedilatildeo dos periacuteodos do dia
A Figura 20 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
Figura 20 Graacutefico PCA (periacuteodo) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 4 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
41
De acordo com a Figura 20 nos periacuteodos manhatilde tarde e noite do
mecircs de janeiro ocorreram as maiores precipitaccedilotildees registradas ao longo dos
12 meses de estudo Nos meses de junho (6) julho (7) e agosto (8) no
periacuteodo da tarde formou-se um segundo grupo homogecircneo enquanto um
terceiro grupo foi formado por estes mesmos meses no periacuteodo da manhatilde e
noite
A matriz componente das variaacuteveis estudadas relacionadas com as
profundidades de 10 e 30 cm (Tabela 3) mostra que 40 da variacircncia dos
dados eacute explicada pelos dois primeiros componentes principais
Tabela 3 Matriz componente das variaacuteveis do solo e micrometereolooacutegicas da fitofisionomia Cerrado sensu strictu
Variaacutevel Componentesup1
1 2 3 4
CO2 094 -025 012 094
O2 -098 017 008 -098
Temperatura do solo
026 010 094 026
Potencial Matricial do
solo
091 039 000 091
Umidade do solo
078 056 017 078
Potencial Redox
018 087 021 018
Direccedilatildeo do vento
-061 074 004 -061
Velocidade do vento
-043 -028 021 -043
Temperatura do ar
-015 002 098 -015
Umidade do ar
096 017 -010 096
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
42
Pressatildeo do ar 042 -054 -069 042
Precipitaccedilatildeo acumulada
meacutedia diaacuteria
011 095 004 011
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
011 095 004 011
1 Meacutetodo de rotaccedilatildeo Varimax com rotaccedilatildeo Kaiser
O primeiro componente explica 40 da variacircncia total dos dados e se
relaciona com CO2 O2 potencial matricial umidade do solo e do ar e o
vento (velocidade e direccedilatildeo)
O segundo componente representa as variaacuteveis responsaacuteveis por
33 da variacircncia total dos dados como o potencial redox precipitaccedilatildeo
acumulada e pressatildeo do ar
A Figura 21 mostra o agrupamento das variaacuteveis de acordo com as
correlaccedilotildees positivas e significativas com os componentes principais
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
44
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
43
Figura 21 Graacutefico PCA (profundidades) do conjunto de dados de solo e micrometereoloacutegicos na projeccedilatildeo dos componentes 1 e 2 apoacutes a rotaccedilatildeo Varimax
De acordo com a Figura 21 os meses agrupados (fevereiro abril e
maio) pelas correlaccedilotildees positivas no componente 1 na profundidade de 30
cm satildeo semelhantes quanto agrave sequecircncia do ciclo hidroloacutegico do Pantanal
Observa-se outro grupo homogecircneo formado pelos meses de setembro
outubro novembro e dezembro na profundidade de 10 cm na correlaccedilatildeo
negativa do componente 1
Os meses de menor potencial redox apresentam as maiores
concentraccedilotildees de CO2 e as menores de O2 (fevereiro abril e maio) Janeiro
foi o mecircs que mais se diferenciou dos demais
5 CONCLUSOtildeES
De acordo com os objetivos propostos nesta pesquisa os resultados
obtidos permitem concluir que
o potencial redox eacute um bom indicador da hipersazonalidade dos solos
hidromoacuterficos do Pantanal Matogrossense e
o potencial matricial e a umidade do solo satildeo as variaacuteveis que tecircm
maior importacircncia para explicar a variaccedilatildeo do conjunto de dados
obtidos ao longo do ciclo hidroloacutegico o que indica que satildeo
determinantes nos processos bioloacutegicos deste solo tropical com
hipersazonalidade
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
45
CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
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ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
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CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
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TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
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TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
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continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
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TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ADAacuteMOLI J Fitogeografia do Pantanal In Anais do I Simpoacutesio sobre recursos naturais e socioeconocircmicos do Pantanal Centro de Pesquisa Agropecuaacuteria do Pantanal Corumbaacute 1986 90-106p ARIEIRA J e NUNES DA CUNHA C Fitossociologia de uma floresta inundaacutevel monodominante de Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae) no Pantanal Norte MT Brasil Act Botanica Brasileira 2006 569-580p ASSINE M L e SOARES P C Quaternary of the Pantanal west-central Brazil Quaternary International v114 n1 p23-34 2004 BANNER A e MACKENZIE W The Ecology of Wetlands EcosystemsExtension Note Biodiversity Management Concepts in Landscape Ecology2000 BOUMA T J NIELSEN K L EISSENSTATA D M AND LYNCH J P Estimating respiration of roots in soil interactions with soil CO2 soil temperature and soil water content Plant and Soil 1997 221ndash232p BOWDEN R D NADELHOFFER K J BOONE R D MELILLO J M e GARRISON J B Contributions of aboveground litter belowground litter and root respiration to total soil respiration in a temperate mixed hardwood forest Canadian Journal of Forest Research 1993 1402ndash1407p BOWDEN R D NEWKIRK K M e RULLO G M Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions Soil Biology and Biochemistry 1998 1591ndash1597p Brazil (1979) Estudos de Desenvolvimento Integrado da Bacia do Alto Paraguai Relatoacuterio da 1a Fase Descriccedilatildeo Fiacutesica e Recursos Naturais (EDIBAP) Ministeacuterio do Interior Brasiacutelia Brazil BRYLA D R BOUMA T J e EISSENSTAT D M Root respiration in citrus acclimates to temperature and slows during drought Plant Cell and Environment 1997 1411ndash1420p BUOL S W E REBERTUS R A Soil formation under hydromorfic conditions in HOOK D D (ed) The Ecology and Management of Wetlands (Vol 1)- Ecology of Wetlands Timber Press Portland 1988 253-262 p CARLYLE J C e BATHAN U Abiotic controls of soil respiration beneath an eighteen year old Pinus radiata stand in south-east Australia Journal of Ecology1988 654ndash662p
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CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
46
FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
47
JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
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Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
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YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
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ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
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CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
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TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
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TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
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continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
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TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
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CLARK MW MCCONCHIE D LEWIS DW e SAENGER P Redox Stratification and Heavy Metals Partitioning in Avicennia-Dominated Mangrove Sediments A Geochemical Model Chem Geol 1998 147-171p COLE CA e RP BROOKS A comparison of the hydrologic characteristics of natural and created mainstem floodplain wetlands in Pennsylvania Ecological Engineering 2000 221- 231p CORDEIRO J L P Estrutura e heterogeneidade da paisagem de uma unidade de conservaccedilatildeo no nordeste do Pantanal (RPPN Sesc Pantanal) Mato Grosso Brasil Efeitos sobre a distribuiccedilatildeo e densidade de Antas (Tapirus terrestris) e de Cervos-do-Pantanal (Blastocerus dichotomus) (Tese de Doutorado) Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Ecologia UFRGS Porto Alegre - RS 2004 202 p COSTA W A OLIVEIRA C A S e KATO E Modelos de ajustes e meacutetodos para a determinaccedilatildeo da curva de retenccedilatildeo de aacutegua de um Latossolo-vermelho-amarelo Revista brasileira de ciecircncia do solo 2008 515-523p COUTO E G Guia da excursatildeo teacutecnica da XIV RBMCSA Cuiabaacute MT 2002 67p CRAWFORD R M M Oxygen availability as an ecological limit to plant distribution Advances in Ecological Research 1992 93ndash185p D`ANGELO EM e REDDY KR Regulation of heterotrophic microbial potentials in wetland soils Soil Biol Biogeochem 1999 30-31p DEHEacuteRAIN P P e DEMOUSSY E The oxidation of organic matter in soil Annales Agronomiques1896 305ndash337p EITEN G Vegetaccedilatildeo do cerrado In M N Pinto (ed) Cerrado caracterizaccedilatildeo ocupaccedilatildeo e perspectivas 2a ed Ed Univ Brasiacutelia Brasiacutelia 1994 681p FANG C e MONCRIEFF J B A model for soil CO2 production and transport model development Agricultural and Forest Meteorology 1999 225- 236p FANNING D S e FANNING M C B Soil morphology genesis and classification New York John Wiley 1989 395 p FAULKNER SP e PATRICK JRWH Redox processes and diagnostic wetland soil indicators in bottomland hardwood forests Soil Sci Soc Am J 1992 856ndash865p
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FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
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JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
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Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
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PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
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SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
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YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
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ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
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CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
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TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
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TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
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continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
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TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
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FLANAGAN P W e VEUM A K Relationships between respiration weight loss temperature and moisture in organic residues on tundra In Soil organisms and decomposition in tundra IBP Tundra Biome Steering Committee Stockholm Sweden1974 pp 249ndash277 FORTUNATTI C M e COUTO E G A diversidade dos solos no Pantanal Mato Grossense 56a Reuniatildeo Anual da SBPC Cuiabaacute SBPC 18 a 23 de Julho de 2004 2004 p FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) 1974 FAO-UNESCO Soil Map of the world Vol I Legend UNESCO Paris GAMBRELL R P e PATRICK W H JR Chemical and microbiological properties of anaerobic soils and sediments In Plant life in anaerobic environments 1978 375ndash423p GIRARD P DA SILVA C J e ABDO M Riverndashgroundwater interactions in the Brazilian Pantanal The case of the Cuiabaacute River Journal of Hydrology 2003 57-66p GRABLE A R Soil aeration and plant growth Adv Agron 1966 57 ndash 106p GRABLE A R e SIEMER E G Effects of bulk density aggregate size and soil water suction on oxygen diffusion redox potentials and elongation of corn roots Soil Sci Soc Am Proc 1968 180 ndash 186p HAMILTON S K SIPPEL S J e MELACK J M Inundation patterns in the Pantanal wetland of South America determined from passive microwave remote sensing Archiv fur Hydrobiologie 1996 1-23p HASENACK H CORDEIRO J L P e HOFMANN G S O clima da RPPN SESC Pantanal Relatoacuterio teacutecnico Disponiacutevel em ltwwwecologiaufrgsbrlabgeodownloadsdadosclima_rppn_sescpantanalpdf gt Acesso em 10 de setembro de 2010 HECKMAN C W The Pantanal of Poconeacute Biota and ecology in the northern section of the worlds largest pristine wetland Monographiae Biologicae Volume 77 Kluwer Academic Publishers Dordrecht Boston London1998 623p HUI D AND LUO YEvaluation of soil CO2 production and transport in Duke Forest using a process-based modeling approach Global Biogeochemical Cycles 2004 IPCC Climate change The scientific basis Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge Cambridge University Press 2001 881 pp
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JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
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Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
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ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
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JASSAL RS BLACK TA DREWITT GB NOVAK MD GAUMONT-GUAY D NESIC Z A model of the production and transport of CO2 in soil predicting soil CO2 concentrations and CO2 efflux from a forest floor Agricultural and Forest Meteorology 2004 219-236 JOHNSON MS LEHMANN J RIHA SJ KRUSCHE AV RICHEY JE OMETTO JPHB e COUTO EG CO2 efflux from Amazonian headwater streams represents a significant fate for deep soil respiration Geophysical Research Letters 2008 JOSSELYN M N FAULKNER S P e PATRICK Jr W H Relationships between seasonally wet soils and occurrence of wetland plants in California Wetlands 1990 7 ndash 26p JUNK W J e DA CUNHA C N Pantanal a large South American wetland at a crossroads Ecological Engineering 2005 391-401p JUNK W J BAYLEY P B e SPARKS R E The flood pulse concept in riverfloodplain systems In Proceedings of the International Large River Symposium Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic Science 1989110-127p KALLESTAD J C T W SAMMIS J G MEXAL Comparison of Galvanic and Chemi-Luminescent sensors for detecting soil air oxygen in flood-irrigated pecans SSAJ Volume 72 2008 758-766 KEDDY P A FRASER L H SOLOMESHCH A I JUNK W J CAMPBELL D R ARROYO M T K ALHO C J R Wet and Wonderful The Worlds Largest Wetlands are Conservation Priorities BioScience 2009 39-51p KELLER J K P B WEISENHORN J P MEGONIGAL Humic acids as electron acceptors in wetland decomposition Soil Biology amp Biochemistry 2009 1-5p LA SCALA JR N MARQUES JR J PEREIRA G T AND CORAacute J E Carbon dioxide emission related to chemical properties of a tropical bare soil Soil Biology amp Biochemistry 2000 1469ndash1473p LE DANTEC V EPRON D DUFREcircNE E Soil CO2 efflux in a beechforest comparison of two closed dynamic systems Plant and Soil 1999 125-132p LIU X WAN S SU B HUI D AND LUO Y Response of soil CO2 efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem Plant and Soil 2002 213ndash223p LOBATO L A D O Distribuiccedilatildeo espacial de atributos pedoloacutegicos em aacutereas de cerrados mesotroacuteficos no Pantanal de Poconeacute-MT Dissertaccedilatildeo de
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Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
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PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
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SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
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YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
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ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
48
Mestrado Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinaacuteria UFMT Cuiabaacute 2000 LOVLEY DR e KLUG MJ Model for the distribution of sulfate reduction and methanogenesis in freshwater sediments Geochimica et Cosmochimica Acta 1986 11plusmn18p LOVELY D R e PHILLIP E J Requirement for a microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments Appl Environ Microbiol 1989 3234-3236p LUO Y e ZHOU X Soil respiration and the Environment Elsevier 2006 p 1 ndash 104 MEGONIGAL J P PATRICK W H e FAULKNER S P Wetland Identification in seasonally flooded forest soils Soil morphology and redox dynamics Soil Sci Soc Am J 1993 140 ndash 149P MOORMANN F R e VAN DE WETERING H T J Problems in characterizing and classifying wetland soil In Wetland Soils Characterization Classification and Utilization International Rice Research Institute 1985 53-68p MOREIRA FMS SIQUEIRA JO Microbiologia e bioquiacutemica do solo Lavras UFLA 2006 729p NARDOTO GB BUSTAMANTE MMC Effects of fire on soil nitrogen dynamics and microbial biomass in savannas of Central Brazil Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 2003 955ndash962 NEMECEK J SMOLIKOVA L KUTILEK M Pedologie a paleopedologie Academia Prague1990 p 552 (in Czech) NEUE HU JL GAUNT ZPWANG P BECKERHEIDMANN AND C QUIJANO Carbon in tropical wetlands Geoderma 1977 163ndash185p NEUE H U et al Carbon in tropical wetlands Geoderma 1997 163-185p NOBEL P S Physiochemical and environmental plant physiology Elsevier Academic Press Amsterdam the Netherlands 2005 NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Distribution of woody plant communities along the flood gradient in the Pantanal of Poconeacute Mato Grosso Brazil International Journal of Ecology and Environmental Sciences 2001 63-70p NUNES DA CUNHA C e JUNK W J Year-to-year changes in water level drive the invasion of Vochysia divergens in Pantanal grasslands Applied Vegetation Science 2004 103-110p
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
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CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
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TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
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continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
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TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
49
PAUL E A CLARK F E Soil microbiology and biochemistry 2nd ed San Diego Academic Press 1996 12ndash33p POPESCU O Soil carbon dioxide efflux in a naturally regenerated and a planted clear-cut on the Virginia Piedmont (Dissertaccedilatildeo de mestrado) Blackburg Virginia 2001 PONNAMPERUMA F N The chemistry of submerged soils Advances in Agronomy New York v24 1972 29-96p RABENHORST M C e PARIKH S Propensity of Soils to Develop Redoximorphic Color Changes Soil Sci Soc Am J 2000 1904-1910p RAICH J e POTTER C Global patterns of carbon dioxide emissions from soils Global Biogeochemical Cycles 1995 23ndash36p RAICH J W e SCHLESINGER W H The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate Tellus 1992 81-99p RATTER J A RIBEIRO J F e BRIDGEWATER S The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity Ann Bot 1998 223-230p RIVEROS-IREGUI D A EMANUEL RE MUTH DJ MCGLYNN BL EPSTEIN HE WELSCH DL et al Diurnal hysteresis between soil CO2 and soil temperature is controlled by soil water content Geophysical Research Letters 2007 34p RAYMENT M B JARVIS P G Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest Soil Biology and Biochemistry 2000 35-45p REDDY K R e DELAUNE R D Biogeochemistry of wetlands science and applications CRC Press 2008 SAKAKI T LIMSUWAT A SMITS K M ILLANGASEKARE T H Empirical two-point α-mixing model for calibrating the ECH2O EC-5 soil moisture sensor in sands Water Resour Res 2008 44p SANTOS G e CAMARGO F Fundamentos da mateacuteria orgacircnica do solo ecossistemas tropicais e subtropicais Ed Gecircnesis ediccedilotildees Porto Alegre Brasil 1999 508 p SEO D C e DELAUNE R D Effect of redox conditions on bacteria and funfal biomass and carbon dioxide production in Louisiana coastal swamp forest sediment Science of the Total Environment 2010 3623-3631p
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
50
SCHIMEL DS Terrestrial ecosystems and the carbon-cycle Global Change Biology 1995 77ndash91p SILVA CJ ESTEVES FA Dinacircmica das caracteriacutesticas limnoloacutegicas das baiacuteas Porto de Fora e Acurizal (Pantanal de Mato Grosso) em funccedilatildeo da variaccedilatildeo do niacutevel da aacutegua Oecologia BrasilensisRio de Janeiro 199547-60p SMITH K A e ARAH J R M Anaerobic micro-environments in soil and the occurrence of anaerobic bacteria In Jensen V Kjoumlller A Sorensen LH editors Microbial communities in soil FEMS symposium no 33 London Elsevier Applied Science Publishers 1986 247ndash61p SOTTA E D MEIR P MALHI Y NOBRE AD HODNETT M GRACE J Soil CO2 efflux in a tropical forest in central Amazon Global Change Biol 2004 601ndash617p STOLZY L H Soil atmosphere The plant root and its environment (E W Carson ed) 1974 335ndash362p University Press of Virginia Charlottesville VA TIEDJE J M SEXSTONE A J PARKIN T B REVSBECH N P SHELTON D R Anaerobic processes in soil Plant Soil 1984 197ndash212p VAN-BREEMEN N e BUURMAN P Soil Formation Dordrecht Kluwer Academic Publishers 2002 404p VAN DER WALK A G The biology of freshwater wetlands Biology of Habitats Oxford University Press 2006 173 p VAISALA O Y J Vaisala CARBOCAP Carbon Dioxide Transmitter Series Users Guide Helsinki Finland 2008 VAN CLEVE K OCCHEL W C HOM J L Response of black spruce (Picea-mariana) ecossysmens to soil-temperature modification in interior Alaska Canadian Journal of Forest Research 1990 1530-1535p VANHALA P Seasonal variation in the soil respiration rate in coniferous forest soils Soil Biology amp Biochemistry 2002 1375ndash1379p VEPRASKAS M J e FAULKNER S P Redox chemistry of hydric soils 2001 Capiacutetulo 4 VILE M A BRIDGHAM S D WIEDER RK NOVAK M Atmospheric sulfur deposition alters pathways of gaseous carbon production in peatlands Global Biogeochemical Cycles 2003
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YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
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continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
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TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
51
YIM M H JOO S J SYUDOU K NAKANE K Spatial variability of soil respiration in a larch plantation estimation of the number of sampling points required Forest Ecology and Management 2002 1-4p XU M QI Y Soil surface CO2 efflux and its spatial and temporal variation in a young ponderosa pine plantation in California Glob Change Biol 2001 667-677p XU M QI Y Spatial and seasonal variations of Q(10) determined by soil respiration measurements at a Sierra Nevadan forest Global Biogeochem Cycles 2001 687ndash696p XU L BALDOCCHI D D AND TANG J How soil moisture rain pulses and growth alter the response of ecosystem respiration to temperature Global Biogeochemical Cycles 2004 ZEHNDER A J B STUMM W Geochemsitry and biogeochemistry of anaerobic habitats In Zehnder AJB editor Biology anaerobic microorganisms New York Wiley 1988 469ndash585p
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
52
ANEXO A
Perfil ndash PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano PERFIL DATA 08082008 CLASSIFICACcedilAtildeO PLANOSSOLO HAacutePLICO Aliacutetico gleissoacutelico A moderado fase cerradatildeo (cordilheira) relevo plano UNIDADE ndash SXal LOCALIZACcedilAtildeO MUNICIacutePIO ESTADO E COORDENADAS Interior da aacuterea do RPPN SESC Pantanal Municiacutepio de Baratildeo de Melgaccedilo ndash MT Proacuteximo de um experimento no local denominado ldquoCordilheirardquo coordenadas UTM 21K 576548 m E e 8167453 m N SITUACcedilAtildeO DECLIVE E COBERTURA VEGETAL SOBRE O PERFIL Perfil descrito e coletado em trincheira situada em terreno plano ALTITUDE 147 metros 9 LITOLOGIA Sedimentos arenosos inconsolidados e sedimentos argilosos FORMACcedilAtildeO GEOLOacuteGICA Formaccedilatildeo Pantanal
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
53
CRONOLOGIA Quaternaacuterio MATERIAL ORIGINAacuteRIO Produtos de decomposiccedilatildeo das litologias supracitadas PEDREGOSIDADE Natildeo pedregosa ROCHOSIDADE Natildeo rochosa RELEVO LOCAL Plano RELEVO REGIONAL Plano EROSAtildeO Natildeo aparente DRENAGEM Imperfeitamente drenado VEGETACcedilAtildeO PRIMAacuteRIA Cerradatildeo (cordilheira) USO ATUAL Reserva natural CLIMA Aw da classificaccedilatildeo de Koumlppen DESCRITO E COLETADO POR Joatildeo Paulo Novaes Filho Leacuteo A Chig e Juliana Milesi DESCRICcedilAtildeO MORFOLOacuteGICA A 0-12 cm bruno-amarelado-escuro (10YR 34 uacutemida) areia gratildeos simples solta friaacutevel natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e difusa E1 12-36 cm bruno-amarelado-claro (10YR 63 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e clara E2 36-85 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de bruno muito claro-acinzentado (10YR 73 uacutemida) e amarelo-brunado (10 YR 68 uacutemida) areia gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta EB 85-116 cm coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento (10 YR61 uacutemida) e bruno-amarelado (10 YR 58 uacutemida) franco-arenosa fraca pequena blocos subangulares e gratildeos simples solta natildeo plaacutestica natildeo pegajosa transiccedilatildeo plana e abrupta Btg 116-150 cm+ coloraccedilatildeo variegada constituiacuteda de cinzento-claro (10 YR71 uacutemida) e vermelho (25 YR 48 uacutemida) e com noacutedulos de manganecircs de cor preta (10 YR 21 uacutemida) argila forte grandemuito grande blocos subangulares muito dura muito firme plaacutestica pegajosa
Raiacutezes Muitas finas fasciculares e comuns finas secundaacuterias nos
horizontes A e E1 comuns finas fasciculares e raras finas secundaacuterias
nos horizonte E2 e EB ausentes no Btg
Observaccedilotildees Presenccedila de horizonte Oo de 1 cm na superfiacutecie do solo
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
54
TABELA 4 Anaacutelises fiacutesicas e quiacutemicas do solo do perfil
55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
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TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
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55
TABELA 5 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis determinadas no solo
CO2 O2
Temperatura do solo
Umidade do solo
Potencial Matricial do solo
Potencial Redox
Unidade ppm degC Kpa mV
Profundidade 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm 10 cm 30 cm
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 87823 70182 163 147 278 276 289 242 -134 -41 - 2367
DP 35319 38494 05 03 141 13 117 57 1812 628 - 297
CV () 402 548 31 239 506 481 406 238 1351 1506 - 1255
Amplitude
Total 101628 102320 38 06 65 55 372 185 4741 2183 - 8963
Maacuteximo 104581 114292 179 152 303 298 495 298 -88 -2285 - 5553
Miacutenimo 2953 11922 141 146 238 243 123 113 -4829 -102 - -341
Vazante Meacutedia 111135 9707 177 151 229 234 134 115 -4101 -2265 - 4156
DP 955 9258 04 05 18 15 28 43 1381 859 - 658
CV () 094 953 28 382 82 65 21 377 336 379 - 158
Amplitude
Total 5636 55473 36 22 107 86 169 182 4929 2777 - 2005
Maacuteximo 103450 59367 187 162 279 276 288 268 -99 -107 - 6209
Miacutenimo 97814 3894 151 14 171 189 119 86 -5028 -2884 - 4204
Estiagem Meacutedia 26548 7434 176 - 246 246 129 96 -3568 -2546 4364 341
DP 41185 3484 04 - 24 2 126 153 1731 238 434 343
CV () 1551 468 26 - 99 82 98 159 485 93 10 195
Amplitude
Total 100376 214899 2 - 108 8 69 75 5229 1310 2944 2751
Maacuteximo 102270 21499 186 - 29 283 185 161 63 -1517 5702 4723
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
57
TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
56
continuaccedilatildeo Tabela 5
Miacutenimo 1894 01 166 - 182 199 116 86 -5166 -2827 2758 1972
Enchente Meacutedia 7306 30404 168 - 272 271 174 16 -195 -1578 4621 3663
DP 4112 32359 046 - 098 068 61 77 210 108 1031 65
CV () 562 1064 27 - 36 25 352 483 1077 684 223 177
Amplitude
Total 15347 108069 24 - 54 36 242 215 5241 2539 4705 3431
Maacuteximo 17682 114723 176 - 299 29 361 306 -93 -10 7548 636
Miacutenimo 2333 6654 152 - 244 254 12 91 -5334 -2638 2843 2929
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TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
58
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TABELA 6 Estatiacutestica descritiva das variaacuteveis micrometereoloacutegicos
Umidade Relativa
Vento (velocidade)
Vento (direccedilatildeo)
Precipitaccedilatildeo Acumulada Meacutedia diaacuteria
Precipitaccedilatildeo (intensidade)
Temperatura do ar
Unidade ms graus mm mmhora degC
Estaccedilatildeo
Cheia Meacutedia 822 027 2035 008 014 264
DP 151 016 416 092 173 41
CV() 183 589 204 1147 1159 155
Maacuteximo 967 093 3117 271 515 357
Miacutenimo 383 006 7483 0 0 148
Vazante Meacutedia 754 025 1994 001 003 208
DP 195 018 323 041 077 7
CV() 259 725 162 2340 2353 338
Maacuteximo 949 278 3058 181 339 355
Miacutenimo 193 006 957 0 0 59
Estiagem Meacutedia 642 029 2027 002 004 243
DP 237 022 395 033 062 82
CV() 369 757 195 1566 1581 337
Maacuteximo 925 113 3115 117 218 409
Miacutenimo 146 006 864 0 0 42
Enchente Meacutedia 727 04 2053 012 022 263
DP 174 042 494 1 19 46
CV() 239 1039 241 8378 8489 175
Maacuteximo 913 1149 3109 265 505 386
Miacutenimo 197 006 703 0 0 115
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