O controle do solo sobre a estrutura da floresta e estoques
de carbono na Amazônia Central
Demétrius Martins
Flávio Luizão
Carlos Alberto Quesada
“Let me bring you songs from the wood ”
(Ian Anderson))
1
Ted Feldpausch
Introdução
As florestas tropicais armazenam 40% do carbono estocado na
biomassa terrestre (Dixon et al. 1994)
Amazônia: ~ 80 Pg C (Malhi et al. 2006)
Necromassa: ~ 10 Pg C (Chao et al. 2009)
 Representa de 6 a 25% do total de carbono acima do
solo
Introdução
Amazônia possui grande variação:
Dinâmica florestal
Estrutura da floresta:
 Taxas de mortalidade
 Densidade da madeira
 Altura das árvores
 Taxas de natalidade
 Diâmetro das árvores
 Biomassa
Necromassa diminui (Chao et al. 2009)
NE
NO
Possíveis causas da variação:
Distúrbio climáticos recentes
Variações da dinâmica e estrutura florestal
Introdução
Quesada et al. 2012
Propriedades físicas
do solo
Vegetação
Figura: Quesada et al. (2011)
Grande variedade de condições químicas e físicas
Introdução
Poucos estudo mostram os controladores de necromassa no nível de paisagem
Kissing & Powers (2010)
Estádio sucessional X Necromassa
Chao et al. (2009)
Estrutura e dinâmica da floresta X Necromassa
Biomassa acima do solo
Densidade da madeira
Mortalidade de massa
Introdução
Quesada et al. (2012)
Profundidade efetiva
do solo
Estrutura do solo
Dinâmica
Estrutura da
vegetação
Densidade
da madeira
Biomassa
Mortalidade
de indivíduos
Introdução
Profundidade efetiva
do solo
Estrutura do solo
?
Necromassa
Introdução
As florestas localizadas abaixo do Rio Amazonas na Amazônia Central representam
uma parte significativa dessa região, no entanto são pouco conhecidas
Solos hidromórficos
X
Solos bem drenados
Métodos
PDBFF
Reserva Ducke
"
Manaus
±
M1
M2
M4
M5
M6
M7
M8
M9
M10
M11
0 40 80
160
Kilometers
Métodos
Amostragem de madeira morta
Protocolo (Baker e Chao 2009)
Unidade amostral: parcelas de 250 x 20 (0,5 ha)
2 tipos de amostragem
Madeira caída
Árvores mortas em pé
Métodos
Classes de decomposição da madeira
3 classes de decomposição (Baker e Chao 2009):
Classe 3
Classe 1
Foto: J. J. Toledo
Classe 2
Foto: J. J. Toledo
Métodos
Estimativa de necromassa
Volume
MN = V × *
ρ
Densidade da
madeira morta
classe de
*Cada
decomposição
Métodos
Estrutura da vegetação
Número de indivíduos por hectare
Densidade da madeira (vivas)
Diâmetro
Biomassa
Dados das parcelas permanentes em colaboração
Susan Laurance (PDBFF)
Iêda Amaral (TEAM)
Carolina Castilho (PPBio)
Juliana Schietti (PPBio/CENBAM)
Métodos
Propriedades físicas do solo
Trincheiras
2 m de profundidade
Densidade do solo
Descrição da trincheira
PDBFF: 3
Reserva Ducke: 3
BR-319: 6 (uma por módulo)
Trado
Para aumentar a cobertura espacial das propriedades do solo
Dados de trado de todas as parcelas do interflúvio
Métodos
Propriedades físicas do solo
Profundidade efetiva
Nota
(Quesada et al. 2010)
Estrutura do solo
Nota
Raso (<20 cm )
4
Muito denso, restrição para raiz
4
Menos raso (de 20 a 50 cm)
3
Denso, menor restrição para raiz
3
Profundidade entre 50 e 100cm
2
Duro, denso, estrutura em bloco
2
Horizonte C ( > 100 cm)
1
Solto, bem agregado
1
Profundo ( > 150 cm)
0
Boa agregação, friável
0
Topografia
Nota
Condições anóxicas
Nota
Muito inclinada > 45°
4
Água estagnada, saturado
4
Inclinada 20° a 44°
3
Baixa porosidade, sat. sazonal
3
Ondulação suave 8° a 19°
2
Saturação profunda (50cm de sat.)
2
Inclinação suave 1° a 8°
1
Saturação profunda (>100cm)
1
Plano
0
Condições de não saturação
0
Métodos
Dados ambientais
Pluviosidade
WorldClim – Global Climate Data
Precipitação total
Precipitação nos três meses mais secos
Métodos
Dados ambientais
Drenagem
Imagens SRTM
Cálculo de um índice topográfico
𝛼𝑖
𝑇 = 𝑙𝑜𝑔
𝑡𝑎𝑛𝛽𝑖
Área de
contribuição
Topographic Index
Value
Declividade
da região
High : 22.9931
Low : 5.87597
0
5
10
±
20
Kilometers
Resultados e discussão
Variações das propriedades do
solo
Caracterização dos solos permitiu separar as parcelas em 3 grupos:
Sem restrição - SR
PDBFF e Ducke
Anóxia = 0
Baixos níveis de
restrição - BNR
Altos níveis de
restrição - ANR
Interflúvio
Interflúvio
Anóxia < 1
Anóxia > 1
Anóxia
0
0-1
2-4
Profundidade efetiva
0
0-2
1-4
Estrutura
0-1
1-2
2-4
Topografia
0-2
0-1
0-1
Densidade (g cm-3)
0,8 – 1,2
1,0 – 1,6
1,2 – 1,7
Resultados e discussão
Variações das propriedades do solo
a
a
Solos sem restrições
b
b
Solos restritivos
50 cm 50 cm
100 cm100 cm
Baixa densidade e bem
drenado
Marcas de mosqueado
apontando a flutuação do lençol
19
Resultados e discussão
Volume e densidade de necromassa
Volume de necromassa variou significativamente entre os diferentes
ambientes
SR
69,5 ± 11,1 m3 ha-1
BNR
69,5 ± 11,6 m3 ha-1
ANR
33,8 ± 2,0 m3 ha-1
A densidade da madeira morta não variou entre os diferentes ambientes,
mas variou significativamente entre as classes de decomposição
SR
BNR
ANR
Classe 1
0,68 ± 0,02
0,67 ± 0,04
0,61 ± 0,02
Classe 2
0,55 ± 0,02
0,53 ± 0,03
0,48 ± 0,01
Classe 3
0,32 ± 0,01
0,34 ± 0,02
0,33 ± 0,02
Baixa fertilidade
Resultados e discussão
Estoques de necromassa
SR
PDBFF
33,1 ± 7,1 Mg ha-1
BNR 35,1 ± 7,2 Mg ha-1
Reserva Ducke
Manaus
M1
ANR 16,1 ± 2,6 Mg ha-1
M2
Necromassa Mg ha-1
6,7 – 13,1
M4
M5
M6
35,4.– 48,9
Sem restrição
Baixo nível de restrição
Alto nível de restrição
M9
M11
0 40 80
25,2 – 35,0
53,3 – 73,0
M7
M8
M10
14,6 – 24,0
160
Kilometers
Preditores de necromassa ao longo da paisagem
2.5
3.0
3.5
4.0
P<0,001
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
ln Necromassa (Mg ha-1)
r2adj=0,20
2.0
ln Necromassa (Mg ha-1)
3
Alto nível de restrição
2
4.0
3.5
3.0
1
Baixo nível de restrição
1
Estrutura do solo
Anóxia
Sem restrição
0
4
r2adj=0,30
2.5
2
P<0,001
2.0
1
ln Necromassa (Mg ha-1)
0
ln Necromassa Mg ha
ln Necromassa Mg ha
1
r2adj=0,35 P<0,001
0
1
2
3
Profundidade efetiva do solo
4
3
4
Preditores de necromassa ao longo da paisagem
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
2.5
3.0
3.5
1
ln Necromass (Mg
Mg ha
ha-1)
ln Necromassa
4.0
r2adj=0,12
P=0,009
2.0
ln Necromassa (Mg ha-1)
ln Necromass Mg ha
1
r2adj=0,10
P=0,017
0
1
2
7
8
9
10
11
12
Índice topografico
Topografia
Sem restrição
Baixo nível de restrição
Alto nível de restrição
13
14
Resultados e discussão
Padrões gerais da paisagem
Possíveis causas do menor estoque em
ANR
:
Martius (1997) em áreas de Várzea e Chao et al. (2008) planícies alagáveis
no Peru encontraram baixos estoques de necromassa
Redistribuição da madeira morta pelas águas dos rios
Das 79 parcelas apenas 9 estavam em áreas de alagamento
Nenhuma próxima de grandes rios
Maiores taxas de decomposição
Taxas de decomposição não foram medidas
Espera-se uma relação negativa entre densidade da madeira e
taxas de decomposição (Chambers et al. 2000)
Não encontramos diferença da densidade da madeira entre as áreas
Resultados e discussão
Dados de vegetação
a
800
750
700
220
240
No de indivíduos ha
ab
a
b
650
-1
b
b
600
200
Biomassa (Mg ha-1)
260
Pontos = média
Barras = intervalo de confiança
n=33
ANR
n=16
BNR
Solos
n=30
SR
n=33
ANR
n=16
BNR
Solos
n=30
SR
15.2
15.4
15.6
15.8
16.0
0.25
16.2
Altura média (m)
16.4
20
a
ANR
a
BNR
b
SR
Solos
Solos
c
0.30
0.35
0.40
Biomassa por árvore (Mg)
16.6
21
22
DAP médio (cm)
23
Dados de vegetação
Pontos = média
Barras = intervalo de confiança
b
b
c
b
a
ANR
BNR
Solos
SR
Resultados e discussão
Preditores de necromassa ao longo da paisagem
Alto nível de restrição
r2adj=0,20
P<0,001
Baixo nível de restrição
3.5
2.5
3.0
O parâmetro da vegetação
que melhor explicou a
variação de necromassa
2.0
ln Necromassa Mg ha
1
4.0
Sem restrição
0.2
0.3
0.4
Biomassapor árvore Mg
0.5
Resultados e discussão
Preditores de necromassa ao longo da paisagem
Alto nível de restrição
Baixo nível de restrição
r2adj=0,10
P=0,01
3.5
3.0
2.5
2.0
2.0
2.5
3.0
3.5
ln Necromassa Mg ha
1
1
4.0
4.0
r2adj=0,13
P=0,008
ln Necromassa Mg ha
Sem restrição
14
15
16
17
Altura média (m)
18
18
20
22
24
DAP médio (cm)
26
Vegetação e necromassa
Parâmetro da vegetação tiveram relação fracas com
necromassa
Necromassa ~ Biomassa (r2adj=0,12) Similar à Chao et al. (2009)
Necromassa ~ Biomassapor árvore (r2adj=0,20)
Diferentes níveis de restrição nos solos parecem afetar
significativamente a estrutura da floresta influenciando
temporalmente e estruturalmente o armazenamento da
biomassa
Maiores restrições físicas suportam florestas mais dinâmicas com baixa
densidade da madeira e baixa biomassa (Jirka et al. 2007 e Quesada et al.
2012)
Restrições no solo podem dificultar o estabelecimento das árvores
restringindo o crescimento de raízes profundas e a sobrevivência das
árvores afetando a estrutura da vegetação
Resultados e discussão
Principais causas da variação
Se características limitantes do solo afetam
positivamente a mortalidade de árvores, como
o aumento das restrições físicas (anóxia)
podem causar a diminuição dos estoques de
necromassa?
Resultados e discussão
Vegetação e necromassa
31
Resultados e discussão
Vegetação e necromassa
Biomassa por árvore:
SR
BNR
>
>
ANR
ANR
1,6 vezes
1,3 vezes
A mortalidade de massa deve ser maior o que resulta em um estoque duas
vezes maior em SR
e BNR
SR
e BNR possuem maiores diâmetros e consequentemente devem
possuir menores taxas de decomposição (van Geffen et al. 2010)
Apesar da biomassa por árvore ser menor em BNR
estoques são similares
do que em SR
os
 BNR deve ter maiores taxas de mortalidade pois as condições do solo
são piores
Conclusão
Importante constituinte dos ecossistemas pois contribui com:
SR
13%
BNR
17%
ANR
8%
Variações nos estoques de necromassa:
 Níveis de restrições dos solos afetam a estrutura e dinâmica das florestas que, por
sua vez, afetam a necromassa
Necromassa esta positivamente relacionada com biomassapor árvore e apresenta
relação negativa indireta com anóxia do solo
 altura
Restrições edáficas atuam na estrutura e dinâmica da floresta:  diâmetro
 biomassapor árvore
Solos restritivos devem aumentar as taxas de mortalidade de indivíduos
(decomposição), mas devem diminuir as taxas de mortalidade de massa
Importância das propriedades do solo e sua capacidade de controlar a
estrutura da floresta influenciando gradientes de necromassa na escala
da paisagem
Obrigado!
Foto: J. Purri