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UNIVERSIDADE FEDERAL DE RONDÔNIA

CAMPUS DE JI-PARANÁ

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AMBIENTAL

BÁRBARA ANTONUCCI

PERFIL VERTICAL DA CONCENTRAÇÃO DE CO2 E FLUXOS DE CARBONO EM

UMA ÁREA DE FLORESTA NA AMAZÔNIA OCIDENTAL

Ji-Paraná

2016

BÁRBARA ANTONUCCI

PERFIL VERTICAL DA CONCENTRAÇÃO DE CO2 E FLUXOS DE CARBONO EM

UMA ÁREA DE FLORESTA NA AMAZÔNIA OCIDENTAL

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado

ao Departamento de Engenharia Ambiental,

Fundação Universidade Federal de Rondônia,

Campus de Ji-Paraná, como parte dos

requisitos para obtenção do título de Bacharel

em Engenharia Ambiental.

Orientadora: Profa. Dra. Renata Gonçalves Aguiar

Co-orientador: Dr. Leonardo José Gonçalves Aguiar

Ji-Paraná

2016

DEDICATÓRIA

Dedico esse trabalho aos meus pais Isaura Gonçalves da Fonseca e Elimarcio

Antonucci, pelo amor incondicional, apoio, incentivo e conselhos e à minha avó Maria

Assunção da Fonseca pelo amor, carinho e por sempre me acalentar com suas palavras

valiosas que me trouxeram conforto nas horas que precisei de força para seguir.

AGRADECIMENTOS

Agradeço à minha avó Miralva de Sousa e a bisavó Querubina dos Santos que

mesmo distantes sempre me incentivaram, cuidaram e amaram da minha infância até hoje. À

meu avó Nilo de Sousa (in memorian) que foi embora muito cedo, mas que por várias vezes

senti sua presença e apoio. Às minhas tias Solange e Lurdes que me incentiveram a cursar a

graduação, me auxiliando em todos os momentos. Ao meu tio Juarez por um dos conselhos

mais importantes dessa fase para que eu não desisitisse do meu sonho e que a cada dia que

passasse mais perto estaria. Ao meu tio Junior, Gedir, Mauro e Edilson e as minhas tias Rita,

Francisca, Luzineide por sempre se preocuparem comigo. Aos meus irmãos Gabrielli

Antonucci, Tharlles Carvalho Antonucci e Isabelly de Souza Antonucci pela amizade,

companheirismo e amor, em especial a minha pequena caçulinha que nasceu durante a

graduação alegrando os meus dias, sendo o maior presente que a minha madrasta Sandra

Andrea poderia me dar. Aos meus padrinhos Érica Cayres e Rooger Taylor por estarem ao

meu lado desde sempre me inspirando com seus exemplos de superação e me mostrando que

para vencermos os obstáculos basta seguirmos com foco e objetivo de evoluir. Aos meus

primos Éder Abidoral Fonseca de Araújo e Cláudia Severino Araújo por me auxiliarem a me

adaptar a Ji-Paraná no ínicio da graduação e pelos momentos de lazer e cumplicidade, além de

me darem como presente o Arthur. As minhas primas que em nossos encontros são sempre

muito amorosas e atenciosas Cinthia, Karine, Kamila, Talita, Nataly, Fonseca e aos presentes

que me deram os priminhos Yasmin, Valentina, Kaio, Benjamin, Mateus, Maria Luiza,

Antoni, Eloá e Bruna. Ao meu primo amigo Guilherme Felício pela nossa amizade e convívio.

A minha orientadora Renata Gonçalves Aguiar pela dedicação, paciência e por

sempre apoiar minhas ideias e mudanças de última hora, por oferecer não somente a

orientação acadêmica como à sua amizade, carinho, convivência com sua família (Gabriel e

Natália) e conselhos primorosos sobre todos os âmbitos da vida.

Aos meus orientadores de monitoria os professores Beatriz Machado Gomes e

Robson Alves de Oliveira e à professora Nara Luísa Reis de Andrade que me acompanham

desde o ínicio da graduação que me incentivaram, corrigiram, orientaram com muita

dedicação e carinho oferencendo também sua amizade.

Aos professores do Departamento de Engenharia Ambiental pelos conhecimentos

passados, experiências e exemplos, em especial às professoras Margarita Maria Dueñas

Orozco e Elisabete Lourdes Nascimento pelo carinho e preocupação comigo tanto dentro

como fora de sala, jamais me esquecerei das sábias palavras que me foram dirigidas.

Ao meu co-orientador Leonardo José Gonçalves Aguiar e ao professor Alberto

Dresch Webler pelos ensinamentos, auxílio e esclarescimento de dúvidas sempre que

necessitei.

A todos os professores da escola que passaram por minha vida e que deixaram

marcas de sabedoria que jamais esquecerei, citarei alguns que ficaram em minha memória,

professoras Ivanilde, Rozilene, Marinete, Rosângela, Rozinete, Valquíria, Shirley, Márcia,

Suzete (in memorian), Isaura (mamãe), Júlia (in memorian), Delma, Érica (madrinha) e Kirly

e aos professores Givaldo, Miguel, Bruno, Otoniel, Fernando e Antônio.

As minhas “chicletes” de desde o ínicio da graduação Tonha (Naara Ferreira

Carvalho de Souza) e Cráudia (Cláudia Côrrea dos Santos) e ao meu companheirinho de

viagens filosóficas Lucas Joahay de Lucena Ferreira, sou muito grata à vocês por nunca

desistirem de mim nos momentos dificeis, pela amizade, por sempre me oferecerem diversão

mesmo em situações corriqueiras da universidade e por entenderem as minhas loucuras, terão

sempre um lugar especial no meu coração.

Aos meus vizinhos de quando morei sozinha, minha Zequinha 1 (Camila Sousa de

Oliveira), seu agora esposo, Gabriel Nascimento Nogueira e Zequinha 2 (Taismara França)

pelos momentos de diversão, de conversas até tarde, de finais de semana, dos passeios ao

supermercado e pelo companheirismo e amizade que me ofereceram até hoje, irei levar vocês

no meu coração aonde eu for.

Aos meus companheiros do LBA e amigos, Camila Bermond Ruezzene, Luís Sonsin,

Jonatas Schweigert, Wanderson Lopes (Miguinho) e Dione Ventura pelas conversas,

momentos alegres e por tornarem o campo muito mais divertido e agradável. Agradeço em

especial ao meu amigo do coração Gutieres Camatta Barbino vulgo Coisinha, pela lealdade,

por me tolerar nas “bads”, pelos momentos de diversão e por ser o meu Robin fiel. Ao meu

amigo Moisés Oliveira que saiu do LBA em 2014 deixando saudades, mas que sempre

considerarei. Agradeço aos demais integrantes do LBA que direta ou indiretamente

contribuiram para o meu aprendizado como profissional e como pessoa. À recepção do grupo

de Manaus quando fui visita-los, sendo muito bem recebida pela Marta Sá e Thiago Xavier,

pela ajuda fornecida posteriormente pela Marta em relação as minhas dúvidas com os dados

de fluxos. Para mim foi uma experiência incrível ter tido a oportunidade de participar do

grupo LBA, trabalhar com os dados, ir aos campos dentre outras atividades, pelo trabalho e o

objetivo do programa, pois, vejo a importância que as pesquisas têm em denotar a importância

de preservar um local que tanto amo que é a floresta.

Agradeço à equipe do ICMBio que forneceu apoio para a realização dessa pesquisa

na Rebio Jaru. Aos barqueiros Peixinho, João e Nonato.

Agradeço à todas as pessoas que passaram por minha vida e que contribuiram para o

meu crescimento pessoal e profissional.

RESUMO

A Floresta Amazônia tem grande importância ambiental devido aos serviços que fornece,

como regulação do clima e manutenção dos ciclos biogeoquímicos. No entanto, ainda há

muitas incertezas quanto a sua influência no estoque de dióxido de carbono (CO2) atmosférico

e sua variabilidade perante as mudanças climáticas e aos eventos extremos que vêm ocorrendo

cada vez mais frequentes nos últimos anos. Este estudo tem o objetivo de quantificar as

variações do perfil vertical da concentração nos anos e a variabilidade horária dos fluxos de

CO2 numa floresta tropical úmida na Amazônia Ocidental. A área de estudo está localizada na

Reserva Biológica do Jaru, no estado de Rondônia. A vegetação é composta por Floresta

Ombrófila Aberta. Os dados analisados foram obtidos por meio de sensores instalados em

uma torre pertencente ao Programa de Grande Escala da Biosfera-Atmosfera (LBA), sendo

esses o perfil da concentração de CO2 (alturas 2, 12, 22, 32/34, 50 e 62 m), a temperatura do

solo (profundidade de 2, 5 e 10 cm) para os anos de 2010, 2015 e 2016 e os fluxos de CO2

(63,5 m, sistema eddy correlation) para o ano de 2015 devido às falhas nos dados. Analisando

o perfil de concentração de CO2, observou-se uma diminuição da concentração de CO2 à

medida que se afasta da superfície do solo. Os menores valores do perfil da concentração de

CO2 foram obtidos no período seco no ano de 2010, no período seco-úmido no ano de 2015, e

no período úmido em 2016, variando da menor para a maior altura de 399,18 [397,87; 400,42]

ppm a 372,76 [371,88; 373,66] ppm, 479 [477,44; 480,56] ppm a 439,11 [437,86; 440,24]

ppm e 469,22 [467,84; 470,54] ppm a 430,52 [429,50; 431,50] ppm, respectivamente. O fluxo

de CO2 no período noturno e diurno apresentou valores médios de 3 e -12 µmol m-2

s-1

,

respectivamente, destacando que a floresta absorveu mais CO2 do que liberou no período

analisado, outubro a dezembro de 2015, fato que corrobora a importância da floresta como

sumidouro do carbono atmosférico. Relacionando o acúmulo de CO2 abaixo do dossel à

temperatura do solo encontrou-se correlação altamente significativa e negativa a 5 cm de

profundidade com -0,276 para 2010, -0,396 para 2015, -0,189 para 2016, respectivamente,

assim pode-se inferir que o acúmulo de CO2 ocorra em resposta à diminuição da temperatura

do solo e consequentemente devido a redução na metabolização do CO2 pelas plantas nesse

período e aumento da respiração do solo. De forma geral, observou-se que há um aumento

significativo na concentração de CO2 do ano de 2010 em relação a 2015 e 2016, o que indica

que as quantidades de CO2 na atmosfera estão aumentando de forma acelerada, sendo as

possíveis causas as mudanças na cobertura e uso da terra, por meio de queimadas e

desmatamento, indicando que a floresta não atua ativamente como sumidouro em condições

de baixa disponibilidade hídrica, não neutralizando os crescentes níveis de CO2 atmosférico,

principalmente em anos de eventos extremos, que no cenário atual tem-se tornado mais

frequentes devido às atividades antrópicas.

Palavras-chave: dióxido de carbono, Floresta Amazônica, eddy correlation, temperatura do

solo.

ABSTRACT

VERTICAL PROFILE OF CO2 CONCENTRATION AND CARBON FLUXS IN A

FOREST AREA IN THE WESTERN AMAZON

The Amazon Forest has great environmental importance due to the services it provides, such

as climate regulation and maintenance of biogeochemical cycles. However, there are still

many uncertainties about its influence on the stock of atmospheric CO2 and its variability in

the front of climatic changes and the extreme events that have been occurring more and more

frequently in recent years. This study aims to quantify the variations of the vertical profile of

the concentration in the years and the hourly variability of CO2 fluxs in a tropical rainforest in

the Western Amazon. The study area is located in Jaru Biological Reserve in the state of

Rondonia. The vegetation consists of Forest Open Rain.Data were obtained through a tower

belonging to the Large Scale Biosphere-Atmosphere (LBA), which are the profile of the

concentration of CO2 (2, 12, 22, 32/34, 50 and 62 m), the soil temperature (depth of 2, 5 and

10 cm) for the years 2010, 2015 and 2016 and CO2 fluxs (63.5 m eddy correlation system) for

the year 2015 due to data failures. Analyzing the profile of CO2 concentration in the years

2010, 2015 and 2016, there was a decrease in concentration of CO2 as it moves away from the

ground surface. The lowest values of the profile of CO2 concentration were obtained in the

dry season in 2010, in the dry-wet period in 2015, and in the wet season in 2016, ranging from

the lowest to the highest height of 399.18 [397.87; 400.42] ppm 372.76 [371.88; 373.66] ppm,

479 [477.44; 480.56] ppm 439.11 [437.86; 440,24] ppm and 469.22 [467.84; 470.54] ppm

430.52 [429.50; 431.50] ppm, respectively. The CO2 flux in the nocturnal and diurnal

presented values of 3 and -12 and m-2

s-1

, respectively, noting that forest absorbed more CO2

than released in the analyzed period, October to December 2015, a fact that confirms the

importance of forests as a sink of atmospheric carbon. Relating the CO2 accumulation below

the canopy to the soil temperature was found a highly significant and negative correlation at 5

cm depth with -0.276 for 2010, -0.396 for 2015, -0.189 for 2016, respectively, so it can be

inferred that the accumulation of CO2 occurs in response to the decrease in soil temperature

and consequently due to the reduction in CO2 metabolization by the plants in this period and

increased soil respiration. Overall, it was noted that there is a significant increase in CO2

concentration in 2010 compared to 2015 and 2016, which indicates that the amount of CO2 in

the atmosphere is increasing at an accelerated rate, with possible causes being the changes in

coverage and use of land by means of burning and deforestation, indicating that the forest

does not actively act as a sink in conditions of low water availability, not neutralizing the

increasing levels of atmospheric CO2, especially in years of extreme events, which in the

current scenario has become more frequent due to anthropogenic activities.

Keywords: carbon dioxide, Amazon, eddy correlation, soil temperature.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Ciclo do carbono............................................................................................. 23

Figura 2 - Localização da Reserva Biológica do Jaru..................................................... 24

Figura 3 - Esquema de localização dos instrumentos instalados na torre experimental

na Rebio Jaru para coletar dados do perfil vertical da concentração de CO2.

Coletor de ar (a), controlador de amostragem do ar nos diferentes níveis da

torre (b), analisador de gás por caminho fechamento

(c)......................................................... 26

Figura 4 - Anemômetro sônico tridimensional (a) e analisador de gás por

infravermelho de caminho aberto (b) instalados a 63,4 m de altura.............. 27

Figura 5 - Aproveitamento dos dados de fluxo de CO2 para o período seco-úmido no

ano de 2015, Rebio Jaru................................................................................. 32

Figura 6 - Distribuição das médias de concentração no perfil de CO2 em: (a) período

úmido-seco no ciclo diurno, (b) período úmido-seco no ciclo noturno, (c)

período seco no ciclo diurno, (d) período seco no ciclo noturno, (e) período

úmido-seco no ciclo diurno e (f) período úmido-seco no ciclo noturno, ano

de 2010........................................................................................................... 46


seco no ciclo diurno, (b) período seco no ciclo noturno, (c) período seco-

úmido no ciclo diurno e (d) período seco-úmid no ciclo noturno, ano de

2015................................................................................................................

47


úmido no ciclo diurno, (b) período úmido no ciclo noturno, (c) período

úmido-seco no ciclo diurno, (d) período úmido-seco no ciclo noturno, (e)

período seco no ciclo diurno e (f) período seco no ciclo noturno, ano de

2016................................................................................................................

48

Figura 9 - Variação horária do perfil da concentração de CO2 no ano de 2010, Rebio

Jaru................................................................................................................. 52


Jaru................................................................................................................. 52


Jaru................................................................................................................. 53

Figura 12 - Variação horária da temperatura do solo no ano de 2010, Rebio 54

Jaru.................................................................................................................

Figura 13 - Variação horária da temperatura do solo no ano de 2015, Rebio

Jaru................................................................................................................. 54

Figura 14 - Variação horária da temperatura do solo no ano de 2016, Rebio

Jaru................................................................................................................. 55

Figura 15 - Fluxos de CO2 para o período seco-úmido no ano de 2015, Rebio Jaru........ 59

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Limites utilizados na filtragem dos dados....................................................... 29

Tabela 2 - Aproveitamento dos dados de perfil de CO2 (%) no ano de 2010................. 30



Tabela 5 - Aproveitamento dos dados de temperatura do solo (%) no ano de 2010....... 33



Tabela 8 - Análise exploratória do perfil da concentração de CO2 (ppm) com IC de

95%, por período, no ano de 2010, Rebio Jaru..............................................

34


95%, por período, no ano de 2015, Rebio Jaru.............................................. 36


95%, por período, no ano de 2016, Rebio Jaru.............................................. 38

Tabela 11 - Análise exploratória dos fluxos de CO2 (µmol m-2

s-1

) da Rebio Jaru,

período seco-úmido no ano de 2015............................................................... 40

Tabela 12 - Análise exploratória da temperatura do solo (oC) com IC de 95%, por

período, no ano de 2010, Rebio Jaru.............................................................. 42


período, no ano de 2015, Rebio Jaru.............................................................. 43


período, no ano de 2016, Rebio Jaru............................................................. 44

Tabela 15 - Médias do perfil da concentração de CO2 (ppm) com IC de 95% por

período no ano e ciclo diurno e noturno para o ano de 2010, Rebio

Jaru................................................................................................................. 49



Jaru................................................................................................................. 50



Jaru................................................................................................................. 50

Tabela 18 - Comparação das médias do perfil da concentração de CO2 (ppm) para o

período seco nos anos de 2010, 2015 e 2016, Rebio Jaru.............................. 57

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO................................................................................................................. 17

1 REFERENCIAL TEÓRICO............................................................................ 19

1.1 A FLORESTA AMAZÔNICA......................................................................... 19

1.1.2 Mudanças Climáticas na Amazônia.......................................................... 20

1.2 O CICLO DO CARBONO................................................................................ 22

2 MATERIAL E MÉTODOS.............................................................................. 24

2.2 DESCRIÇÃO DOS INSTRUMENTOS E MÉTODOS................................. 25

2.2.1 Perfil da Concentração de CO2......................................................................... 25

2.2.2 Fluxos de CO2..................................................................................................... 27

2.2.3 Temperatura do Solo......................................................................................... 28

2.3 ANÁLISE DOS DADOS................................................................................... 28

2.3.1 Filtragem dos Dados.......................................................................................... 28

2.3.2 Estatística............................................................................................................ 29

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO....................................................................... 30

3.1 APROVEITAMENTO DOS DADOS.............................................................. 30

3.1.1 Perfil da Concentração de CO2........................................................................ 30

3.1.2 Fluxos de CO2..................................................................................................... 31


3.2 ANÁLISE EXPLORATÓRIA.......................................................................... 34

3.2.1 Perfil da Concentração de CO2........................................................................ 34

3.2.2 Fluxos de CO2..................................................................................................... 39


3.3 PERFIL DA CONCENTRAÇÃO DE CO2.................................................... 45

3.3.1 Variação na Altura do Dossel e nos Diferentes Períodos do Ano.................. 45

3.3.2 Variação nos Períodos Diurno e Noturno Horária......................................... 49


3.3.4 Variação Interanual do Perfil de CO2............................................................. 57

3.4 FLUXOS DE CO2.............................................................................................. 58

CONSIDERAÇÕES FINAIS............................................................................................ 60

REFERÊNCIAS................................................................................................................. 62

INTRODUÇÃO

O elemento carbono está presente em todos os compostos orgânicos e em alguns

inorgânicos, sendo a atmosfera o maior reservatório de CO2 com uma concentração de 0,03%

(ROSA et al., 2003). Os organismos fotossintetizadores são os principais responsáveis pela

absorção do CO2 atmosférico, no qual utilizam o vapor d’água e a energia solar para

metabolizá-lo, liberando o gás oxigênio O2, desta forma, toda matéria orgânica quando seca

tem 49% de seu peso composto por carbono (BRAGA et al., 2005) demonstrando a

importância desse elemento para a manutenção da vida.

O ciclo do carbono funciona em equilíbrio, o carbono consumido pelo sistema é

reabsorvido posteriormente, no entanto, com a revolução industrial as emissões aumentaram

de uma forma que o ambiente não consegue reabsorver na mesma velocidade e assim as

concentrações de CO2 que no começo do século XVIII eram de 280 ppm (ARTAXO, 2014a)

passaram a ser de mais de 390 ppm em 2010 (NOBRE; REID; VEIGA, 2012), sendo que o

último registro realizado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) em

março de 2015 apontou uma média mensal da concentração de CO2 atmosférico de 400 ppm.

Contudo, as principais causas do aumento das taxas de CO2 além das emissões

oriundas da queima de combustíveis fósseis, são também as mudanças no uso e ocupação da

terra e o crescimento populacional que emitem vultuosas quantidades de CO2. Malhi, Meir e

Brown (2002), relataram que o deflorestamento das Florestas Tropicais são os contribuintes

para uma emissão de 1,7 Pg C por ano para atmosfera. Em estudo correlato, Rivero (2009)

quantificou que a remoção temporária ou parcial da floresta Amazônica para a sua conversão

em áreas de pastos e agrícolas associadas com a extração seletiva de madeira, emite entre 0,6

e 0,9 (±0,5) Pg C por ano.

Nos últimos anos a devastação da Floresta Amazônica tem sido propalada como uma

das causas das mudanças climáticas, pois provoca intensas modificações nos ciclos

biogeoquímicos. De acordo com Nobre, Sampaio e Salazar (2007, p. 22) ‘‘a Amazônia

18

desempenha um papel importante no ciclo de carbono planetário, e pode ser considerada

como uma região de grande risco do ponto de vista das influências das mudanças climáticas’’.

A floresta sofre restrições nos processos de absorção de CO2 em decorrência da

dinâmica natural dos regimes de chuva na região, haja vista que os períodos de estiagem

acarretam estresse hídrico com consequente fechamento dos estômatos. Ademais, com a

ocorrência dos eventos de El Niño, o processo de escassez hídrica na Região Amazônica é

ainda mais acentuado (GONZALEZ et al., 2013).

Em anos de eventos extremos, a mortalidade de árvores e a redução da

disponibilidade de água são citados como fatores condicionantes de nulidade na absorção de

CO2, no qual a floresta não absorve CO2, prejudicando o ciclo do carbono e a produção de

biomassa florestal (HIGUCHI et al., 2011; MCDOWELL et al., 2011).

Desta forma, o estudo da dinâmica do CO2 é de suma importância para elucidar

questões relacionadas à resposta da floresta em relação às variações climáticas da Região

Amazônica sendo assim, esse estudo teve a finalidade de quantificar as variações do perfil

vertical da concentração nos anos de 2010, 2015 e 2016 e da variabilidade horária dos fluxos

de CO2 nos anos de 2015 em uma floresta tropical úmida na Amazônia Ocidental.

No intuito de alcançar o objetivo supracitado, foram delineados os seguintes

objetivos específicos:

a) analisar a variabilidade do perfil vertical da concentração de CO2 com a altura do

dossel e nos diferentes períodos do ano;

b) determinar o comportamento nos períodos diurno e noturno do perfil vertical da

concentração CO2;

c) relacionar o perfil vertical da concentração de CO2 abaixo do dossel com a

temperatura do solo;

d) analisar a variação interanual do perfil vertical da concentração de CO2;

e) determinar a variação horária dos fluxos de CO2.

Ressalta-se que parte desse trabalho foi desenvolvido no projeto intitulado como:

“Conversão de Florestas Tropicais em Sistemas Pecuários na Amazônia Ocidental e suas

Implicações Climáticas” durante os anos de 2014-2016 pelo Programa de Iniciação Científica

(PIBIC) da Universidade Federal de Rondônia (UNIR) e financiado pelo Conselho Nacional

de Pesquisa e Desenvolvimento Científico (CNPq).

19

1 REFERENCIAL TEÓRICO

1.1 A FLORESTA AMAZÔNICA

A Floresta Amazônica corresponde a 49% do território brasileiro, englobando os

estados do Amazonas, Acre, Amapá, Mato Grosso, Pará, Rondônia, Roraima, Tocantins e

parte do Maranhão, e ocupa ainda oito países vizinhos (INSTITUTO DE PESQUISAS

ECONÔMICA APLICADA – IPEA, 2008), sendo eles: Peru, Colômbia, Venezuela, Equador,

Bolívia, Guiana, Suriname e Guiana Francesa.

Segundo o Instituto Brasileiro de Pesquisas Estatísticas (IBGE, 2016) a Floresta

Amazônica é o maior bioma do Brasil com uma área correspondente a 4,196.943 milhões de

km2. Abriga cerca de 2.500 espécies de árvores (ou 1/3 de toda a madeira tropical do mundo)

e 30 mil espécies de plantas das 100 mil espécies da América do Sul (MINISTÉRIO DO

MEIO AMBIENTE – MMA, 2016).

No Brasil são encontrados dois conjuntos florestais, um campestre e um florestal no

qual o último ocupa uma área de cerca de 60% do territorio nacional, sendo que destas

formações florestais as predominantes na Amazônia são as ombrófilas que têm como

característica a predominância de umidade durante todo o ano, onde há uma subdivisão em

densas e abertas, com árvores de médio e grande porte, e ocorrências de cipós, bromélias e

orquídeas (IBGE, 2004).

A Amazônia é responsável pela estabilidade do clima e sustentabilidade biótica e

abiótica, principalmente, na América do Sul, onde o desmatamento e urbanização acarretam

mudanças no padrão de precipitação, não somente dos ecossistemas amazônicos como

também de outras bacias no sudeste e sul do Brasil (MACHADO; PACHECO, 2010;

NOBRE; SAMPAIO; SALAZAR, 2007).

Neste contexto, vale ressaltar que a Amazônia comporta a maior bacia hidrográfica

do mundo, cobre cerca de 6 milhões de km2 e tem 1.100 afluentes, no qual o principal é o rio

20

Amazonas, que lança cerca de 175 milhões de litros d’água a cada segundo no Oceano

Atlântico (MMA, 2016), sendo responsável por 20% da descarga de água doce do mundo

(HAYHOE et al., 2011).

No entanto, a partir do acesso facilitado pela implantação das estradas, a Amazônia

Legal tornou-se a principal frente de expansão agrícola por meio do desmatamento e das

queimadas, constituindo o chamado “arco do desmatamento”. Além disso, os investimentos

em infraestrutura urbana impulsionados pela Superintendência para o Desenvolvimento da

Amazônia (SUDAM) incentivaram o fluxo migratório criando comunidades urbanas

autônomas (AMARAL; CÂMARA; MONTEIRO, 2010).

A intensificação da agricultura e o crescimento populacional na região até o ano de

2010 resultaram na perda de cerca de 20% da cobertura original da Floresta Amazônica em

território brasileiro (DAVIDSON et al., 2012). Além do mais, Fearnside (2005, 2006) salienta

que com a degradação das florestas há uma perda no fornecimento de água para a atmosfera

através da evapotranspiração, interferindo fortemente na formação de nuvens e acarretando

prejuízos no regime de chuvas.

Lapola et al. (2014) ressaltam que há uma forte relação entre as mudanças do uso da

terra no Brasil para o desenvolvimento, principalmente, da agricultura, através do

desmatamento e queimadas, com as emissões de gases de efeito de estufa e as mudanças

climáticas tanto locais quanto regionais, tendo como exemplos os eventos extremos da seca

em 2005 na Amazônia Ocidental e de 2010 (ano de El Niño) com seca na Amazônia e

inundação no estado do Rio Grande do Sul, acarretando perdas enormes na agricultura do

país. Assim, a degradação da Amazônia tem sido o foco dos problemas ambientais no Brasil

(FEARNSIDE, 2010) e no mundo, devido sua influência nas mudanças climáticas.

1.1.1 Mudanças Climáticas na Amazônia

Nos últimos anos alguns estudos apontam uma forte relação entre a devastação da

Floresta Amazônica, impulsionadas pelo desmatamento e queimadas, ao aumento na

frequência de eventos extremos na região Amazônica, como as secas de 2005 e 2010

(MARENGO et al., 2011a) a e as cheias de 2009, 2012 e 2014 afetando a região do rio

Madeira (DIAS, 2014; MARENGO et al., 2011b; MARENGO et al., 2013).

As primeiras medidas entre a relação da floresta com a chuva e a temperatura,

iniciadas em 1980, encontraram riquezas de processos e inter-relações entre a floresta e a

atmosfera e sensibilidade do equilíbrio climático sobre as pertubações causadas pelas acões

21

antrópicas, no qual o clima na Amazônia não era mais considerado isolado do mundo e sim

sujeito as alterações climáticas de caráter global (ARTAXO et al., 2014b). De forma geral, os

estudos que tratam de eventos extremos climáticos na Amazônia, citam a intensificação dos

eventos El Niño (relacionado à diminuição das descargas dos rios amazônicos) e La Niña

(relacionado ao aumento das descargas dos rios amazônicos) como principais fatores

interferentes na variabilidade interanual da precipitação na região (DIAS, 2014; GLOOR et

al., 2013).

Santos et al. (2013) analisaram os índices de precipitação normalizada (SPI) para a

região Norte do Brasil em estações localizadas na região Norte e constaram que essas sofrem

a influência de La Niña para eventos chuvosos, e de El Niño para eventos secos.

Neste contexto, Gloor et al. (2013) relacionaram as mudanças do uso da terra à uma

tendência de aumento da amplitude das descargas na bacia Amazônica e da ocorrência de

eventos extremos, sendo atribuída como fator determinante da variabilidade interanual na

hidrologia, uma correlação com o aumento da temperatura da superfície do mar, a qual

explicou os quatro mais recentes eventos extremos de seca de 1995, 1998, 2005, 2010.

Marengo et al. (2011a) também relacionaram os eventos de enchentes dos anos de 2009 e

2012 ao aumento da temperatura da superfície do mar.

Na região do “arco do desmatamento”, Rondônia vem se destacando com os

expressivos índices de desmatamento e queimadas. Cardozo et al. (2014) constataram para

osanos de 2005 e 2010as maiores ocorrências de queimadas, totalizando 7,7% e 6,13% da

área total do estado, respectivamente. Os autores relacionaram como causa a abertura e

manutenção de áreas destinadas à agropecuária somadas a facilitação de queimadas em anos

de eventos extremos de seca (CARDOZO et al., 2014b). Corroborando esses resultados, as

secas foram intensas e extensas na região, em 2010 as anomalias de precipitação afetaram

mais de 3 milhões de km2, mais extensa do que a seca de 2005, que atingiu 1,9 milhão de km

2

(LEWIS et al., 2011).

Em situações normais de sazonalidade, a floresta se comporta como um sumidouro

de CO2, absorvendo mais carbono do que liberando, e desta forma, compensa as emissões de

CO2 oriundas do desmatamento e das queimadas na Região Amazônica (MALHI, 2012). No

entanto, quando se intensificam a frequência de eventos extremos, principalmente as secas, a

floresta torna-se emissora de CO2 para a atmosfera, haja vista, a mortalidade das árvores

(ARTAXO et al., 2014b) e as restrições dos processos metabólicos por diminuição da

disponibilidade de água.

22

Ressalta-se que a Amazônia não apresenta grande capacidade de resiliência às

mudanças do uso da terra e climáticas globais que vem ocorrendo, principalmente as que

ocorrem em curto intervalo de tempo (ROCHA; CORREIA; FIALHO et al., 2012). Além dos

fatores descritos por Artaxo et al. (2014b) que tornam a floresta emissora de CO2, Malhi et al.

(2009) através de um modelo, relatam como consequência desse cenário um colapso de perda

total de carbono da biomassa acima e abaixo do solo na floresta de 160 Gt C, no qual passaria

a contribuir, com aproximadamente, 20% do total da retroalimentação terrestre no aumento de

CO2 atmosférico, ao invés de absorvê-lo.

Mediante o exposto, observa-se que as mudanças climáticas estão intrinsecamente

ligadas à degradação da floresta, o aumento das emissões de CO2 em conjunto com a escassez

hídrica promove um aumento da temperatura prejudicando a realização da fotossíntese

(PINTO, 2009). Desta forma, devem ser realizados estudos que busquem entender o ciclo do

carbono em áreas de florestas e sua variabilidade interanual, sazonal e horária, haja vista, que

é um elemento de suma importância presente na composição de todos os organismos vivos, na

composição da biomassa florestal e responsável pelo aquecimento atmosférico ligado a

intensificação do efeito estufa.

1.2 O CICLO DO CARBONO

O carbono está armazenado no planeta em quatro compartimento atmosférico,

aquático, fossilizado, mineralizado e estocado em ecossistemas terrestres na biosfera,

distribuídos entre o solo e a biota (BOINA, 2008). A ciclagem do carbono ocorre em todos os

ecosssitemas através de dois processos químicos básicos que regulam a troca deste elemento

com a atmosfera, que são eles a fotossíntese e a respiração (BRAGA et al., 2005).

Na Amazônia, a fixação do carbono, pelo processo de fotossíntese, ocorre

principalmente pela biomassa florestal e segundo dados do Serviço Florestal Brasileiro

(2012), a maior parcela está na Amazônia, 84,18%, seguido do cerrado, 5,86%. Ometto et al.

(2005) estimaram o estoque de carbono no solo e na biomassa entre diferentes

compartimentos do ecossistema para a Amazônia e encontraram para os solos valores entre

85-100 Mg C ha-1

, acima do solo entre 95-250 Mg C ha-1

e abaixo do solo 100 Mg C ha-1

.

Antes da Revolução Industrial, conforme citado anteriormente, a quantidade de

carbono na atmosfera era estável, no entanto, a concentração de CO2 na atmosfera aumentou

42,9% decorridos dois séculos como fruto da crescente queima de combustíveis fósseis, pelo

desmatamento das florestas e pelas mudanças no uso da terra, causando um desequibílibrio no

23

ciclo do carbono natural como demonstrado na Figura 1, no qual há um acúmulo superior à

taxa de assimilação.

Figura 1 – Ciclo do carbono.

Fonte: FURTADO NETO (2013).

A biomassa florestal de uma madeira seca é de cerca de 50% e fornece informações

importantes para as estimativas da quantidade de CO2 que são liberadas para a atmosfera nos

processos de queima de biomassa (Serviço Florestal Brasileiro, 2013). O desmatamento das

florestas liberam para o ar o CO2 que estava inicialmente armazenado na vegetação, que

comporta cerca de 20 a 100 vezes mais carbono por unidade de área do que as monoculturas.

Desta forma, o desflorestamento tropical pela queima da biomassa, contribui massivamente

para o crescente aumento da concentração de CO2 na atmosfera.

É imprescindível ressaltar que em concentrações normais, longe de ser prejudicial, o

CO2 é fator primordial sob dois pontos de vista: metabolismo das plantas e equilíbrio

climático global, através da regulação da temperatura pelo efeito estufa. No entanto, com o

aumento das concentrações de CO2 ocorre um aumento da temperatura, a qual a comunidade

científica denomina aquecimento global, sendo chave principal para o entendimento dos

processos envolvidos nas mudanças climáticas globais (PACHECO; HELENE, 1990).

24

2 MATERIAL E MÉTODOS

A área em estudo é composta por floresta tropical úmida onde desde 1999 está

instalada uma torre micrometereológica pertencente ao Programa de Grande Escala da

Biosfera-Atmosfera na Amazônia (Programa LBA), de 62 m.

A Reserva Biológica do Jaru (Rebio Jaru) foi criada através do Decreto Federal n.

83.716, de 11 de julho de 1979 (BRASIL, 1979), sendo uma área de proteção integral que

atualmente está sob a tutela do Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade

(ICMBio).

A vegetação da Rebio Jaru é composta por uma área de floresta tropical úmida e

30,30% de sua área está no município de Ji-Paraná (VIEIRA, 2013), a Rebio Jaru sobrepõe

em menor proporção outros municípios como Machadinho D’Oeste e Vale do Anari

(FIGURA 2). A torre pertecente ao Programa LBA situa-se nas coordenadas 10°11’11,4’’S;

61°52’29,9”W.

Figura 2 – Localização da Reserva Biológica do Jaru.

25

A Rebio Jaru tem uma área de 347.000 ha (calculada através da versão experimental

do Arc Gis 10.4) com vegetação predominante de Floresta Ombrófila Aberta (CULF et al.,

1997), a qual pode ser também definida como sazonalmente seca ou semidecidual (COSTA et

al., 2010; ROCHA et al., 2009), com índice de área foliar de 4 m2 m

-2 (CULF et al., 1997). As

árvores possuem uma altura média de 30 m com um sub-bosque composto por palmeiras

pequenas e árvores emergentes que chegam a atingir 45 m (RUMMEL et al., 2002).

O solo recebeu duas classificações: Latossolo Vermelho Amarelo e Argissolo

Vermelho Amarelo (BALLESTER et al., 2012), no qual o último é conhecido também como

Podzólico Vermelho Amarelo (HODNETT et al., 1996). Carreira (2014) encontrou para a

Rebio Jaru classes texturais do solo variando entre franco, areia-franca e franco-arenosa e

porosidade total do solo na camada mais superficial variando de 1,39 ± 0,09 g cm-3

a

1,54 ± 0,07 g cm-3

.

A precipitação média anual na Rebio Jaru é de 1.989,65 mm (OLIVEIRA, M., 2014),

a evapotranspiração foi estimada por Costa et al. (2010) em 3,86 mm d-1

na estação chuvosa e

em 3,27 mm d-1

na estação seca, a temperatura foi estimada por GOMES (2011) em

24,75±0,33ºC para a estação chuvosa e de e 26,2±0,46ºC para a estação seca.

2.2 DESCRIÇÃO DOS INSTRUMENTOS E MÉTODOS

Os dados de perfil de concentração de CO2 utilizados neste estudo são referentes aos

anos de 2010, 2015 e 2016, sendo essas as séries mais recentes disponíveis no banco de dados

para essa variável, assim os dados de temperatura do solo foram utilizados para os mesmo

anos visando correlacioná-los com os dados de perfil de concentração de CO2 e os dados de

fluxos de CO2 referente somente ao período seco-úmido de 2015 em decorrência de falhas na

série dessa variável. Ressalta-se que o ano de 2010 foi um ano em que ocorreu

concomitantemente o evento El Niño e uma seca extrema, embora o ano de 2015 e 2016 tenha

sido afetado pelo evento de El Niño não houve incidência de seca acentuada.

2.2.1 Perfil da Concentração de CO2

Os dados de concentração de CO2 foram obtidos através de seis coletores de ar

(FIGURA 3a) instalados a: 2, 12, 22, 32/34, 50 e 62 m (vale ressaltar que no ano de 2015

houve uma alteração na altura de 32 m para 34 m). A coleta de ar foi realizada por meio de

uma amostragem em ciclo, iniciando a 2 m onde é feita por 5 min e sucessivamente até

26

alcançar o nível de amostragem a 62 m, a amostragem dos seis níveis por 5 min totaliza o

ciclo completo de 30 min.

Figura 3 – Esquema de localização dos instrumentos instalados na torre experimental na Rebio Jaru

para coletar dados do perfil vertical da concentração de CO2. Coletor de ar (a), controlador de

amostragem do ar nos diferentes níveis da torre (b), analisador de gás por caminho fechamento (c).

Os dados do perfil da concentração de CO2 foram medidos pelo analisador de gás de

caminho fechado (Modelo LI-840A, inc. LI-COR, Nebraska, USA), instalado a 9 metros de

altura (FIGURA 3c). Durante as coletas a luz do painel de controle acoplado ao sensor ficava

vermelho indicando qual nível estava sendo medido naquele instante (FIGURA 3b).

No ano de 2010, o armazenamento dos dados brutos foi realizado através de uma

conexão a um sistema de aquisição de dados (Datalogger CR10X, Campbell Scientific

Instrument, Utah, USA) programado para realizar as leituras dos dados e armazenar a cada 10

minutos.

Com a manutenção da torre micrometeorológica em 2015, o armazenamento dos

dados brutos passou a ser realizado no cartão de memória do Datalogger CR1000 (Campbell

Scientific Instrument, Utah, USA) e a coleta foi realizada quinzenalmente através da troca do

12 metros

62 metros

22 metros

32/34 metros

50 metros

2 metros

9 metros

a

b

c

27

referido cartão. Após a coleta dos dados brutos foi realizada a transformação dos dados pela

ferramenta Card Convert através do programa Loggernet 4.4.2 (programa livre) desenvolvido

pela Campbell Scientific Instrument.

2.2.2 Fluxos de CO2

As medidas dos fluxos de CO2 foram determinadas pelo método de covariância de

vórtices turbulentos com o emprego de um sistema de medidas de alta frequência dos fluxos

de superfície instalados à 63,5 m de altura, composto por um analisador de gás por

infravermelho de caminho aberto (Modelo Li-7500, IRGA, inc. LI-COR, USA) que mede as

concentrações de CO2 (FIGURA 4a) e um anemômetro sônico tridimensional (Modelo

CSAT3, inc. Campbell Scientific Instrument, Utah, USA), que mede as três componentes da

velocidade do vento e a temperatura do ar (FIGURA 4b).

Figura 4 – Anemômetro sônico tridimensional (a) e analisador de gás por infravermelho de caminho

aberto (b) instalados a 63,4 m de altura.

a

b

28

A leitura dos dados de fluxos de CO2 foi realizada com uma frequência de 10 Hz e os

dados brutos foram armazenados a cada 30 min no cartão de memória do Datalogger CR1000

(Campbell Scientific Instrument, Utah, USA) e a coleta foi realizada quinzenalmente através

da troca de cartão de memória. Os dados brutos foram transformados pela ferramenta Card

Convert através do programa Loggernet 4.4.2 desenvolvido pela Campbell Scientific

Instrument e os fluxos turbulentos calculados através do programa Eddy Pro 6.2.0

desenvolvido pela LI-COR, ambos os programas são livres.

2.2.3 Temperatura do Solo

Os dados de temperatura do solo foram obtidos pelo sensor Soil Thermometers

(Modelo MCM101, IMAG-DLO), a três níveis de profundidade do solo, a 2 cm, 5 cm e a 10

cm. O armazenamento dos dados ocorreu através do Datalogger CR10X, ano de 2010, e no

Datalloger CR1000 nos anos de 2015 e 2016, sendo coletados através de um cartão de

memória com medidas realizadas a cada 10 min.

2.3 ANÁLISE DOS DADOS

Na Região Amazônica existe uma expressiva sazonalidade no clima, que mesmo em

regiões com distinção geográfica é possível observar um período com chuvas intensas e um

com chuvas escassas. As chuvas são abundantes de janeiro a março, denominado período

úmido, e escassas nos meses de julho a setembro, denominado período seco (WEBLER,

2013). Dessa forma, os demais meses são tidos como de transição entre um regime e outro,

sendo abril a junho o período úmido-seco e os meses de outubro a dezembro, período seco-

úmido.

Foram observadas variações no decorrer do dia na floresta na concentração de

carbono, e visando compreendê-las da melhor forma, as análises foram definidas em ciclos

diurno, das 6 às 18 horas e noturno, das 18 às 6 horas (TANNUS, 2004).

2.3.1 Filtragem dos dados

Após as coletas foram realizadas análise dos dados com o intuito de retirar dados

errôneos oriundos de falhas durante a medição, processamento e armazenamento dos dados.

Os limites utilizados na filtragem dos dados estão apresentados na Tabela 1.

29

Tabela 1 – Limites utilizados na filtragem dos dados

Variáveis Meteorológicas Limite Inferior Limite Superior Unidade de Medida

Perfil de CO2 300 700 ppm

Fluxos de CO2 -50 100 µmol m-2

s-1

Temperatura do Solo 15 40 oC

Tanto os dados de baixa frequência, perfil de CO2 e temperatura do solo, quanto os

dados de alta frequência, fluxos de CO2, passaram por um controle de qualidade no

laboratório do LBA, onde foram salvos em planilhas no intuito de verificar os limites e

identificar os dados que não correspondiam ao comportamento padrão das variáveis

meteorológicas (AGUIAR, 2013).

2.3.2 Estatística

Visando avaliar os dados micrometeorológicos foram realizadas análises estatísticas

descritiva e inferencial, com o intuito de observar características dos dados como: valores

médios, erro padrão, variâncias e os intervalos de confiança (IC) ao nível de significância (α)

de 0,05.

Posteriormente, verificou-se o pressuposto da normalidade, pelo teste Kolmogorov-

Smirnov e para os dados que não apresentaram normalidade, prosseguiu-se a análise dos

dados não paramétricos, optando-se por usar o método bootstrap com 1.000 reamostragens,

visando encontrar o IC das médias.

Os dados foram submetidos ao teste de hipótese entre médias, com a finalidade de

avaliar a diferença entre os dados amostrados. Os dados não atenderam ao pressuposto de

normalidade então foi usado o teste estatístico não paramétrico de Wilcoxon para amostras

independentes. Na correlação dos dados foi utilizado o método não-paramétrico de Spearman.

Para as análises estatísticas dos dados foram utilizados os programas Excel 2010 elaborado

pela Microsoft e o Minitab 17.

30

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO

3.1 APROVEITAMENTO DOS DADOS


Os dados de perfil da concentração de CO2 no ano de 2010 são apresentados na

Tabela 2, onde é possível observar aproveitamento superior a 99% para o período seco. O

período úmido de 2010 não apresentou aproveitamento, fato que também ocorreu no período

úmido e úmido-seco no ano de 2015. Tal resultado pode ser atribuído à falta de manutenção

da torre, que desde 2010 estava com problemas que persistiram até setembro de 2015, quando

a torre passou por uma manutenção.

Tabela 2 – Aproveitamento dos dados de perfil de CO2 (%) no ano de 2010

Período 2 m 12 m 22 m 32 m 50 m 62 m

Úmido 0 0 0 0 0 0

Úmido-seco 61,74 61,49 61,52 61,52 61,56 61,52

Seco 98,86 99,75 99,75 99,75 99,75 99,75

Seco-úmido 62,18 62,09 62,09 62,14 62,05 62,04

O ano de 2015 (TABELA 3) apresentou aproveitamento mínimo para o período seco,

sendo explicado devido o sensor ter sido instalado no último mês do período, setembro. No

período seguinte, seco-úmido, observa-se um aumento no aproveitamento dos dados o que

reflete resultados positivos do funcionamento do sensor LI-840A.


Período 2 m 12 m 22 m 34 m 50 m 62 m

Úmido 0 0 0 0 0 0

Úmido-seco

0 0 0 0 0 0

Seco 15,80 15,80 15,80 15,80 15,80 15,80

Seco-úmido 97,92 97,94 97,94 97,94 97,94 97,94

O aproveitamento dos dados de 2016 foi superior a 90% nos períodos úmido e de

transição úmido-seco (TABELA 4), apresentando-se um comportamento inesperado, visto

que nos períodos com maior incidência de precipitação ocorre maiores dificuldades para

31

realizar-se as coletas dos dados e até mesmo maior incidência de erros nos dados devido a

umidade elevada. O período seco abrangeu somente até o mês de agosto, justificando a

proporção do aproveitamento.


Período 2 m 12 m 22 m 34 m 50 m 62 m

Úmido 99,10 99,10 99,10 99,10 99,10 99,10

Úmido-seco 93,82 93,91 93,91 93,91 93,91 93,91

Seco 62,59 62,59 62,59 62,59 62,59 62,59

Seco-úmido 0 0 0 0 0 0

Em comparação aos anos de 2010 e 2015, o ano de 2016 apresentou maior

aproveitamento (excetuando o período seco que abrangeu somente os meses de julho e

agosto) refletindo os resultados da manutenção periódica da torre. As coletas foram realizadas

quinzenalmente por uma equipe que verificava a integridade dos sensores, bem como

realizava a leitura dos dados em tempo real. Esses procedimentos são de suma importância

para que sejam minimizadas as perdas de dados que são decorrentes de erros na leitura,

armazenamento, presença de insetos e danos nos sensores.

3.1.2 Fluxos de CO2

Os dados de fluxo de CO2 obtidos para o ano de 2015 apresentados na Figura 5,

contam somente com o período seco-úmido, com um aproveitamento de 61,1%. Essas lacunas

na série temporal desses dados são atribuídas, essencialmente, à instabilidade no sistema de

energia e armazenamento acarreta a perda de longos períodos de dados, além de períodos

destinados à manutenção da torre que porventura geram as falhas (DIAZ, 2014).

32

Figura 5 – Aproveitamento dos dados de fluxo de CO2 para o período seco-úmido no ano de 2015,

Rebio Jaru.

Nota: AP – aproveitamento.

Segundo Baldocchi (2003), falhas nos dados são inevitáveis quando são construídos

registros de dados em longo prazo e para os dados de fluxos medidos pelo método de

covariância de vórtices turbulentos, o índice de rejeição dos dados no período de um ano é de

35% (FALGE et al., 2001).


O aproveitamento da temperatura do solo foi maior para o período seco no ano 2010

(TABELA 5) com 99,83%. A ausência de dados no período úmido pode ser explicada devido

à dificuldade para realizar a manutenção da torre em períodos onde ocorre a inundação da

trilha de acesso e precariedade das estradas.

33

Tabela 5 – Aproveitamento dos dados de temperatura do solo (%) no ano de 2010

Período 2 cm 5 cm 10 cm

Úmido 0 0 0

Úmido-seco 61,66 61,66 61,66

Seco 99,83 99,83 99,83

Seco-úmido 67,72 67,72 67,72

Enquanto que para o ano de 2015, apresentado na Tabela 6, o aproveitamento no

período seco foi menor, devido às medições só se iniciarem neste ano em meados do mês de

setembro, representando somente o fim do período seco.



Úmido 0 0 0

Úmido-seco 0 0 0

Seco 21,12 21,12 21,12

Seco-úmido 99,99 99,99 99,99

O ano de 2016 é exemplificado na Tabela 7, onde ocorreu o aproveitamento máximo

nos primeiros dois períodos, sendo que o período seco corresponde somente a uma parte do

mês de agosto, pois a partir desse período havia se iniciado as análises dos dados desse

estudo, inviabilizando a análise de dados coletados posteriormente.



Úmido 100 100 100

Úmido-seco 100 100 100

Seco 63,50 63,50 63,50

Seco-úmido 0 0 0

Deste modo, os dados de temperatura do solo apresentaram aproveitamento

satisfatório superior a 90% para os períodos analisados neste estudo, sendo relatado esse

mesmo resultado por Carreira (2014) na Rebio Jaru no ano de 2008.

34

3.2 ANÁLISE EXPLORATÓRIA


A estatística dos dados de perfil de CO2 representadas conforme os anos, os períodos

e as alturas consta nas Tabelas 8, 9 e 10.

Tabela 8 – Análise exploratória do perfil da concentração de CO2 (ppm) com IC de 95%, por período,

no ano de 2010, Rebio Jaru

2010

Período �̅� IC Erro Padrão n

2 metros

Úmido *** *** *** 0

Úmido-seco 405,49 [403,34; 407,57] 1,08 2697

Seco 399,18 [397,87; 400,42] 0,64 4410

Seco-úmido 417,05 [414,82; 419,33] 1,19 2746

12 metros

Úmido *** *** *** 0

Úmido-seco 396,92 [394,72; 398,90] 1,10 2686

Seco 393,01 [391,66; 394,27] 0,65 4405

Seco-úmido 405,33 [402,96; 407,60] 1,18 2742

22 metros

Úmido *** *** *** 0

Úmido-seco 394,52 [392,42; 396,49] 1,08 2687

Seco 390,76 [389,43; 392,02] 0,64 4405

Seco-úmido 399,37 [397,07; 401,61] 1,13 2742

32 metros

Úmido *** *** *** 0

Úmido-seco 385,75 [383,84; 387,47] 0,95 2687

Seco 382,09 [381,02; 383,24] 0,55 4405

Seco-úmido 388,57 [386,88; 390,36] 0,92 2744

(continua)

35

(conclusão)


50 metros

Úmido *** *** *** 0

Úmido-seco 378,33 [376,71; 379,91] 0,86 2689

Seco 376,58 [375,60; 377,61] 0,50 4405

Seco-úmido 380,95 [379,42; 382,51] 0,78 2740

62 metros

Úmido *** *** *** 0

Úmido-seco 374,06 [372,50; 375,58] 0,78 2687

Seco 372,76 [371,88; 373,66] 0,45 4405

Seco-úmido 376,39 [375,09; 377,74] 0,70 2739

Notas: �̅� - média; todo valor entre [ ] corresponde a um intervalo de confiança (IC) de 95% utilizando

reamostragem bootstrap com 1.000 repetições; n – quantidade de dados amostrados; *** - ausência de dados.

No ano de 2010, o período seco apresentou menores valores da concentração de CO2

do que os períodos de transição úmido-seco e seco-úmido, sendo notável que há uma

tendência de diminuição da concentração de CO2 da menor altura, a 2 m, até ao nível mais

elevado, a 62 m. Analisando o período seco, para o ano de 2010 observou-se que os valores

das médias e do IC variaram de 399,18 [397,87; 400,42] ppm a 372,76 [371,88; 373,66] ppm

(os valores entres os colchetes expressam um intervalo de confiança de 95%, utilizando

reamostragem bootstrap com 1.000 replicações).

Gatti et al. (2014) encontraram que a diminuição da produtividade da floresta

Amazônica em 2010 está relacionada ao aumento da temperatura mínima e ao estresse hídrico

induzida por anomalias de precipitação que ocorreram em fevereiro e março, e agosto e

setembro, correspondendo a parte do período úmido e seco, respectivamente.

A diminuição da concentração de CO2 na seca, com posterior aumento no período

subsequente, seco-úmido, evidencia que a floresta sofre maior restrição nos seus processos

metabólicos, devido principalmente à diminuição da disponibilidade de água. Marengo et al.

(2011a) encontraram relação entre a seca extrema que ocorreu em 2010, com a diminuição

das descargas dos rios Amazônicos e os danos ao ciclo hidrológico da região.

De acordo com os modelos numéricos de previsão de temperatura do Instituto de

Pesquisas Espaciais (INPE, 2016), no ano de 2015 de setembro a novembro iniciou-se a

formação do evento El Niño, sendo esse categorizado como de intensidade fraca com variação

de temperatura neutra de -0,5 °C a 0,5 °C persistindo até março de 2016. Neste contexto,

36

observou-se que o perfil de concentração de CO2 no ano de 2015 diminuiu do período seco

para o seco-úmido e da menor altura (2 m) para a maior (62 m). Desta forma, a média e o IC

variaram de 484,34 [480,24; 487,95] ppm e 479,00 [477,44; 480,56] ppm a 2 m e 450,95

[447,65; 453,95] ppm a 439,11 [437,86; 440,24] ppm a 62 m, respectivamente (TABELA 9).

A umidade do solo analisada durante o projeto ABRACOS na Amazônia, que

abarcou o sítio da Rebio Jaru, encontrou um comportamento sistêmico da floresta durante a

seca, no qual ocorre maior extração de água no solo sob a floresta, resultando em perfis mais

secos no fim da seca (FISCH; MARENGO; NOBRE, s.d.).

Desta forma, a diminuição de valores do perfil de concentração de CO2 no último

trimestre de 2015 pode ser atribuída ao comportamento indicado por Fisch, Marengo e Nobre

(s.d.) somado ao prolongamento da estiagem impulsionado pelo El Niño, que restringem a

respiração de carbono pelo sistema florestal.

Tabela 9 – Análise exploratória do perfil da concentração de CO2 (ppm) com IC de 95%, por período,

no ano de 2015, Rebio Jaru

2015


2 metros

Úmido *** *** *** 0

Úmido-seco *** *** *** 0

Seco 484,34 [480,24; 487,95] 1,98 690

Seco-úmido 479,00 [477,44; 480,56] 0,82 4332

12 metros

Úmido *** *** *** 0

Úmido-seco *** *** *** 0

Seco 470,08 [465,70; 474,12] 2,15 690

Seco-úmido 458,62 [456,79; 460,37] 0,88 4333

(continua)

37

(conclusão)


22 metros

Úmido *** *** *** 0

Úmido-seco *** *** *** 0

Seco 468,01 [463,53; 471,89] 2,13 690

Seco-úmido 454,88 [453,16; 456,56] 0,86 4333

32 metros

Úmido *** *** *** 0

Úmido-seco *** *** *** 0

Seco 459,74 [455,78; 463,22] 1,91 690

Seco-úmido 446,61 [445,15; 448,05] 0,75 4333

50 metros

Úmido *** *** *** 0

Úmido-seco *** *** *** 0

Seco 452,64 [449,09; 455,79] 1,70 690

Seco-úmido 441,02 [439,74; 442,23] 0,64 4333

62 metros

Úmido *** *** *** 0

Úmido-seco *** *** *** 0

Seco 450,95 [447,65; 453,95] 1,61 690

Seco-úmido 439,11 [437,86; 440,24] 0,61 4333


reamostragem bootstrap por 1.000 repetições; n – quantidade de dados amostrados; *** - ausência de dados.

A concentração de CO2 no ano de 2016 também diminuiu conforme a altura de 2 m

para 62 m, e aumentou do período úmido para o período úmido-seco, (TABELA 10),

obtendo-se as médias e IC de 469,22 [467,84; 470,54] ppm e 486,82 [485,07; 488,65] ppm a 2

m e 430,52 [429,50; 431,50] ppm e 437,23 [435,89; 438,58] ppm a 62 m, respectivamente. A

diminuição da concentração de CO2 durante o primeiro trimestre de 2016, período úmido,

atribui-se aos efeitos do fenômeno El Niño, que persistiam do ano anterior.

Durante o período seco obteve-se uma redução nas concentrações de CO2, com

médias e IC variando de 480,23 [478,55; 481,90] ppm a 2 metros e 435,38 [433,99; 436,65]

38

ppm a 62 m, tendo como possível fator determinante deste comportamento o período de

estiagem que ocorre na região Amazônica devido a sazonalidade das chuvas, sendo que

Oliveira, M. (2014) aponta o mês de julho na Rebio Jaru como de menor índice médio de

precipitação no ano, com 9,18 mm.

Tabela 10 – Análise exploratória do perfil da concentração de CO2 (ppm) com IC de 95%, por

período, no ano de 2016, Rebio Jaru

2016


2 metros

Úmido 469,22 [467,84; 470,54] 0,68 4329

Úmido-seco 486,82 [485,07; 488,65] 0,89 4098

Seco 480,23 [478,55; 481,90] 0,87 2764

Seco-úmido *** *** *** 0

12 metros

Úmido 446,97 [445,49; 448,48] 0,75 4329

Úmido-seco 458,92 [456,93; 460,94] 0,98 4102

Seco 458,62 [456,62; 460,49] 1,02 2764

Seco-úmido *** ** *** 0

22 metros

Úmido 442,25 [440,82; 443,75] 0,72 4329

Úmido-seco 455,55 [453,56; 457,61] 0,97 4102

Seco 456,34 [454,37; 458,18] 1,01 2764

Seco-úmido *** ** *** 0

34 metros

Úmido 436,34 [435,05; 437,61] 0,63 4329

Úmido-seco 446,89 [445,13; 448,69] 0,86 4102

Seco 446,14 [444,35; 447,78] 0,89 2764

Seco-úmido *** ** *** 0

(continua)

39

(conclusão)


50 metros

Úmido 432,09 [431,03; 433,10] 0,52 4329

Úmido-seco 439,65 [438,17; 441,07] 0,72 4102

Seco 439,37 [437,79; 440,80] 0,75 2764

Seco-úmido *** ** *** 0

62 metros

Úmido 430,52 [429,50; 431,50] 0,49 4329

Úmido-seco 437,23 [435,89; 438,58] 0,67 4102

Seco 435,38 [433,99; 436,65] 0,67 2764

Seco-úmido *** ** *** 0



O comportamento do ano de 2016 pode ser relacionado ao El Niño que ocorreu em

2015 e perdurou até meados de 2016, inferindo-se que para o período úmido a restrição

hídrica tenha afetado os processos de respiração das plantas e do solo, e desta forma, causou a

diminuição da concentração de CO2. Camargo e Marenco (2012), em um estudo realizado em

Manaus, observaram que para algumas espécies Amazônicas a limitação da absorção de

carbono era mais influenciada pela restrição fotossintética imposta pelo fechamento dos

estômatos que por outros fatores fisiológicos, sendo que essa influência varia de 43% no

período úmido a 64% no período seco. Pressupõe-se que o fechamento dos estômatos está

diretamente associado à restrição hídrica – como o prolongamento da estiagem em 2016,

explicando o comportamento apontado anteriormente.

3.2.2 Fluxos de CO2

As estatísticas descritivas referentes as variações horarias dos fluxos de CO2 estão

apresentadas na Tabela 11 sendo utilizadas para analisar a variação dos resultados dos dados

micrometeorológicos. O comportamento típico da concentração de CO2 mostra um fluxo

positivo durante a noite, quando as emissões do solo e a respiração combinam-se como uma

fonte de CO2 para a atmosfera e começa a decrescer logo após o nascer do sol quando o CO2

40

atmosférico é absorvido pela vegetação, e as reações fotoquímicas começam a ocorrer de

maneira mais intensa (GOULDEN et al., 2004; ARAÚJO et al., 2010).

Tabela 11 – Análise exploratória dos fluxos de CO2 (µmol m-2

s-1) da Rebio Jaru, período seco-úmido

no ano de 2015

Hora �̅� IC Erro Padrão n

00:00 5 [2; 8] 2 56

00:30 3 [0; 6] 2 57

01:00 4 [1; 8] 2 57

01:30 3 [0; 5] 1 57

02:00 1 [0; 3] 1 57

02:30 1 [-1; 4] 1 57

03:00 3 [0; 6] 2 56

03:30 4 [2; 7] 1 56

04:00 4 [2; 7] 1 57

04:30 5 [2; 9] 2 57

05:00 3 [1; 5] 1 57

05:30 4 [2; 7] 1 57

06:00 6 [3; 9] 2 57

06:30 5 [2; 8] 1 57

07:00 10 [8; 13] 1 57

07:30 15 [10; 20] 3 57

08:00 6 [0; 13] 3 56

08:30 -1 [-5; 5] 3 53

09:00 -10 [-14; -6] 2 53

09:30 -19 [-23; -14] 2 56

10:00 -18 [-24; -12] 3 53

10:30 -23 [-27; -18] 2 55

11:00 -25 [-29; -21] 2 58

11:30 -27 [-30; -23] 2 57

12:00 -29 [-32; -27] 1 56

12:30 -28 [-31; -24] 2 55

13:00 -30 [-33; -27] 2 55

13:30 -27 [-30; -23] 2 57

14:00 -25 [-28; -23] 1 55

14:30 -22 [-25; -18] 2 56

15:00 -20 [-22; -17] 1 55

15:30 -15 [-17; -12] 2 57

16:00 -13 [-15; -11] 1 56

16:30 -10 [-12; -8] 1 56

17:00 -5 [-7; -3] 1 57

17:30 -1 [-3; 0] 1 57

18:00 2 [0; 4] 1 56

18:30 2 [0; 4] 1 57

19:00 1 [1; 2] 0 57

19:30 3 [2; 5] 1 55

(continua)

41

(conclusão)

Hora �̅� IC Erro Padrão n

20:00 4 [1; 8] 2 56

20:30 5 [2; 8] 2 57

21:00 2 [-1; 4] 1 57

21:30 4 [2; 6] 1 56

22:00 4 [2; 6] 1 57

22:30 3 [1; 5] 1 56

23:00 4 [1; 7] 2 56

23:30 2 [-1; 5] 1 55



Observou-se que a absorção de CO2 na floresta tem níveis mais elevados entre às

9h30 e 16h00, com valores médios situados entre -19 e -13 µmol m-2

s-1

, no entanto, o pico de

absorção ocorre às 13h com -30 µmol m-2

s-1

, haja vista, que nesse horário os raios solares são

mais intensos. Goulden et al. (2004) relataram para o horário de maior irradiância uma

absorção média de -16 e -19 µmol m-2

s-1

, na Floresta Nacional dos Tapajós. Entretanto, os

valores encontrados para a Rebio Jaru e para a Floresta Nacional dos Tapajós no horário de

maior incidência solar são superiores aos que Gallon, Sanches e Paulo (2006) verificaram em

uma floresta de transição Amazônia Cerrado, nos períodos seco e úmido valores médios de -8

e -6 µmol m-2

s-1

, respectivamente, indicando que as atividades fisiológicas em Floresta

Ombrófilas demandam maior quantidade de carbono.

Em contraste a esse resultado, Saleska et al. (2009) relatam que a região da Bacia

Amazônica atua em anos de El Niño, a exemplo o ano de 2015, como uma fonte de carbono,

devido a maior ocorrência da mortalidade das árvores acarretada pelo aumento da temperatura

e a diminuição da água disponível no sistema. De forma distinta aos resultados encontrados

por Saleska et al. (2009) e Gallon, Sanches e Paulo (2006), o estudo realizado por Vourlitis et

al. (2011) numa floresta tropical semidecidual evidenciou que as taxas de absorção

comparadas entre a estação seca e a chuvosa, nos anos de 2006-2007 e 2007-2008, foram

semelhantes.

Ressalta-se que outros fatores além da sazonalidade interferem fortemente na

variabilidade que existe na dinâmica do carbono de um ecossistema para outro, sendo

apontados entre os principais a estrutura florestal e a disponibilidade de água no ambiente.

42


A análise exploratória dos dados de temperatura do solo apresentada por

profundidade do solo, período e anos, está descrita nas Tabelas 12, 13, 14.

Tabela 12 – Análise exploratória da temperatura do solo (oC) com IC de 95%, por período, no ano de

2010, Rebio Jaru

2010


2 centímetros

Úmido *** *** *** 0

Úmido-seco 25,42 [25,33; 25,52] 0,05 8080

Seco 24,92 [24,84; 25,01] 0,04 13225

Seco-úmido 27,65 [27,60; 27,70] 0,03 8971

5 centímetros

Úmido *** *** *** 0

Úmido-seco 25,59 [25,33; 25,52] 0,04 8080

Seco 25,09 [25,02; 25,16] 0,04 13225

Seco-úmido 27,67 [27,63; 27,71] 0,02 8971

10 centímetros

Úmido *** *** *** 0

Úmido-seco 25,82 [25,74; 25,89] 0,04 8080

Seco 25,32 [25,26; 25,38] 0,03 13225

Seco-úmido 27,70 [27,67; 27,73] 0,02 8971



Observou-se que durante o ano de 2010 a temperatura do solo aumentou com a

profundidade, sendo de forma em todos os níveis de profundidade menor durante o período

seco variando de 24,92 [24,84; 25,01] oC a 2 cm a 25,32 [25,26; 25,38]

oC a 10 cm,

aumentando durante o período seco-úmido.

Oliveira, R. (2014) no ano de 2010 encontrou para a uma parcela de vegetação na

Floresta Nacional do Caxiuanã um aumento da temperatura do solo de 26,7 ± 0,52 oC (o valor

43

após o ± equivale ao intervalo de confiança da média) do período chuvoso para 27,4 ± 0,68 oC

no período seco e relatou que a vegetação em estudo estava em estresse hídrico acentuado,

atribuindo a diminuição da precipitação no sítio ao fenômeno El Niño. Desta forma, ao

compararmos os estudos realizados por Oliveira, R. (2014) ao realizado na Rebio Jaru, não foi

possível observar se houve o mesmo comportamento, haja vista que houveram perdas de

dados neste período.

A temperatura do solo no ano de 2015 foi atenuada com a profundidade, sendo

observado que durante o período seco ela foi maior do que no período de transição seco-

úmido, variando de 28,83 [28,77; 28,89] oC a 2 cm a 28,71 [28,67; 28,75]

oC a 10 cm

(TABELA 13).


2015, Rebio Jaru

2015


2 centímetros

Úmido *** *** *** 0

Úmido-seco *** *** *** 0

Seco 28,83 [28,77; 28,89] 0,03 2798

Seco-úmido 27,17 [26,89; 27,45] 0,13 13247

5 centímetros

Úmido *** *** *** 0

Úmido-seco *** *** *** 0

Seco 28,77 [28,71; 28,82] 0,02 2798

Seco-úmido 27,17 [26,90; 27,44] 0,13 13247

10 centímetros

Úmido *** *** *** 0

Úmido-seco *** *** *** 0

Seco 28,71 [28,67; 28,75] 0,02 2798

Seco-úmido 27,16 [26,89; 27,43] 0,13 13247



44

No ano de 2016 observou-se um aumento na temperatura do solo com a

profundidade e em relação ao ano anterior, onde a 10 cm no período seco-úmido de 2015

obtinha-se temperatura de 27,16 [26,89; 27,43] o

C passando a ser de 27,69 [27,63; 27,76] oC

no ano seguinte durante o período úmido, na mesma profundidade.


2016, Rebio Jaru

2016


2 centímetros

Úmido 27,64 [27,57; 27,70] 0,03 13104

Úmido-seco 27,11 [27,07; 27,15] 0,02 13104

Seco 25,92 [25,89; 25,96] 0,02 8416

Seco-úmido *** *** *** 0

5 centímetros

Úmido 27,67 [27,61; 27,74] 0,03 13104

Úmido-seco 27,18 [27,14; 27,21] 0,02 13104

Seco 25,95 [25,92; 25,98] 0,02 8416

Seco-úmido *** *** *** 0

10 centímetros

Úmido 27,69 [27,63; 27,76] 0,03 13104

Úmido-seco 27,23 [27,20; 27,26] 0,01 13104

Seco 25,98 [25,95; 26,01] 0,01 8416

Seco-úmido *** *** *** 0



De forma geral, comparando-se os anos de 2010, 2015 e 2016 foi possível observar

que a maior temperatura do solo foi no período seco-úmido, seco e úmido, respectivamente, e

a temperatura em todos os anos foi menor a 10 cm.

Atribui-se a diminuição nos períodos a dois fatores: redução de água no solo, que

diminui a quantidade de energia usada no aquecimento e evaporação da água do solo

passando esse a aquecer as partículas do solo, sendo ainda mais acentuado em anos de eventos

extremos como 2010.

45

3.3 PERFIL DA CONCENTRAÇÃO DE CO2

3.3.1 Variação na Altura do Dossel e nos Diferentes Períodos do Ano

Durante o dia ocorrem diversas variações nas condições atmosféricas na floresta, e

desta forma, buscando abranger essas variações, segregou-se as médias horárias em período

noturno e diurno. Para cada ciclo foram escolhidos sete horas, a fim de que os representassem,

essas foram 6h, 8h, 10h, 12h, 14h, 16h e 18h para o ciclo diurno, e 18h, 20h, 22h, 00h, 2h, 4h

e 6h para o ciclo noturno. Representando a mudança dos ciclos foram usados os horários de

06h e 18h, por serem horários de transição para o dia e para a noite.

As Figuras 6, 7 e 8 apresentam o comportamento do perfil de concentração de CO2

nos anos de 2010, 2015 e 2016 e seus respectivos períodos, nos ciclos diurno e noturno.

Logo após o amanhecer (06h e 08h) as concentrações no perfil de CO2 foram maiores

do que para os outros horários do ciclo diurno, havendo uma diminuição acentuada a partir do

nível 22 m às seis horas e uma estabilidade a partir desse nível às 08h. Nos horários seguintes,

das 10h às 18h observou-se que as concentrações de CO2 diminuem nos níveis mais próximos

do solo (2 e 12m), notando-se que às 10h fica segregada das demais horas a partir dos 22 m.

Ocorre uma diminuição das concentrações de CO2 após às 10h da manhã

observando-se também que essas concentrações permanecem constantes acima da camada

12m e persistem assim até o fim do dia, imputando-se esse resultado à diminuição das

concentrações de CO2 que ocorrem pelo consumo fotossíntetico que ocorrem de acordo com a

disponibilidade de radiação, ou seja, cessam no fim do dia quando a respiração passa a ser o

processo dominante pela falta de energia no sistema (LEAL et al., 2006).

Em todos os anos, durante o ciclo noturno, ocorreu um aumento da concentração de

CO2 a partir das 18h e nos níveis mais baixos do dossel até 32/34m. Que pode ser explicado

devido ao acúmulo de CO2 oriundo dos processos de respiração das plantas, haja vista que a

maioria tem altura média de 32 m (RUMMEL et al., 2002), em conjunto com a respiração do

solo que libera o CO2 armazenado até esse nível, em decorrência da estabilidade atmosférica

(GALLON; SANCHES; PAULO, 2006).

46

(a) úmido-seco - diurno

Concentração de CO2 (ppm)

320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580

Alt

ura

do

do

ssel

(m

)

2

12

22

32

50

62 6h

8h

10h

12h

14h

16h

18h

(b) úmido-seco - noturno


320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580

Alt

ura

do

do

ssel

(m

)

2

12

22

32

50

62 18h

20h

22h

0h

2h

4h

6h

(c) seco - diurno


320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580

Alt

ura

do d

oss

el

(m)

2

12

22

32

50

626h

8h

10h

12h

14h

16h

18h

(d) seco - noturno


320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580

Alt

ura

do

do

ssel

(m)

2

12

22

32

50

62 18h

20h

22h

0h

2h

4h

6h

(e) seco-úmido - diurno


320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580

Alt

ura

do d

oss

el (

m)

2

12

22

32

50

626h

8h

10h

12h

14h

16h

18h

(f) seco-úmido - noturno


320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580

Alt

ura

do

do

ssel

(m

)

2

12

22

32

50

62 18h

20h

22h

0h

2h

4h

6h

Figura 6 – Distribuição das médias de concentração no perfil de CO2 (ppm) em: (a) período úmido-

seco no ciclo diurno, (b) período úmido-seco no ciclo noturno, (c) período seco no ciclo diurno, (d)

período seco no ciclo noturno, (e) período úmido-seco no ciclo diurno e (f) período úmido-seco no

ciclo noturno, ano de 2010.

No ciclo noturno o aumento na concentração de CO2 é atribuido, segundo Culf et al.

(1997), ao fato das concentrações noturnas de CO2 serem muito mais sensíveis às diferenças

de altura da camada limite e o valor do fluxo superficial. O acúmulo de CO2 abaixo do dossel

ocorre até às 6h quando incidem os primeiros raios solares dando início as atividades

fotossintéticas da floresta. Outro fator, que pode ser atribuído a essa variação está relacionado

47

ao aumento do fluxo de seiva ao amanhecer que acompanha o efeito da irradiância na abertura

dos estômatos, tendo maior fluxo de seiva até o meio dia quando ocorre o déficit de pressão

do vapor do ar (MARENCO et al., 2014).

(a) seco - diurno


320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580

Alt

ura

do

doss

el (

m)

2

12

22

34

50

62

6h

8h

10h

12h

14h

16h

18h

(b) seco - noturno


320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580

Alt

ura

do d

oss

el (

m)

2

12

22

34

50

6218h

20h

22h

0h

2h

4h

6h

(c) seco-úmido - diurno


320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580

Alt

ura

do

do

ssel

(m)

2

12

22

34

50

62 6h

8h

10h

12h

14h

16h

18h

(d) seco-úmido - noturno


320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580

Alt

ura

do d

oss

el (

m)

2

12

22

34

50

6218h

20h

22h

0h

2h

4h

6h

Figura 7 – Distribuição das médias de concentração no perfil de CO2 (ppm) em: (a) período seco no

ciclo diurno, (b) período seco no ciclo noturno, (c) período seco-úmido no ciclo diurno e (d) período

seco-úmido no ciclo noturno, ano de 2015.

48

(a) úmido - diurno


320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580

Alt

ura

do d

oss

el

(m)

2

12

22

34

50

62 6h

8h

10h

12h

14h

16h

18h

(b) úmido - noturno


320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580

Alt

ura

do

do

ssel

(m

)

2

12

22

34

50

6218h

20h

22h

0h

2h

4h

6h

(c) úmido-seco - diurno


320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580

Alt

ura

do d

oss

el

(m)

2

12

22

34

50

62 6h

8h

10h

12h

14h

16h

18h

(d) úmido-seco - noturno


320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580

Alt

ura

do d

oss

el

(m)

2

12

22

34

50

6218h

20h

22h

0h

2h

4h

6h

(e) seco - diurno


320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580

Alt

ura

do

do

ssel

(m

)

2

12

22

34

50

62 6h

8h

10h

12h

14h

16h

18h

(f) seco - noturno


320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580

Alt

ura

do d

oss

el

(m)

2

12

22

34

50

6218h

20h

22h

0h

2h

4h

6h

Figura 8– Distribuição das médias de concentração no perfil de CO2 (ppm) em: (a) período úmido no

ciclo diurno, (b) período úmido no ciclo noturno, (c) período úmido-seco no ciclo diurno, (d) período

úmido-seco no ciclo noturno, (e) período seco no ciclo diurno e (f) período seco no ciclo noturno, ano

de 2016.

Notou-se que as concentrações de CO2 em todos os anos foram superiores nos ciclos

noturnos em relação aos ciclos diurnos. De acordo com Pereira et al. (2013), que encontrou

comportamento semelhante para o Pantanal, a dinâmica da concentração de CO2 nesse

49

horário, depende das condições meteorológicas, haja vista que em dias de estabilidade térmica

a maior parte do CO2 pode permanecer estocado dentro do dossel, sendo reabsorvido ou

liberado ao amanhecer, de forma contrária, em noites mais turbulentas pode ser que esse CO2

seja escoado para camadas superiores devido à movimentação atmosférica.

3.3.2 Variação nos Períodos Diurno e Noturno Horária

Os dados das concentrações de CO2 em diferentes alturas do dossel nos ciclos

diurnos e noturnos para os anos de 2010, 2015 e 2016 são apresentados nas Tabelas 15, 16 e

17.

As concentrações de CO2 em ambos os anos foram superiores nos ciclos noturnos,

resultado esse encontrado também por Pereira et al. (2013) no Pantanal, no qual as

concentrações de CO2 eram maiores no ciclo noturno. Araújo et al. (2010) justificam esse

comportamento devido ao aumento da turbulência e a instabilidade atmosférica no topo do

dossel que causa o revolvimento do CO2 armazenado abaixo do dossel durante o dia.

Tabela 15 - Médias do perfil da concentração de CO2 com IC de 95% por período no ano e ciclo

diurno e noturno para o ano de 2010, Rebio Jaru

Período

Concentração de CO2

2 m 12 m 22 m 34 m 50 m 62 m

Úmido-seco

Diurno

390,72

[387,77;

394,12]

377,53

[374,52;

380,61]

375,41

[372,50;

378,38]

374,31

[371,68;

377,11]

372,95

[370,42;

375,84]

372,23

[369,85;

375,00]

Noturno

420,76

[418,47;

423,35]

416,58

[414,18;

419,30]

413,87

[411,58;

416,62]

397,42

[395,31;

399,64]

384,05

[382,18;

386,19]

376,07

[374,43;

377,92]

Seco

Diurno

388,02

[385,89;

390,09]

379,07

[376,98;

381,00]

377,57

[357,59;

379,49]

375,25

[373,94;

376,94]

373,71

[372,06;

375,37]

372,27

[370,70;

373,82]

Noturno

410,86

[409,52;

412,18]

407,38

[406,02;

408,81]

404,42

[402,99;

405,89]

389,42

[388,07;

390,66]

379,82

[378,64;

380,92]

373,45

[372,42;

374,41]

Seco-úmido Diurno

395,98

[392,79;

399,13]

379,74

[376,77;

382,59]

375,20

[372,38;

377,86]

373,26

[370,70;

375,54]

372,07

[369,78;

374,15]

371,19

[369,06;

373,10]

Noturno

439,23

[436,03;

442,38]

431,93

[428,74;

435,07]

424,15

[420,98;

427,13]

404,54

[401,90;

407,05]

390,38

[388,32;

392, 47]

381,80

[380,06;

383,58]

Nota: todo valor entre [ ] corresponde a um intervalo de confiança de 95% utilizando reamostragem bootstrap.

50



Período


2 m 12 m 22 m 34 m 50 m 62 m

Seco

Diurno

468,54

[463,14;

474,63]

445,52

[440,05;

451,60]

443,48

[438,14;

449,51]

443,10

[437,83;

449,07]

441,77

[436,81;

447,40]

441,56

[436,85;

447,07]

Noturno

508,93

[504,26;

513,44]

502,33

[497,62;

507,21]

499,56

[494,85;

504,63]

485,04

[480,42;

489,76]

472,77

[468,55;

476,94]

469,38

[465,63;

473,54]

Seco-

úmido

Diurno

463,47

[461,33;

465,84]

431,71

[429,68;

433,93]

428,91

[427,01;

431,04]

427,68

[425,96;

429,67]

428,66

[427,00;

430,56]

428,70

[427,01;

430,48]

Noturno

496,17

[494,27;

498,24]

486,89

[484,86;

489,17]

482,23

[480,18;

484,55]

466,73

[465,03;

468,67]

454,45

[453,03;

456,16]

450,45

[449,11;

452,01]




Período


2 m 12 m 22 m 34 m 50 m 62 m

Úmido

Diurno

459,06

[457,20;

461,00]

424,22

[422,35;

426,13]

420,89

[419,21;

422,62]

420,15

[418,59;

421,76]

421,34

[419,93;

422,81]

421,35

[420,00;

422,74]

Noturno

481,15

[479,33;

482,80]

471,69

[469,74;

473,49]

465,55

[463,64;

467,31]

454,37

[452,69;

455,60]

444,52

[443,17;

445,69]

441,22

[440,02;

442,33]

Úmido-seco

Diurno

479,40

[476,77;

482,15]

433,91

[431,45;

436,39]

431,08

[428,65;

433,47]

429,37

[427,14;

431,64]

430,09

[428,08;

432,16]

430,31

[428,30;

432,27]

Noturno

494,65

[492,44;

496,91]

484,38 [482,

08; 486,73]

480, 44

[478,18;

482,85]

465,04

[462,91;

467,29]

449,79

[448,09;

451,60]

444,70

[443,15;

446,37]

Seco

Diurno

474,07

[471,32;

476,95]

438,36

[435,45;

441,42]

435,98

[433,07;

438,97]

432,61

[430,09;

435,25]

433,04

[430,71;

435,36]

431,81

[429,65;

434,03]

Noturno

487,37

[485,42;

489,31]

479,64

[477,42;

481,75]

477,46

[475,20;

479,67]

460,50

[458,41;

462,72]

446,39

[444,68;

448,19]

439,48

[437,97;

441,02]


51

No ano de 2015 a maior variação entre os ciclos diurno e noturno ocorreu no período

seco, de 468,54 [463,14; 474,63] ppm para 508,93 [504,26; 513,44] ppm a 2 m. O ano de

2016 apresentou maior variação no período úmido de 459,06 [457,20; 461,00] ppm para

481,15 [479,33; 482,80] ppm a 2 m. No entanto, o ano de 2010 variou mais no período

úmido-seco de 395,98 [392,79; 399,13] ppm para 439,23 [436,03; 442,38] ppm no ciclo

diurno e noturno respectivamente, para o nível 2 m. Desta forma, observa-se que cada ano

tem um comportamento semelhante em relação a concentração ser maior no ciclo noturno,

mas não foi possível observar um padrão sazonal, mesmo em anos de El Niño, visto que

devem ser analisadas a correlação com outras variáveis micrometereológicas para caracterizá-

los.

Durante o dia o perfil de concentração de CO2 variou mantendo-se em maior

concentração das 0h até aproximadamente às 8h como pode ser visto nas Figuras 9, 10 e 11,

nesse horário as médias gerais calculadas foram de 429,14 [428,46; 429,84] ppm para o ano

de 2010, de 497,63 [496,70; 498,58] ppm para o ano de 2015 e de 475,97 [475,17; 476,80]

ppm para o ano de 2016, ocorrendo um decréscimo após esse horário, associado à chegada de

raios solares que causam a movimentação da atmosfera.

A partir das 8h o processo de fotossíntese ocorreu de forma mais expressiva,

explicando a diminuição na concentração de CO2 que perdurou até aproximadamente 15h,

com uma média geral de 372,41 [371,80; 373,02] ppm para 2010, de 424,31 [423,64; 425,03]

ppm em 2015 e de 419, 35 [418,69; 420,05] para 2016, desse horário em diante os valores da

concentração de carbono voltaram a se elevar.

A análise do ciclo diurno e noturno sobre o perfil de CO2 do dossel contribui para

esclarecer a dinâmica do ecossistema florestal, pois com a variação horária da concentração

no perfil de CO2 ao longo da altura do dossel obtêm-se informações complementares

principalmente para estudos que utilizam perfis de turbulência (GALLON; SANCHES;

PAULO, 2006), como este estudo.

Culf et al. (1997) obtiveram comportamento parecido para a Rebio Jaru, onde a

concentração de CO2 aumentava constantemente até a média de 486 ppm às 07h e caia

rapidamente para um valor médio de 360 ppm até às 14h.

De forma geral, os dados apresentaram variação pouca expressiva quase constante

abaixo do dossel, passando a decrescer com a altura após o limite acima do dossel 32/34 m,

visto que a maioria das árvores têm o dossel ao nível de 32 m (RUMMEL et al., 2002).

No ano de 2010, no período seco-úmido, observou-se a variação mais expressiva do

perfil da concentração de CO2 (FIGURA 9c), obtendo o menor valor de 340 ppm e o maior de

52

480 ppm. Em contrapartida, no ano de 2015 (FIGURA 10), o período seco apresentou maior

concentração, alcançando o valor de 560 ppm e o período de transição seco-úmido obteve o

menor valor, 400 ppm.

(a) úmido-seco

Hora Local

0 4 8 12 16 20 24

Co

nce

ntr

ação

de

CO

2 (

pp

m)

320

340

360

380

400

420

440

460

480

500

520

540

560

580

2 m

12 m

22 m

32 m

50 m

62 m

(b) seco

Hora Local

0 4 8 12 16 20 24C

on

cen

traç

ão d

e C

O2 (

pp

m)

320

340

360

380

400

420

440

460

480

500

520

540

560

580

2 m

12 m

22 m

32 m

50 m

62 m

(c) seco-úmido

Hora Local

0 4 8 12 16 20 24

Conce

ntr

ação

de

CO

2 (

ppm

)

320

340

360

380

400

420

440

460

480

500

520

540

560

580

2 m

12 m

22 m

32 m

50 m

62 m

Figura 9 – Variação horária do perfil da concentração de CO2 no ano de 2010, Rebio Jaru.

(a) seco

Hora Local

0 4 8 12 16 20 24

Concentr

ação d

e C

O2 (

ppm

)

320

340

360

380

400

420

440

460

480

500

520

540

560

5802 m

12 m

22 m

32 m

50 m

62 m

(b) seco-úmido

Hora Local

0 4 8 12 16 20 24

Co

ncen

tração

de C

O2 (

pp

m)

320

340

360

380

400

420

440

460

480

500

520

540

560

5802 m

12 m

22 m

32 m

50 m

62 m


53

A concentração de CO2 no ano de 2016 variou de aproximadamente 400 ppm a 540

ppm, sendo mais acentuada a variação no período úmido-seco e seco do que no período

úmido (FIGURA 11).

Notou-se que em todos os anos durante o dia ocorreu desacoplamento da camada a

2m em relação às demais, ressalta-se que o ano de 2016 apresentou esse comportamento mais

acentuado que os anos anteriores.

(a) úmido

Hora Local

0 4 8 12 16 20 24

Co

nce

ntr

ação

de

CO

2 (

pp

m)

320

340

360

380

400

420

440

460

480

500

520

540

560

580 2 m

12 m

22 m

32 m

50 m

62 m

(b) úmido-seco

Hora Local

0 4 8 12 16 20 24

Co

nce

ntr

ação

de

CO

2 (

pp

m)

320

340

360

380

400

420

440

460

480

500

520

540

560

580 2 m

12 m

22 m

32 m

50 m

62 m

(c) seco

Hora Local

0 4 8 12 16 20 24

Conce

ntr

ação

de

CO

2 (

ppm

)

320

340

360

380

400

420

440

460

480

500

520

540

560

5802 m

12 m

22 m

32 m

50 m

62 m


Durante o dia, foi possível observar que os perfis da concentração de CO2, são mais

elevados nos níveis abaixo do dossel, 2 m a 22 m, corroborando com o que Silva et al. (2015)

encontraram para a Reserva Biológica do Cuieiras e sugere que essas maiores emissões de

CO2 são oriundas de processos no solo. Em consonância, Leal et al. (2006) atribuem esse

comportamento a dois fatores, sendo eles: a) liberação de CO2 pelo processo de respiração e

b) interrupção do consumo de CO2 pela inexistência de fotossíntese devido à ausência da

54

irradiância solar. Além desses, pode-se citar o acúmulo de CO2, oriundo da decomposição da

matéria orgânica no solo, quando realizado por organismos anaeróbios.


Visando compreender a variação horária dos dados de perfil da concentração de CO2

buscou-se relacionar aos dados de temperatura do solo nas profundidades de 2 cm, 5 cm e 10

cm para os anos em estudo, como mostrado nas Figuras 12, 13 e 14.

(a) úmido-seco

Hora Local

0 4 8 12 16 20 24

Tem

per

atura

do S

olo

(oC

)

24

25

26

27

28

29

30

31

2 cm

5 cm

10 cm

(b) seco

Hora Local

0 4 8 12 16 20 24

Tem

per

atura

do S

olo

(oC

)

24

25

26

27

28

29

30

31

2 cm

5 cm

10 cm

(c) seco-úmido

Hora Local

0 4 8 12 16 20 24

Tem

per

atura

do S

olo

(oC

)

24

25

26

27

28

29

30

31

2 cm

5 cm

10 cm

Figura 12 – Variação horária da temperatura do solo no ano de 2010, Rebio Jaru.

55

(a) seco

Hora Local

0 4 8 12 16 20 24

Tem

per

atu

ra d

o S

olo

(oC

)

24

25

26

27

28

29

30

31

2 cm

5 cm

10 cm

(b) seco-úmido

Hora Local

0 4 8 12 16 20 24

Tem

per

atura

do S

olo

(oC

)

24

25

26

27

28

29

30

31

2 cm

5 cm

10 cm


(a) úmido

Hora Local

0 4 8 12 16 20 24

Tem

per

atura

do S

olo

(oC

)

24

25

26

27

28

29

30

31

2 cm

5 cm

10 cm

(b) úmido-seco

Hora Local

0 4 8 12 16 20 24

Tem

per

atura

do S

olo

(oC

)

24

25

26

27

28

29

30

31

2 cm

5 cm

10 cm

(c) seco

Hora Local

0 4 8 12 16 20 24

Tem

per

atura

do S

olo

(oC

)

24

25

26

27

28

29

30

31

2 cm

5 cm

10 cm


Os dados de temperatura do solo mantiveram-se menores durante o período noturno,

das 0h às 8h (FIGURAS 12, 13 e 14) com médias gerais e IC de 25,27 [25,24; 25,31] o

C para

o ano de 2010, de 27,68 [27,67; 27,69] oC para o ano de 2015 e de 26,30 [26,28; 26,32]

oC

para o ano de 2016, a partir desse horário ocorreu um aumento da temperatura associado à

incidência de luz solar alcançando a maior temperatura às 15h com as médias gerais de 26,20

56

[26,17; 26,24] oC para o ano de 2010, de 28,78 [28,76; 28,80]

oC para 2015 e de 27,39 [27,36;

27,41] oC para o ano de 2016, descrescendo após às 15h até o período noturno.

Wanzeler, Costa e Santos (2016) descreveram comportamento semelhante para uma

plantação de mangueiras, que atingiram valores máximos em todas as profundidades entre às

14h e 15h com maior amplitude térmica no nível do solo mais superficial e menor no nível

mais profundo, os autores atribuem esse comportamento ao aumento da concentração de

umidade do solo no nível mais profundo do solo e a cobertura do solo que acarretam a

atenuação do regime térmico no solo.

Notou-se que o nível mais superficial a 2 cm apresentou maior amplitude térmica

durante o dia variando de 16,89 °C a 31,08 °C em 2010, 25,54 °C a 32,67°C em 2015 e 20,87

°C a 32,05 °C em 2016. Apresentou também a maior variação no período seco variando de 24

°C a 27 °C em 2010 (FIGURA 12b), de 27 °C a 31 °C em 2015 (FIGURA 13a) e 24 °C a

28°C em 2016 (FIGURA 14c), observando uma variação mais expressiva no ano de 2015.

Ferreira (2014) observou em um estudo em uma área de lavoura-pastagem que as maiores

diferenças de temperatura coincidiram em épocas que o solo apresentava menor umidade,

como períodos de estiagem, os quais variam de 18,6 °C a 27 °C, visto que a presença de água

facilita a transferência de calor no solo, fato esse que é dificultado em períodos mais secos.

As temperaturas do solo foram maiores para os períodos seco em 2010, o seco-

úmido em 2015 e o úmido em 2016 que coincidentemente foram os que apresentaram

menores concentrações de CO2, resultando possivelmente da diminuição da disponibilidade

hídrica para que fosse realizado o metabolismo de CO2 e aumento de energia usada para

aquecer o solo ao invés de promover a evaporação da água.

Nesse contexto, notou-se que o comportamento horário do perfil da concentração de

CO2 e da temperatura do solo variam opostamente onde as menores concentrações de CO2

estavam em consonância com o aumento da temperatura e vice-versa. Desta forma, visando

compreender se há correlação entre os dados de perfil de concentração de CO2 e os dados de

temperatura do solo, foi realizada a análise de correlação entre os dados de perfil de

concentração de CO2 a 2 m e os dados de temperatura do solo a 2 cm e a 5 cm.

Os dados apresentaram correlação negativa altamente significativa (p-valor < 0,001),

onde os coeficientes de correlação foram maiores a 5 cm, apresentando-se em -0,276 para

2010, -0,396 para 2015, -0,189 para 2016, assim pode-se inferir que o acúmulo de CO2 abaixo

do dossel ocorre em resposta à diminuição da temperatura do solo, e consequentemente,

devido a redução na metabolização do CO2 pelas plantas nesse período e aumento da

respiração do solo.

57

Ao analisar uma área de Floresta Ombrófila Aberta em Manaus, Sotta et al. (2004)

encontraram um coeficiente de determinação de 0,80 entre os dados de temperatura do solo e

de efluxo de CO2, pontuando que a temperatura por si só seria responsável por grande parte da

variação diária do efluxo de CO2 e que essa variável acompanharia o ciclo diurno da

temperatura.

Neste contexto, Meir et al. (1996) encontraram para a Rebio Jaru e Zanchi et al.

(2012) para a Reserva de Cuieiras, que a temperatura do solo a 1-2 cm de profundidade atuava

sobre 76-88% e 90% de correlação, respectivamente sobre a variação temporal do efluxo de

CO2, sendo influenciados também por outras variáveis como precipitação, umidade do solo e

temperatura do ar.

3.3.4 Variação Interanual do Perfil de CO2

A variação anual do perfil da concentração de CO2 para o período seco está

apresentada na Tabela 18 através das médias e IC.

Tabela 18 – Comparação das médias do perfil da concentração de CO2 para o período seco nos anos

de 2010, 2015 e 2016, Rebio Jaru

Anos

2010 2015 2016

2 metros

�̅� 399,18 484,34 480,23

IC [397,87; 400,42] [480,24; 487,95] [478,55; 481,90] 12 metros

�̅� 393,01 470,08 458,62

IC [391,66; 394,27] [465,70; 474,12] [456,62; 460,49] 22 metros

�̅� 390,76 468,01 456,34

IC [389,43; 392,02] [463,53; 471,89] [454,37; 458,18] 32 metros 34 metros

�̅� 382,09 459,74 446,14

IC [381,02; 383,24] [455,78; 463,22] [444,35; 447,78] 50 metros

�̅� 376,58 452,64 439,37

IC [375,60; 377,61] [449,09; 455,79] [437,79; 440,80] 62 metros

�̅� 372,76 450,95 435,38

IC [371,88; 373,66] [447,65; 453,95] [433,99; 436,65]


reamostragem bootstrap por 1000 repetições.

Na comparação entre os anos, o período seco foi escolhido visto que era em comum

58

com os anos em análise, observou-se que o ano de 2010 apresentou a menor concentração de

CO2 em relação aos anos posteriores, infere-se que isso seja reflexo causado pelo evento de

seca extrema e de El Niño que aconteceram nesse ano.

Nesse contexto, após observar a diferença entre as médias dos anos em análise foi

realizado o teste estatístico de comparação de médias para dados não paramétricos Mann

Whitney. Diante disso, pode-se inferir que o ano de 2015 teve maior concentração de CO2 que

2010 e 2016, sendo que esse comportamento foi observado em todo o perfil do dossel

analisado. Atribui-se que essa diminuição pode ter sido acarretada pelo fenômeno El Niño que

afetou a região causando o prolongamento dos dias de estiagem em 2010 e 2015 e em 2016

seja resultado da dinâmica de sazonalidade de chuvas na região Amazônica assim,

prejudicando a metabolização do CO2 tanto pelas plantas devido ao fechamento dos

estômatos, quanto pelo solo, haja vista, que a falta de água neste reflete no aumento da

temperatura do solo e diminuição da respiração de CO2 para a atmosfera.

Corroborando com os resultados encontrados por Zeri et al. (2014) que durante um

estudo realizado no ano de 2005 relatou que houve uma diminuição da absorção líquida de

carbono devido a mortalidade de árvore, decomposição de ramos de árvores que caíram,

assim, pode ser que neste ano de 2010 também de seca extrema possa ter sido afetado por

esses mesmos fatores. No entanto, Gatti et al. (2014) analisaram o balanço de carbono no ano

de seca de 2010 concluindo que ocorre uma neutralidade, e assim não há perda nem ganho de

carbono, devido à redução da fotossíntese por causa da falta de água.

Assim, a influência da variabilidade interanual acarretada por anomalias na

temperatura e precipitação sobre absorção global de carbono ainda permanecem incertas, pois

podem ser relativamente pequenas alcançando 2 Pg de Carbono em comparação à uma fonte

total global estimada em 123 +/- 4 Pg de Carbono ao ano oriundas de outras atividades

(BALDOCHI; RYU; KEENAN, 2016), dessa forma, analisar as variações interanuais das

concentrações de carbono constituem-se como ferramenta importante no esclarescimento da

influencia de outros fatores, como os descritos anteriormente.

.

3.4 FLUXOS DE CO2

Como indicativo da fotossíntese e da respiração foi utilizada a convenção

meteorológica, na qual valores positivos indicam fluxos de CO2 da vegetação para a atmosfera

– respiração – e valores negativos indicam fluxos de CO2 da atmosfera para a vegetação –

fotossíntese – (GOULDEN et al., 2004).

59

O fluxo de CO2 medido acima do dossel corresponde aos processos de fotossíntese,

respiração das componentes vegetais e do solo, além das trocas no armazenamento que

entram na área do dossel, transportados pela turbulência atmosférica nas condições

meteorológicas (GRACE et al., 1996).

A variação horária que ocorre no início da manhã na floresta, das 6h até

aproximadamente às 9h (FIGURA 15), é definido segundo Araújo et al. (2010) devido à

estabilidade atmosférica nas copas das árvores durante a noite, que ao receber as primeiras

incidências solares ocasiona a sua liberação para a atmosfera. Sendo que para este estudo, o

valor máximo encontrado para o referido fenômeno foi de 15 [10; 20] µmol m-2

s-1

, às 7h30.

Figura 15 – Fluxos de CO2 para o período seco-úmido no ano de 2015, Rebio Jaru.

O comportamento médio do fluxo de CO2 nos períodos noturno e diurno, apresentou

valores de 3 e -12 µmol m-2

s-1

, respectivamente, ou seja, no período noturno ocorreu

liberação de carbono e no diurno absorção (CULF et al., 1997). No mesmo contexto, Aguiar

et al. (2006) encontraram que no período noturno a Rebio Jaru absorvia mais, na estação

chuvosa com cerca -23,5 μmol m-2 s-

1. Andrade et al. (2007) obtiveram resultado semelhante

em um estudo realizado no munícipio de Bragança no Pará, onde as variações foram bem

caracterizadas no período das 9h às 16h, obtendo uma variação horária média do fluxo de CO2

no período diurno de -11,5 µmol m-2

s-1

.

60

Destacando assim que floresta absorveu mais CO2 do que liberou no período seco-

úmido, fato que corrobora a importância da floresta como sumidouro do carbono atmosférico

(GATTI et al. 2014).

Logo, ainda são necessários estudos mais detalhados para avaliar também o carbono

em outras formas armazenado no solo e um aprofundamento de estudos em outras escalas

para caracterizar se a floresta atua como um sumidouro (WRIGHT, 2013), visto que, ainda

existem muitas incertezas em relação ao papel das florestas tropicais no qual por hora pode-se

superestimar ou subestimar esse comportamento (PHILLIPS; LEWIS, 2014).

61

CONSIDERAÇÕES FINAIS

O ano de 2010 apresentou no período seco menores valores da concentração de CO2,

diferentemente do ano de 2015 que apresentou esse comportamento para o período seco-

úmido e 2016 que apresentou no período úmido, sendo possivelmente influencia do fenômeno

El Niño que afetou o último trimestre de 2015 e o início de 2016 correspondendo aos períodos

analisados nesses anos. Ressalta-se uma tendência na diminuição da concentração de CO2 da

menor altura, a 2 m, para o nível mais elevado a 62 m. Os dados de perfil da concentração de

CO2 foram maiores nos níveis abaixo do dossel, principalmente no período noturno o que

reflete possíveis emissões oriundas do solo.

Em relação ao ciclo diurno e noturno todos os anos apresentaram a maior variação na

altura 2 m. Sendo que, o ano de 2016 apresentou as maiores concentrações comparado aos

demais anos obtendo a maior variação no período úmido, diferentemente do ano de 2010 que

variou mais no período úmido-seco e 2015 que variou mais no período seco. Assim, não foi

possível encontrar um padrão sazonal para as concentrações de CO2, evidenciando que devem

ser correlacionadas a outras variáveis micrometeorológicas para caracterizá-las.

O perfil de concentração de CO2 durante o dia variou mantendo-se em maior

concentração das 0h até aproximadamente às 8h, ocorrendo um decréscimo após esse horário,

associado à chegada de raios solares que causam a movimentação da atmosfera. A partir das

8h o processo de fotossíntese ocorreu de forma mais expressiva, explicando a diminuição na

concentração de CO2 que perdurou até aproximadamente 15h, desse horário em diante os

valores da concentração de carbono voltaram a se elevar.

Quanto a variação da temperatura do solo observou-se que os períodos que

apresentaram maiores temperaturas foram o seco em 2010, o seco-úmido em 2015 e o úmido

em 2016 que coincidentemente foram os que apresentaram menores concentrações de CO2,

resultando possivelmente da diminuição da disponibilidade hídrica para que fosse realizado o

metabolismo de CO2 e aumento de energia usada para aquecer o solo ao invés de promover a

62

evaporação da água.

As análises da temperatura do solo corroboraram para caracterizar o acúmulo de CO2

abaixo do dossel, tendo correlação negativa confirmada, ou seja, o aumento das concentrações

de CO2 à 2 m esta relacionado à diminuição da temperatura do solo, e consequentemente, às

contribuições oriundas da respiração do solo.

Ressalta-se que a diminuição da concentração de CO2 ocorrida no ano de 2010 em

relação ao ano de 2015 e 2016 pode ter sido acarretada devido o El Niño de 2010 ter se

caracterizado como forte e o El Niño de 2015 e 2016 ser caracterizado como neutro, dessa

forma ocorreu de forma mais intensa a escassez hídrica tendo diminuído as atividades de

metabolização do CO2 para atmosfera e ocorrendo concomitantemente a diminuição da

fotossíntese.

Neste contexto, foram encontrados indícios de que o aumento de CO2 na floresta está

ocorrendo de forma acelerada, tendo como possíveis causas as mudanças na cobertura e uso

da terra, por meio de queimadas e desflorestamento e que a floresta não atue ativamente como

sumidouro quando em condições de baixa disponibilidade hídrica, acarretando a não

contribuição da neutralização dos crescentes níveis de CO2 atmosférico, principalmente em

anos de eventos extremos, que no cenário atual tem-se tornando cada vez mais frequentes

devido às atividades antrópicas.

Ao quantificar as variações do fluxo de CO2, foi encontrada maior absorção de CO2

na floresta entre às 9h30 e 16h. O pico de absorção ocorreu às 13h no qual se atribui aos raios

solares mais intensos. De forma geral, o comportamento médio do fluxo de CO2 apresentou

maiores concentrações de absorção durante o dia do que respiração durante a noite,

destacando assim que floresta absorveu mais CO2 do que liberou no período seco-úmido, fato

que corrobora a importância da floresta como sumidouro do carbono atmosférico.

Sugere-se, para estudos futuros que sejam analisados além do perfil da concentração

de CO2 com a temperatura do solo, os dados de umidade do solo e do ar, precipitação,

temperatura do ar para que se encontre uma correlação com as variações do perfil de CO2,

afim de que se possa corroborar a mais variáveis micrometereológicas o aumento da

concentração de CO2 na floresta. Ressaltando-se a importância da continuação de estudos

como esse para que se tenha um aumento do estado da arte, e assim, contribua-se para

elucidar a atuação da floresta frente ao aumento das emissões de CO2 oriundas das

mudanças de uso e cobertura da terra na região Amazônica.

63

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