1

O controle do solo sobre a estrutura da floresta e estoques

de carbono na Amazônia Central

Demétrius Martins

Flávio Luizão

Carlos Alberto Quesada

Ted Feldpausch “Let me bring you songs from the wood ”

(Ian Anderson))

Introdução

As florestas tropicais armazenam 40% do carbono estocado na

biomassa terrestre (Dixon et al. 1994)

Necromassa: ~ 10 Pg C (Chao et al. 2009)

Representa de 6 a 25% do total de carbono acima do

solo

Amazônia: ~ 80 Pg C (Malhi et al. 2006)

Estrutura da floresta:

Amazônia possui grande variação:

Taxas de mortalidade

Dinâmica florestal

Taxas de natalidade

Densidade da madeira

Diâmetro das árvores

Altura das árvores

Necromassa diminui (Chao et al. 2009)

NE NO

Possíveis causas da variação:

Distúrbio climáticos recentes

Variações da dinâmica e estrutura florestal

Introdução

Biomassa

Grande variedade de condições químicas e físicas

Figura: Quesada et al. (2011)

Introdução

Propriedades físicas

do solo

Quesada et al. 2012

Vegetação

Poucos estudo mostram os controladores de necromassa no nível de paisagem

Kissing & Powers (2010)

Estádio sucessional X Necromassa

Chao et al. (2009)

Estrutura e dinâmica da floresta X Necromassa

Biomassa acima do solo

Densidade da madeira

Mortalidade de massa

Introdução

Quesada et al. (2012)

Profundidade efetiva

do solo

Estrutura do solo

Introdução

Dinâmica

Densidade da madeira

Mortalidade de indivíduos

Estrutura da

vegetação

Biomassa

Profundidade efetiva

do solo

Estrutura do solo

Necromassa ?

Introdução

As florestas localizadas abaixo do Rio Amazonas na Amazônia Central representam

uma parte significativa dessa região, no entanto são pouco conhecidas

Solos hidromórficos

X

Solos bem drenados

Introdução

Reserva Ducke

M1

M2

M4

M5

M6

M7

M8

M9

M10

M11

Manaus

PDBFF

±

0 80 16040Kilometers

Métodos

"

Amostragem de madeira morta

Métodos

Unidade amostral: parcelas de 250 x 20 (0,5 ha)

2 tipos de amostragem

Madeira caída

Árvores mortas em pé

Protocolo (Baker e Chao 2009)

Classes de decomposição da madeira

3 classes de decomposição (Baker e Chao 2009):

Classe 1

Classe 2

Métodos

Classe 3

Foto: J. J. Toledo

Foto: J. J. Toledo

MN = V ×

ρ

Volume

Densidade da

madeira morta

Estimativa de necromassa

Métodos

*

* Cada classe de

decomposição

Estrutura da vegetação

Número de indivíduos por hectare

Biomassa

Densidade da madeira (vivas)

Susan Laurance (PDBFF)

Iêda Amaral (TEAM)

Carolina Castilho (PPBio)

Juliana Schietti (PPBio/CENBAM)

Métodos

Dados das parcelas permanentes em colaboração

Diâmetro

Propriedades físicas do solo

Trincheiras

2 m de profundidade

PDBFF: 3

Reserva Ducke: 3

BR-319: 6 (uma por módulo)

Trado

Para aumentar a cobertura espacial das propriedades do solo

Densidade do solo

Descrição da trincheira

Métodos

Dados de trado de todas as parcelas do interflúvio

Propriedades físicas do solo

Métodos

Profundidade efetiva Nota

Raso (<20 cm ) 4

Menos raso (de 20 a 50 cm) 3

Profundidade entre 50 e 100cm 2

Horizonte C ( > 100 cm) 1

Profundo ( > 150 cm) 0

Estrutura do solo Nota

Muito denso, restrição para raiz 4

Denso, menor restrição para raiz 3

Duro, denso, estrutura em bloco 2

Solto, bem agregado 1

Boa agregação, friável 0

Topografia Nota

Muito inclinada > 45° 4

Inclinada 20° a 44° 3

Ondulação suave 8° a 19° 2

Inclinação suave 1° a 8° 1

Plano 0

Condições anóxicas Nota

Água estagnada, saturado 4

Baixa porosidade, sat. sazonal 3

Saturação profunda (50cm de sat.) 2

Saturação profunda (>100cm) 1

Condições de não saturação 0

(Quesada et al. 2010)

Dados ambientais

Pluviosidade WorldClim – Global Climate Data

Métodos

Precipitação total

Precipitação nos três meses mais secos

Dados ambientais

Drenagem

Imagens SRTM

Cálculo de um índice topográfico

𝑇 = 𝑙𝑜𝑔 𝛼𝑖

𝑡𝑎𝑛𝛽𝑖 Área de

contribuição

Declividade

da região

Métodos

0 5 10 20 Kilometers

±Topographic Index

Value

High : 22.9931

Low : 5.87597

Variações das propriedades do

solo Caracterização dos solos permitiu separar as parcelas em 3 grupos:

Sem restrição - SR Baixos níveis de

restrição - BNR Altos níveis de

restrição - ANR

PDBFF e Ducke Interflúvio

Anóxia = 0 Anóxia < 1

Interflúvio

Anóxia > 1

Anóxia 2 - 4 0 0 - 1

Profundidade efetiva

Estrutura

Topografia

Densidade (g cm-3)

1 - 4 0 0 - 2

2 - 4 0 - 1 1 - 2

0 - 1 0 - 2 0 - 1

1,2 – 1,7 0,8 – 1,2 1,0 – 1,6

Resultados e discussão

Marcas de mosqueado

apontando a flutuação do lençol

Variações das propriedades do solo

19

Solos sem restrições Solos restritivos a

50 cm

100 cm

ba

50 cm

100 cm

b

Baixa densidade e bem

drenado

Resultados e discussão

Volume e densidade de necromassa

Volume de necromassa variou significativamente entre os diferentes

ambientes

SR BNR ANR

69,5 ± 11,1 m3 ha-1 69,5 ± 11,6 m3 ha-1 33,8 ± 2,0 m3 ha-1

A densidade da madeira morta não variou entre os diferentes ambientes,

mas variou significativamente entre as classes de decomposição

0,68 ± 0,02

0,55 ± 0,02

0,32 ± 0,01

Classe 1

Classe 2

Classe 3

0,67 ± 0,04

0,53 ± 0,03

0,34 ± 0,02

0,61 ± 0,02

0,48 ± 0,01

0,33 ± 0,02

SR BNR ANR

Baixa fertilidade

Resultados e discussão

Estoques de necromassa

SR 33,1 ± 7,1 Mg ha-1

BNR 35,1 ± 7,2 Mg ha-1

ANR 16,1 ± 2,6 Mg ha-1

PDBFF

Reserva Ducke

M1

M2

M4

M5 M6

M7

M8

M9 M10

M11

Manaus

6,7 – 13,1

14,6 – 24,0

25,2 – 35,0

35,4.– 48,9

53,3 – 73,0

Necromassa Mg ha-1

0 80 160 40 Kilometers

Sem restrição

Baixo nível de restrição

Alto nível de restrição

Resultados e discussão

Preditores de necromassa ao longo da paisagem

0 1 2 3 4

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

Anóxia

ln N

ecr

om

ass

a

Mg h

a1

r2adj=0,35 P<0,001

0 1 2 3 4

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

Profundidade efetiva do solo

ln N

ecr

om

ass

a

Mg h

a1

r2adj=0,30

P<0,001

Sem restrição

Baixo nível de restrição

Alto nível de restrição

0 1 2 3 4

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

Estrutura do solo

r2adj=0,20 P<0,001

ln N

ecro

massa (

Mg h

a-1

)

ln N

ecro

massa (

Mg h

a-1

)

ln N

ecro

massa (

Mg h

a-1

)

7 8 9 10 11 12 13 14

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

Índice topografico

ln N

ecr

om

ass

M

g h

a1

r2adj=0,12

P=0,009

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

Topografia

ln N

ecr

om

ass

M

g h

a1

0 1 2

r2adj=0,10

P=0,017

Preditores de necromassa ao longo da paisagem

ln N

ecro

massa (

Mg h

a-1

)

ln N

ecro

massa (

Mg h

a-1

) Sem restrição

Baixo nível de restrição

Alto nível de restrição

Padrões gerais da paisagem

Possíveis causas do menor estoque em : ANR

Martius (1997) em áreas de Várzea e Chao et al. (2008) planícies alagáveis

no Peru encontraram baixos estoques de necromassa

Maiores taxas de decomposição

Redistribuição da madeira morta pelas águas dos rios

Não encontramos diferença da densidade da madeira entre as áreas

Das 79 parcelas apenas 9 estavam em áreas de alagamento

Espera-se uma relação negativa entre densidade da madeira e

taxas de decomposição (Chambers et al. 2000)

Taxas de decomposição não foram medidas

Nenhuma próxima de grandes rios

Resultados e discussão

Dados de vegetação

60

0

65

0

70

0

75

0

80

0

Solos

No d

e in

div

íduos ha -

1

ANR BNR SR

n=33 n=16 n=30

a

b

b

a

ab

b

20

0

22

0

24

0

26

0

Bio

ma

ssa

(M

g h

a-1

)

ANR BNR SR

n=33 n=16 n=30

Solos

Pontos = média Barras = intervalo de confiança

Resultados e discussão

0.2

50

.30

0.3

50

.40

B

iom

assa p

or

árv

ore

(M

g)

ANR BNR SR

Solos

a

b

c

15

.21

5.4

15

.61

5.8

16

.01

6.2

16

.41

6.6

Altura

média

(m

)

a

b

c

20

21

22

23

Solos

DA

P m

édio

(cm

)

a

b

b

ANR BNR SR Solos

Pontos = média Barras = intervalo de confiança

Dados de vegetação

Preditores de necromassa ao longo da paisagem

0.2 0.3 0.4 0.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

Biomassapor árvore Mg

ln N

ecro

massa

Mg h

a1

Sem restrição

Baixo nível de restrição

Alto nível de restrição r2adj=0,20

P<0,001

O parâmetro da vegetação

que melhor explicou a

variação de necromassa

Resultados e discussão

14 15 16 17 18

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

Altura média (m)

ln N

ecro

massa

Mg h

a1

18 20 22 24 26

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

DAP médio (cm)

ln N

ecro

massa

Mg h

a1

Preditores de necromassa ao longo da paisagem

Sem restrição Baixo nível de restrição Alto nível de restrição

r2adj=0,13 r2adj=0,10

P=0,008 P=0,01

Resultados e discussão

Vegetação e necromassa

Parâmetro da vegetação tiveram relação fracas com

necromassa

Necromassa ~ Biomassa (r2adj=0,12) Similar à Chao et al. (2009)

Necromassa ~ Biomassapor árvore (r2adj=0,20)

Diferentes níveis de restrição nos solos parecem afetar

significativamente a estrutura da floresta influenciando

temporalmente e estruturalmente o armazenamento da

biomassa

Restrições no solo podem dificultar o estabelecimento das árvores

restringindo o crescimento de raízes profundas e a sobrevivência das

árvores afetando a estrutura da vegetação

Maiores restrições físicas suportam florestas mais dinâmicas com baixa

densidade da madeira e baixa biomassa (Jirka et al. 2007 e Quesada et al.

2012)

Principais causas da variação

Se características limitantes do solo afetam

positivamente a mortalidade de árvores, como

o aumento das restrições físicas (anóxia)

podem causar a diminuição dos estoques de

necromassa?

Resultados e discussão

31

Vegetação e necromassa

Resultados e discussão

Vegetação e necromassa

Biomassa por árvore:

SR

BNR

ANR > 1,6 vezes

ANR > 1,3 vezes

A mortalidade de massa deve ser maior o que resulta em um estoque duas

vezes maior em e SR BNR

e possuem maiores diâmetros e consequentemente devem

possuir menores taxas de decomposição (van Geffen et al. 2010)

SR BNR

Apesar da biomassa por árvore ser menor em do que em os

estoques são similares

SR

BNR deve ter maiores taxas de mortalidade pois as condições do solo

são piores

BNR

Resultados e discussão

Conclusão

Importante constituinte dos ecossistemas pois contribui com:

ANR SR BNR

Variações nos estoques de necromassa:

Níveis de restrições dos solos afetam a estrutura e dinâmica das florestas que, por

sua vez, afetam a necromassa

Necromassa esta positivamente relacionada com biomassapor árvore e apresenta

relação negativa indireta com anóxia do solo

Restrições edáficas atuam na estrutura e dinâmica da floresta: altura

diâmetro

biomassapor árvore

Solos restritivos devem aumentar as taxas de mortalidade de indivíduos

(decomposição), mas devem diminuir as taxas de mortalidade de massa

Importância das propriedades do solo e sua capacidade de controlar a

estrutura da floresta influenciando gradientes de necromassa na escala

da paisagem

13% 17% 8%

Obrigado!

Foto: J. Purri