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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.

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1 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))

2 2 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)

3 3 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

4 4 Grande variedade de condições químicas e físicas Figura: Quesada et al. (2011) Introdução Propriedades físicas do solo Quesada et al Vegetação

5 5 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

6 6 Quesada et al. (2012) Profundidade efetiva do solo Estrutura do solo Introdução Dinâmica Densidade da madeira Mortalidade de indivíduos Estrutura da vegetação Biomassa

7 7 Profundidade efetiva do solo Estrutura do solo Necromassa ? Introdução

8 8 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

9 Reserva Ducke M1 M2 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 Manaus Rio Amazonas Rio Madeira Rio Purus PDBFF Rio Negro Métodos "

10 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)

11 11 Classes de decomposição da madeira 3 classes de decomposição (Baker e Chao 2009): Classe 1 Classe 2 Métodos Classe 3 Foto: J. J. Toledo

12 M N = V × ρ Volume Densidade da madeira morta Estimativa de necromassa Métodos * * Cada classe de decomposição

13 13 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

14 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

15 Propriedades físicas do solo Métodos Profundidade efetivaNota Raso (<20 cm )4 Menos raso (de 20 a 50 cm)3 Profundidade entre 50 e 100cm2 Horizonte C ( > 100 cm)1 Profundo ( > 150 cm)0 Estrutura do soloNota Muito denso, restrição para raiz4 Denso, menor restrição para raiz3 Duro, denso, estrutura em bloco2 Solto, bem agregado1 Boa agregação, friável0 TopografiaNota Muito inclinada > 45°4 Inclinada 20° a 44°3 Ondulação suave 8° a 19°2 Inclinação suave 1° a 8°1 Plano0 Condições anóxicasNota Água estagnada, saturado4 Baixa porosidade, sat. sazonal3 Saturação profunda (50cm de sat.)2 Saturação profunda (>100cm)1 Condições de não saturação0 (Quesada et al. 2010)

16 16 Dados ambientais Pluviosidade WorldClim – Global Climate Data Métodos Precipitação total Precipitação nos três meses mais secos

17 17 Dados ambientais Drenagem Imagens SRTM Cálculo de um índice topográfico Área de contribuição Declividade da região Métodos Kilometers

18 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 = 0Anóxia < 1 Interflúvio Anóxia > 1 Anóxia Profundidade efetiva Estrutura Topografia Densidade (g cm -3 ) ,2 – 1,7 0,8 – 1,2 1,0 – 1,6 Resultados e discussão

19 Marcas de mosqueado apontando a flutuação do lençol Variações das propriedades do solo 19 Solos sem restrições Solos restritivos Baixa densidade e bem drenado Resultados e discussão

20 Volume e densidade de necromassa Volume de necromassa variou significativamente entre os diferentes ambientes SRBNR ANR 69,5 ± 11,1 m 3 ha -1 69,5 ± 11,6 m 3 ha -1 33,8 ± 2,0 m 3 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 SRBNR ANR Baixa fertilidade Resultados e discussão

21 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 Rio Amazonas Rio Madeira Rio Purus 6,7 – 13,1 14,6 – 24,0 25,2 – 35,0 35,4.– 48,9 53,3 – 73,0 Necromassa Mg ha -1 Rio Negro Kilometers Sem restrição Baixo nível de restrição Alto nível de restrição Resultados e discussão

22 Preditores de necromassa ao longo da paisagem r 2 adj =0,35 P<0,001 r 2 adj =0,30 P<0,001 Sem restrição Baixo nível de restrição Alto nível de restrição r 2 adj =0,20P<0,001 ln Necromassa (Mg ha -1 )

23 r 2 adj =0,12 P=0,009 r 2 adj =0,10 P=0,017 Preditores de necromassa ao longo da paisagem ln Necromassa (Mg ha -1 ) Sem restrição Baixo nível de restrição Alto nível de restrição

24 24 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

25 Dados de vegetação Solos N o de indivíduos ha -1 ANRBNRSR n=33n=16n=30 a b b a ab b Biomassa (Mg ha -1 ) ANRBNRSR n=33n=16n=30 Solos Pontos = média Barras = intervalo de confiança Resultados e discussão

26 ANRBNRSR Solos a b c a b c a b b ANRBNRSR Solos Pontos = média Barras = intervalo de confiança Dados de vegetação

27 27 Preditores de necromassa ao longo da paisagem 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

28 28 Preditores de necromassa ao longo da paisagem Sem restriçãoBaixo nível de restriçãoAlto nível de restrição r2adj=0,13 r2adj=0,10 P=0,008 P=0,01 Resultados e discussão

29 29 Vegetação e necromassa Parâmetro da vegetação tiveram relação fracas com necromassa Necromassa ~ Biomassa (r 2 adj=0,12) Similar à Chao et al. (2009) Necromassa ~ Biomassapor árvore (r 2 adj=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 e Quesada et al. 2012)

30 30 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 31 Vegetação e necromassa Resultados e discussão

32 32 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

33 33 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%

34 34 Obrigado! Foto: J. Purri


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