CARVALHO JUNIOR, J. A. de

COSTA, F. de S.

MORENO, A. de L.

PANOSSO, A. R.

SANTOS, J. C. dos

SCALA JUNIOR, N. la

O corte e a queima de florestas promovem a emissão direta e indireta de gases de efeito estufa a partir da combustão de seus resíduos. Estudos que quantifiquem a perda de carbono na forma de CO2 na Amazônia podem ajudar na redução de incertezas nas estimativas e geração de fatores de emissão locais, melhorando os inventários regionais e nacionais. Neste trabalho, as emissões de CO2 do solo e sua relação com propriedades do solo (temperatura e umidade) foram avaliadas durante os meses de outubro a dezembro de 2011 e janeiro e fevereiro de 2012 em solo de floresta primária e secundária em regeneração espontânea, em período curto de quatro meses após corte e queima na área experimental da Embrapa Acre, Rio Branco (AC). A média e amplitude da emissão de CO2 do solo no período foram respectivamente de 3,2 e 2,3 μmol m −2 s −1 na floresta primária e de 4,1 e 4,9 μmol m−2 s −1 na área queimada. A emissão total (128 dias) foi 39% maior na área queimada em comparação à floresta primária. Os efeitos isolados da temperatura e umidade na emissão de CO2 do solo foram lineares, positivos e negativos, respectivamente

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  1 Emissão de CO2 de solos de florestas primária e secundária em regeneração espontânea após corte e queima no sudoeste da Amazônia brasileira  Andréia de Lima Moreno(1); Falberni de Souza Costa (2) Newton La Scala Junior(3); Alan Rodrigo Panosso(4); João Andrade de Carvalho Junior(5) & José Carlos dos Santos(6)  (1) Mestranda do Curso de Pós-Graduação Ciência, Inovação e Tecnologia para a Amazônia, Bolsista CAPES, UFAC, Rio Branco, AC, BR 364, S/N, CEP 69908-970, andreiatantalo.lider@gmail.com; (2) Pesquisador da Embrapa Acre, Rio Branco, AC, CEP 69908-970, falberni@cpafac.embrapa.br; (3) Professor Adjunto da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (Unesp), Jaboticabal, SP, CEP 14884-900, lascala@fcav.unesp.br; (4) Pós-doutorando da Unesp, Jaboticabal, SP, CEP 14884-900, arpanosso@yahoo.com.br; (5) Professor Titular da Unesp, Guaratinguetá, SP, CEP 12516-410, joao.a.carvalho.jr@pq.cnpq.br; (6) Técnico Sênior em Eletrônica do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, Cachoeira Paulista, SP, CEP 12630-000, jcarlos@lcp.inpe.br  Apoio: EMBRAPA, CAPES, FUNTAC/FDCT, UNESP, FAPESP.  RESUMO: O corte e a queima de florestas promovem a emissão direta e indireta de gases de efeito estufa a partir da combustão de seus resíduos. Estudos que quantifiquem a perda de carbono na forma de CO2 na Amazônia podem ajudar na redução de incertezas nas estimativas e geração de fatores de emissão locais, melhorando os inventários regionais e nacionais. Neste trabalho, as emissões de CO2 do solo e sua relação com propriedades do solo (temperatura e umidade) foram avaliadas durante os meses de outubro a dezembro de 2011 e janeiro e fevereiro de 2012 em solo de floresta primária e secundária em regeneração espontânea, em período curto de quatro meses após corte e queima na área experimental da Embrapa Acre, Rio Branco (AC). A média e amplitude da emissão de CO2 do solo no período foram respectivamente de 3,2 e 2,3 μmol m−2 s−1 na floresta primária e de 4,1 e 4,9 μmol m−2 s−1 na área queimada. A emissão total (128 dias) foi 39% maior na área queimada em comparação à floresta primária. Os efeitos isolados da temperatura e umidade na emissão de CO2 do solo foram lineares, positivos e negativos, respectivamente.  Palavras-chave: Acre, Embrapa, Argissolo Vermelho.  INTRODUÇÃO As trocas de matéria (CO2 e água) e energia (radiação solar, calor etc.) nas interfaces do sistema solo-vegetação-atmosfera de uma floresta primária em equilíbrio dinâmico são alteradas após o seu corte e queima. As entradas e saídas de matéria e energia no sistema florestal, que interferem diretamente nos processos geradores das emissões de gases, são originadas na radiação solar, precipitação, atividade microbiana e alterações nas formas da água e reações de oxidação/redução de componentes estruturais de compostos orgânicos em compartimentos do sistema solo-vegetação-atmosfera (Meir et al., 1996; Paul & Clark, 1996). O teor total de CO2 no solo é produto da respiração de raízes, microrganismos e fauna, e da oxidação química de compostos de carbono ou decomposição da matéria orgânica do solo (Lundegårdh, 1927). Os processos de produção e emissão de CO2 do solo para a atmosfera são função da temperatura e umidade do solo, que por sua vez dependem da profundidade do solo (Pumpanen et al., 2003). Aproximadamente 50% do teor de matéria orgânica do solo sob a floresta amazônica brasileira estão presentes na camada de 0-0,15 m do perfil (Brasil, 1977), onde geralmente a textura do solo é arenosa, tornando, de acordo com a posição no relevo, tanto a areia quanto a matéria orgânica suscetíveis à erosão laminar causada pelo escoamento superficial da água de chuva. Trumbore et al. (1995) destacam que, embora as concentrações de carbono total e carbono 14 (14C) da matéria orgânica do solo a mais de um metro de profundidade sejam baixas, estimativas de “turnover” (Jenksinson & Rayner, 1977; Six & Jastrow, 2002) de raízes finas, produção de CO2, e teores de 14C do CO2 produzido em profundidade (até 8 metros) demonstram que até 15% de inventários de carbono em profundidade no solo têm tempos de “turnover” de décadas ou menos. A biomassa queimada e transformada em cinzas seja em solo de floresta ou de pastagens tem dois destinos: é incorporada ao solo (aumentando, temporariamente, a disponibilidade de nutrientes) ou perdida, principalmente por erosão, causada pela água da chuva ou pelo vento, visto que, após a queimada, o solo fica sem proteção, tornando-se assim mais suscetível a perdas de nutrientes por erosão e lixiviação. Quantidades significativas de carbono e de nitrogênio são volatilizadas durante a   2 queima de florestas e pastagens e, portanto, perdidas para a atmosfera sob formas variadas, entre estas CO2 e óxido nitroso - N2O e metano CH4 (IPCC, 2001; Trumbore et al. 1995). O objetivo deste trabalho foi avaliar a emissão de CO2 e sua relação com variáveis controladoras do solo em sistema florestal primário e secundário em regeneração espontânea após corte e queima da vegetação no sudoeste da Amazônia brasileira.  MATERIAL E MÉTODOS As emissões de CO2, temperatura e umidade solo foram monitoradas em sistema florestal primário e secundário em regeneração espontânea após corte (julho/2011) e queima (setembro de 2011), localizados no campo experimental da Embrapa Acre, Rio Branco (AC). A floresta primária foi amostrada para servir como referência na comparação dos efeitos do corte e da queima nas variáveis em estudo. O período de avaliação foi de outubro de 2011 a fevereiro de 2012, compreendendo o término do verão de 2011 e início e o período característico da estação de chuvas de 2012 no estado do Acre. As datas de avaliação diária foram: 20 e 27 de outubro; 03, 10, 17 e 24 de novembro; e 09, 15 e 20 de dezembro de 2011; 05, 12, 20 e 27 de janeiro; e 09, 16 e 24 de fevereiro de 2012. As leituras foram realizadas uma vez por semana, das 9 às 12 horas nos dois sistemas nas quintas-feiras ou sextas-feiras, exceto em dias com chuva ou com chuva no dia anterior ou madrugada do dia da leitura. A floresta primária é predominantemente aberta, apresentando características comuns às florestas do estado do Acre (Oliveira & Braz, 1998). O solo sob a floresta é um Argissolo Vermelho, textura média, distrófico típico, da formação Solimões (Brasil, 1977; Acre 2010). As emissões de CO2 do solo foram medidas com câmara de fluxo (LI-6400-09, LI-COR®) (Healy et al., 1996), que consiste em um sistema fechado (console de comandos e câmaras), colocada sobre bases de policloreto de vinil – PVC (0,10 m de diâmetro) instalados (0,02 m de profundidade) previamente no solo. Foram instaladas 22 bases em cada sistema avaliado, sendo 11 no sentido Norte-Sul e 11 no sentido Leste-Oeste. A temperatura do solo foi avaliada por sensor componente desse sistema a 0,12 m de profundidade. A umidade do solo foi medida por um Time Domain Reflectometry (TDR) portátil (Campbel®) que é constituído por uma sonda apresentando duas hastes de 0,12 m que foram inseridas no solo, próximo às bases de PVC.  RESULTADOS E DISCUSSÃO A emissão de CO2 do solo foi decrescente no tempo em ambos os sistemas florestais a partir do início das medições e maior na área queimada, com variações (média de 22 leituras diárias ± erro padrão) de 2,2 ± 0,17 a 4,5 ± 0,41 μmol m−2 s−1 na floresta primária e de 2,0 ± 0,30 a 6,9 ± 0,49 μmol m−2 s−1 na área queimada no período de outubro de 2011 a fevereiro de 2012 (Fig. 1). 06/10/201122/10/201107/11/201123/11/201109/12/201125/12/201110/01/201226/01/201211/02/201227/02/201202468Emissão de CO2 do solo (mol m-2 s-1)Data de amostragem Floresta primária Área queimada Emissão induzida pela mudança de uso do solo Figura 1. Emissão de CO2 do solo no período de outubro de 2011 a fevereiro de 2012. Estação experimental da Embrapa Acre, Rio Branco.  A média e a amplitude do período foram, respectivamente, de 3,2 ± 0,21 e 2,3 μmol m−2 s−1 na floresta primária, e de 4,1 ± 0,33 e 4,9 μmol m−2 s−1 na área queimada, semelhantes a de outros estudos na Amazônia (Zanchi et al., 2012). Com base na média de emissão das áreas, o solo da área queimada emitiu 28% de CO2 a mais do que o solo da floresta primária em quatro meses de medição das emissões. Kepler et al. (1990), também avaliando emissão de CO2 do solo de floresta primária e floresta recém queimada, encontraram comportamento inverso ao deste trabalho, com redução de 50% na floresta queimada em relação à floresta primária. A emissão total em 128 dias de avaliação foi 39% maior na área queimada (1,8 kg CO2 m-2) quando comparada à floresta primária (1,3 kg CO2 m-2).  A variação da temperatura do solo no período avaliado foi de 23,8 a 25,8 ºC na floresta primária e de 24,4 a 28,5 ºC na área queimada, resultando em médias e amplitudes, respectivamente, de 25 ºC e 2   3 ºC no solo da floresta primária e de 26,6 ºC e 4,1 ºC no solo da área queimada. O efeito do corte e queima da floresta resultou prioritariamente em aumento na emissão de CO2 do solo. O corte e a queima da vegetação deixou o solo exposto à radiação solar, aumentando a sua temperatura, facilitando a evapotranspiração e provavelmente intensificando a atividade de microrganismos. Como resultado, aumentou a emissão de CO2 do solo para a atmosfera (Qi et al., 2002). O efeito também se refletiu na dinâmica da água no solo da área queimada. Quando o solo está descoberto, o impacto das gotas da chuva pode causar selamento superficial, reduzindo a emissão de CO2 para a atmosfera. O efeito da temperatura do solo na emissão de CO2 foi positivo em ambos os sistemas, mas significativo somente para a floresta primária (Fig. 2). Nesta, os efeitos da radiação solar na temperatura do solo são minimizados pelo dossel da vegetação, associado à cobertura da serapilheira. Embora maiores emissões tenham ocorrido na área queimada, com temperatura de solo também maiores, essa associação é difícil de ser descrita por equações, refletindo a realidade de campo (Metcalfe et al., 2007). 0 23 24 25 26 27 28 29 3002468 Área queimada    r = 0,38 p < 0,08 Floresta primária r = 0,60 p < 0,01Emissão de CO2 do solo (mmol m-2 s-1)Temperatura do solo (oC) Figura 2. Relação da emissão de CO2 com a temperatura do solo (10 cm). Estação experimental da Embrapa Acre, Rio Branco.  A emissão de CO2 do solo é uma função não linear da temperatura em faixa ampla de umidade, mas torna-se uma função desta à medida que o seu teor no solo é reduzido (Smith et al., 2003). Os valores médios de umidade foram próximos de 15 % para a floresta primária e de 19 % para área queimada. Os efeitos do aumento da umidade do solo na diminuição da emissão de CO2 ocorreram principalmente quando as avaliações foram em dias após chuva. No período de chuva mais intensa, as taxas de emissão na área queimada variaram de 4,2 a 1,8 μmol m−2 s−1. O efeito da umidade na emissão de CO2 do solo foi negativo em ambos os sistemas avaliados, mas significativo apenas na floresta primária (Fig. 3). A interpretação dos efeitos da umidade na emissão de CO2 do solo deve ser associada ao efeito também da temperatura, o que é difícil de ser conseguido em estudo de campo (Orchard & Cook, 1983; Davidson et al., 2000). 0 5 10 15 20 25 3002468 Área queimada    r = - 0,24 p = 0,19 Floresta primária r = - 0,56 p < 0,05Emissão de CO2 do solo (mol m-2 s-1)Umidade do solo (%) Figura 3. Relação da emissão de CO2 com a umidade do solo (10 cm). Estação experimental da Embrapa Acre, Rio Branco.  A correlação múltipla da emissão de CO2 do solo com temperatura e umidade do solo não foi significativa para a área queimada. Entretanto, essas variáveis associadas explicaram 60% da emissão de CO2 no solo da floresta primária. O corte e queima da vegetação aumentaram a variabilidade espacial da emissão de CO2 do solo, refletindo na ausência de relação significativa com a emissão de CO2.  CONCLUSÕES As alterações causadas pelo corte e queima da floresta primária aumentaram em 39% as emissões totais de CO2 do solo no período avaliado. A temperatura e umidade do solo influenciam as emissões de CO2 do solo, entretanto não é possível definir em estudo de campo qual a combinação dessas variáveis em que a emissão de CO2 do solo seja ou reduzida ou intensificada, isto porque existem outras variáveis envolvidas (p.e. disponibilidade igual de substrato para atividade de microrganismos produtores de CO2), não monitoradas neste estudo.    4 AGRADECIMENTOS A EMBRAPA, CAPES, FUNTAC/FDCT (T.O. 003/2012) e FAPESP (processo 08/04490-4) e pelo apoio financeiro. A UNESP/FCAV/Jaboticabal pela parceria e empréstimo do analisador automático de CO2 e acessórios.  REFERÊNCIAS ACRE. Governo do Estado do Acre. Zoneamento Ecológico-Econômico do Estado do Acre, Fase II (Escala 1:250.000): Documento Síntese. 2. Ed. Rio Branco: SEMA, 2010. 356p. BRASIL. Departamento Nacional da Produção Mineral. Projeto RADAMBRASIL. Folha SB/SC.18 Javari/Contamana; geologia, geomorfologia, pedologia, vegetação e uso potencial da terra. Rio de Janeiro. 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Emissão de CO2 de solos de florestas primária e secundária em regeneração espontânea após corte e queima no sudoeste da Amazônia brasileira.

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