Soil CO2 efflux in central Amazonia: environmental and methodological effects / Efluxo de CO2 do solo na Amazônia central: efeitos ambiental e metodológico

Soil respiration plays a significant role in the carbon cycle of Amazonian rainforests. Measurements of soil respiration have only been carried out in few places in the Amazon. This study investigated the effects of the method of ring insertion in the soil as well as of rainfall and spatial distribution on CO2 emission in the central Amazon region. The ring insertion effect increased the soil emission about 13-20 percent for sandy and loamy soils during the firsts 4-7 hours, respectively. After rainfall events below 2 mm, the soil respiration did not change, but for rainfall greater than 3 mm, after 2 hours there was a decrease in soil temperature and respiration of about 10-34 percent for the loamy and sand soils, with emissions returning to normal after around 15-18 hours. The size of the measurement areas and the spatial distribution of soil respiration were better estimated using the Shuttle Radar Topographic Mission (SRTM) data. The Campina reserve is a mosaic of bare soil, stunted heath forest-SHF and tall heath forest-THF. The estimated total average CO2 emissions from the area was 3.08±0.8 µmol CO2 m-2 s-1. The Cuieiras reserve is another mosaic of plateau, slope, Campinarana and riparian forests and the total average emission from the area was 3.82±0.76 µmol CO2 m-2 s-1. We also found that the main control factor of the soil respiration was soil temperature, with 90 percent explained by regression analysis. Automated soil respiration datasets are a good tool to improve the technique and increase the reliability of measurements to allow a better understanding of all possible factors driven by soil respiration processes.

Respiração do solo possui um importante papel no ciclo do carbono em florestas tropicais Amazônicas. Entretanto poucas medidas de respiração do solo foram feitas. Neste estudo são apontados os efeitos na metodologia de instalação dos anéis no solo, bem como os efeitos da precipitação e a distribuição espacial da emissão de CO2 na Amazônia central. Os efeitos da inserção de anéis no solo aumentaram de 13 a 20 por cento para o solo arenoso e argiloso, o efeito durou de 4 a 7 horas, respectivamente. Já os efeitos na precipitação, notamos que os eventos abaixo de 2 mm a respiração do solo permaneceu indiferente, mas para precipitação acima de 3 mm, 2 horas depois, houve uma diminuição da temperatura e respiração em 10 a 34 por cento para o solo argilosos e arenosos, retornando a emissão normal após 15 a 18 horas. Para estimar a distribuição espacial da respiração do solo e o tamanho correto das áreas medidas, foram utilizadas as imagens do Shuttle Radar Topographic Mission (SRTM). Considerando que a Reserva de Campina é um mosaico de solo desnudo, floresta alagável de baixa e alta estatura (SHF e THF). A emissão total média de CO2 para a área foi de 3.08±0.8 µmol CO2 m-2 s-1. Já a Reserva do Cuieiras possui outro mosaico de florestas de platôs, encostas, Campinaranas e riparias, sendo a emissão média total desta área foram de 3.82±0.76 µmol CO2 m-2 s-1. Encontramos também que a respiração do solo foi controlada pela temperatura do solo, sendo uma correlação de 90 por cento encontrada pela análise de regressão. Dados obtidos com sistema automático de respiração do solo é uma grande oportunidade de melhoramento da técnica e o aumento da confiança nas medidas em relação aos possíveis fatores que controlam os processos de emissão de CO2 do solo.

Estimativa do Índice de Área Foliar (IAF) e Biomassa em pastagem no estado de Rondônia, Brasil / Estimate of the Leaf Area Index (LAI) and Biomass in pasture in the state of Rondônia - Brazil

Medidas mensais da altura da pastagem, biomassa total, variações de biomassa viva e morta, a área específica foliar (SLA) e o Índice de Área de Folha (IAF) de fevereiro de 1999 a janeiro de 2005 na Fazenda Nossa Senhora (FNS) e em Rolim de Moura (RDM) entre Fevereiro a Março de 1999, Rondônia, Brasil. A pastagem predominante é Urochloa brizantha (Hochst. ex A. Rich) R. D. Webster (99 por cento na FNS e 76 por cento em RDM), com pequenas manchas de Urochloa humidicula (Rendle). A altura média anual da grama foi de ~0,16 m. Com o pastejo, o mínimo mensal foi de 0,09 m (estação seca) e máximo de 0,3 m sem pastejo (estação úmida). O IAF, biomassa total, material morto, vivo e SLA tiveram valores médios de 2,5 m² m-2 , 2202 kg ha-1, 2916 kg ha-1 e 19 m² kg-1 respectivamente. A média mensal da biomassa foi 4224 kg ha-1 em 2002 e 6667 kg ha-1 em 2003. Grande variação sazonal do material vivo e morto, sendo mais alto o vivo durante a estação úmida (3229 contra 2529 kg ha-1), sendo o morto maior durante a seca (2542 contra 1894 kg ha-1). O nível de água no solo variou de -3,1 a -6,5 m durante as estações. Em médias anuais os IAF foram de 1,4 em 2000 a 2,8 em 2003 e o SLA entre 16,3 m² kg-1 em 1999 e 20,4 m² kg-1 em 2001. As observações do Albedo variaram de 0,18 para 0,16 em relação aos altos valores de IAF.

Monthly measurements of the grass height, total above-ground biomass and the proportions of live and dead biomass, Specific Leaf Area (SLA) and Leaf Area Index (LAI) were made in one cattle ranch at the Fazenda Nossa Senhora (FNS) (February of 1999 to January of 2005) and also in Rolim de Moura (RDM) (February to March of 1999) in Rondônia state. The predominant grass species is Urochloa brizantha (Hochst. ex A. Rich) R. D. Webster (covering 99 percent of the area in FNS and 76 percent in RDM), with minor patches of Urochloa humidicula. This pasture was regularly grazed. The average grass height was 0.16 m but monthly value varied between 0.09 m after intensive grazing in the dry season to 0.32 m in a wet season without grazing. The LAI, total biomass, dead plant material, live above-ground plant material and SLA average 2,5 m² m-2, 2202 kg ha-1, 2916 kg ha-1 and 19 m² kg-1 respectively. The monthly average above-ground biomass showed little seasonal variation, but annual averages ranged from 4224 kg ha-1 in 2002 to 6667 kg ha-1 in 2003. Live biomass was significantly higher during the wet season than during the dry season (3229 versus 2529 kg ha-1) whereas dead biomass was higher during the dry season than during the wet season (2542 versus 1894 kg ha-1). The groundwater levels changes from -3.1 m to -6.5 m during the wet and dry seasons, respectively. The annual average of SLA was 16.3 m² kg-1 in 1999 and 20.4 m² kg-1 in 2001. And for LAI was 1.5 in 2000 to 2.8 in 2003. The Albedo changes from 0.18 down to 0.16 at higher values of LAI.