Variação espacial e temporal da biomassa vegetal em áreas de Cerrado

Abstract

Os ecossistemas savânicos abrigam grande parcela da população humana mundial e apresentam coexistência histórica com o fogo, assim o manejo inadequado das savanas pode influenciar os balanços de energia, água e carbono em escalas regional e global. Dentre as savanas mundiais, o Cerrado se destaca por ocupar significativa porção da América do Sul, possuir alta biodiversidade e experimentar intensa pressão antrópica de mudança de uso da terra. Diante da atual demanda por estudos que visem diminuir as incertezas sobre o papel da vegetação no ciclo global do carbono, este trabalho objetivou analisar a variação espacial e temporal da biomassa vegetal no Cerrado. Assim, esta tese foi dividida em duas etapas: levantamento bibliográfico e coletas de dados em campo. O levantamento bibliográfico mostrou que as formações savânicas e florestais do Cerrado abrigam importantes reservatórios de carbono na porção aérea da vegetação. Já as formações campestres estocam mais carbono na porção subterrânea com razão biomassa subterrânea: biomassa aérea de 3,3. A análise da relação entre precipitação e biomassa aérea da vegetação lenhosa em áreas de cerrado típico destacou a importância da sazonalidade nas localidades onde a seca é severa (cinco ou seis meses de seca). Assim, alterações nos regimes anuais de chuvas previstas pelos modelos climáticos podem influenciar os estoques de carbono nestas áreas. O levantamento na literatura revelou que os estudos sobre biomassa subterrânea foram realizados apenas em cerrado sentido restrito sobre Latossolos, e ressaltou a necessidade deste tipo de estudo em cerrado sobre outros tipos de solos. Com base nesta demanda amostrou-se raízes nos cerrados sobre Neossolos Quartzarênicos em Correntina e São Desidério, Bahia. Verificou-se que a vegetação de cerrado sobre Neossolos Quartzarênicos abriga estoques de carbono, tanto na porção aérea quanto subterrânea, menores em comparação ao cerrado sobre Latossolos. Também foi constatada carência de estudos na porção nordeste do Cerrado. Para suprir esta demanda foram amostrados os parâmetros biométricos da vegetação em três ambientes: cerrado sentido restrito na área core do bioma, cerrado sentido restrito em áreas de transição, e floresta de transição no ecótono Cerrado/Floresta Amazônica. Os resultados ressaltaram a importância das florestas de transição para a manutenção dos estoques de carbono na porção aérea da vegetação. Além disso, verificou-se que nos ambientes savânicos a biomassa aérea da vegetação lenhosa foi fortemente relacionada com a área e o volume das copas. Estes resultados são promissores e poderão ser utilizados para calibrar algoritmos automáticos para detecção de copas em imagens de satélites. O aprimoramento desta técnica é etapa importante para o monitoramento remoto do Cerrado em larga escala. A análise da variação temporal da biomassa aérea da vegetação lenhosa mostrou que o cerrado sentido restrito pode armazenar ou liberar carbono dependendo, principalmente, da frequência de queimadas. De acordo com os resultados observados, concluímos que a ocorrência de queimadas em intervalos de cinco anos não compromete a manutenção dos estoques de carbono na vegetação nativa. A continuidade de estudos desta natureza, aliados a monitoramentos em longo prazo, podem fornecer dados mais precisos quanto à duração e robustez dos drenos de carbono. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

A large portion of human population lives in savanna ecosystems around the world, and there is an historic coexistence with fire. The inadequate management of this kind of vegetation may have an influence on the energy, water and carbon balance at regional and global scales. Among the savannas worldwide, the Cerrado stands out by occupying a significant portion in South America holding high biodiversity, and because it is under strong anthropic pressure due to changes in land use. Given the current demand for studies that aim to reduce uncertainty about the role of vegetation in the global carbon cycle, this study aimed to analyze the spatial and temporal variation of plant biomass in the Cerrado. To do so, this thesis focused on a literature review and new data from fieldwork. The literature review showed that the shrubland and forestland formations from Cerrado hold significant stocks of carbon in the aboveground vegetation. On the other hand, grassland formations present a belowground/aboveground ratio of 3.3. The analysis of the relationship between precipitation and aboveground woody biomass for typical cerrado, highlighted the importance of seasonality in the localities where drought is severe (season length of five or six months). Therefore, changes in annual rainfall regimes predicted by the climate models can influence carbon stocks in these areas. As the literature survey revealed the lack of studies on belowground biomass in cerrado sensu stricto on Quartzipsamments field sampling was conducted in two sites on Quartzipsamments (Correntina and São Desidério). Carbon stocks (above and belowground) in these two sites were lower than in cerrado sites on Oxisols. The analysis of biometric parameters of the vegetation in cerrado sensu stricto in the core area of the biome, cerrado sensu stricto in areas of transition with tropical forest, and transition forest in the ecotone Cerrado/Amazon Rainforest highlighted the importance of transition forest in terms of carbon stocks. Furthermore, biomass of savanna formations is strongly correlated with the crown area and volume. These are promising results that can be used to calibrate automatic algorithms that detect canopy with satellite images. The improvement of this technique is an important step for the remote monitoring of the Cerrado at larger scales. The temporal variation analysis of aboveground wood biomass showed that the cerrado sensu stricto may stock or release carbon mainly depending on fire frequency. According to the observed results, we concluded that the occurrence of fires at intervals of five years does not compromise the maintenance of carbon stocks in vegetation. The continuation of such studies and long term monitoring can provide more precise results to evaluate the dynamics of the carbon sinks in the Neotropical savannas.