Carbono no solo e sua relação com a paisagem no Alto São Bartolomeu, região de Cerrado do Brasil Central

Abstract

A mudança de uso e cobertura da terra, no contexto de expansão da agricultura, tem alterado a paisagem para suprir as necessidades humanas. Assim como outros biomas mundiais, o Cerrado tem sido convertido em áreas agrícolas e pastagens, desencadeando processos de transformação da paisagem como a fragmentação que provavelmente estão modificando a dinâmica de carbono no bioma. Com o objetivo de contribuir na estimativa de concentrações e estoques de carbono no solo em um contexto de paisagem, o presente estudo avaliou a influência da fragmentação no sistema solo-vegetação de fragmentos de cerrado sentido restrito e matrizes agropastoris (plantio direto e pastagem) ao entorno, em áreas de chapada na bacia hidrográfica do alto rio São Bartolomeu, região de Cerrado do Brasil Central. A fertilidade dos solos dos fragmentos e das matrizes agropastoris foram caracterizadas através de P disponível, K, Ca2+, Mg2+, Al3+, H+Al, soma de bases trocáveis (SB), índice de saturação por bases (V), capacidade de troca catiônica (pH a 7,0) (T), capacidade de troca catiônica efetiva (t), e fósforo remanescente (P-rem). Os teores de COS foram obtidos pelo método Walkley & Black. Posteriormente, as concentrações e estoques de carbono foram relacionadas aos parâmetros biofísicos da vegetação através de índices de vegetação e funções de pedotransferência. Os solos das áreas núcleo e interface (que representam os fragmentos de cerrado sentido restrito), apresentaram-se semelhantes entre as variáveis observadas, mas de modo geral diferentes em relação as matrizes. As semelhanças entre as áreas de fragmento de cerrado sentido restrito foram influenciadas pelas concentrações de Al3+ e COS, tanto para o intervalo de 0-20 cm, quanto de 20-40 cm. Ao passo que as matrizes foram mais influenciadas por Ds, pH, P, Ca2+, Mg2+ no intervalo de 0-20 cm e Ca2+ e Mg2+ no intervalo de 20-40 cm, além de apresentarem ordenamento mais disperso. As regressões lineares múltiplas entre os índices de vegetação utilizados (NDVI, SAVI, EVI e NDWI) e o COS foram altas, bem como com o estoque de carbono no solo, no intervalo de 0-20 cm de profundidade. A partir destas correlações foram utilizadas as equações da reta geradas para estimar COS e estoque de C espacialmente no alto São Bartolomeu. A equação gerada para COS, no intervalo de 0-20 cm de profundidade ([C] 0-20 = 13,5 + 109,9 NDVI - 68,6 EVI + 17,6 NDWI - 57,4 SAVI), que foi ajustada posteriormente pelo método stepwise ([C] 0-20 = 1,27 + 116,6 NDVI - 97,9 EVI), assim como a equação gerada para estoques de C no solo para o intervalo de 0-20 cm (EC 0-20 = 38,5 + 197,6 NDVI - 89 EVI + 66,4 NDWI - 187 SAVI), que também foram ajustadas (EC 0-20 = -2,2 + 231,3 NDVI - 198,7 EVI). Estas estimativas podem auxiliar na avaliação da dinâmica de carbono no solo relacionando-o a cobertura vegetal e auxiliar no manejo de ecossistemas. _________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Land use and cover change, in the agricultural expansion context, has changed the landscape to supply human needs. The Cerrado, such other world biomes, has been converted to agricultural and pasture areas, developing a landscape transformation process such as fragmentation is probably changing carbon dynamics in the biome. Aiming to contribute with soil carbon estimates in a landscape approach, we evaluated the influence of fragmentation in the soil-vegetation system of cerrado sensu stricto fragments surrounded by agricultural matrixes (no till and pasture) in plateau areas of the Upper River São Bartolomeu, localized in the region of Cerrado in Central Brazil. We characterized the fertility of soil fragments and soil matrices by available P, available K, Ca2+ changeable, Mg2+ changeable, Al3+ changeable, H + Al, total exchangeable bases (SB), base saturation index (V), cation exchange capacity (pH 7,0) (T), effective cation exchange capacity (t), and remaining phosphorus (P-rem). The levels of SOC were estimated by Walkey & Black method. After, we related the levels of SOC and stocks of carbon to biophysical vegetation parameters known as vegetation index, generating pedotransfer functions. The soils of core areas and interface (representing the cerrado sensu stricto fragments) were similar between the observed variables, but different in relation to matrices. The concentration of Al3+ and SOC influenced the similarities between cerrado sentido restrito fragments both the range of 0-20 cm, for 20-40 cm. In the other hand the matrices were more influenced by Ds, pH, P, Ca2+ and Mg2+ in the range of 0-20 cm and Ca2+ and Mg2+ in the range of 20-40 cm, in addition the matrices were ranked more dispersed. The multiple linear regressions between vegetation indices used (NDVI, SAVI, EVI and NDWI) and the SOC were high, as well as the stock of carbon in the soil in the range of 0-20 cm depth. We used the straight line equations from this correlations to estimate spatially SOC and carbon stocks in the range of 0-20 cm depth. The equation generated for SOC ([C] = 0-20 NDVI 13.5 109.9 + - 68.6 EVI NDWI 17.6 - 57.4 SAVI), was adjusted later by the stepwise method ([C] 0-20 = 1.27 + 116.6 NDVI - 97.9 EVI) and the equation generated for C stocks in the soil (EC 0 -20 = 38.5 + 197.6 NDVI - 89 EVI + 66.4 NDWI - 187 SAVI), have also been adjusted (EC 0-20 = -2.2 + NDVI 231.3 - 198.7 EVI). These estimates can be used in assessment of carbon dynamics in the soil relating it to vegetation cover and assist in ecosystem management.