No presente trabalho, apresentou-se grandes semelhanças dos eventos da emissão do óxido nitroso do solo quanto a certas características dinâmicas importantes para a ocorrên- cia da criticalidade auto-organizada, como por exemplo, a distribuição estatística desses eventos obedece a uma lei de potência, onde pode-se esperar um pequeno número de emissões de N2O de grande magnitude e um grande número de emissões de pequena
magnitude. E com isto, verificou-se que a lei de potência explica melhor a cauda longa dos dados quando vista em escala logarítima e semi-logarítima. Confirmou-se a existência da Criticalidade Auto-Organizada no fenômeno de emissão de N2O do solo de Floresta
Tropical com e sem sistema de aquecimento, em que o ajuste da função de distribuição do SOC foi mais eficiente do que a Johnson SU. Além disso, verificou-se que o modelo
SOC se ajusta muito bem a todos os dados de emissões deN2O, em todos os ambientes
estudados (Floresta Tropical, Cultura da Cana-de-Açucar e Pastagens). Vale ressaltar, que o modelo SOC apresentou mais facilidade e praticidade na estimativa e interpretação dos parâmetros, através dos quais é possível fazer inferências e identificar quais ambientes são mais poluentes, e quais apresentam emissões maiores deN2O. Para um trabalho futuro
existe a possibilidade de utilizar os dados desde trabalho para estudar modelos microscó- picos que apresentem o mesmoτ de cada uma das situações aqui apresentadas.
Referências
AKIYAMA, H.; TSURUTA. H. Effect of chemical fertilizer form onN2O, N O and N O2 fluxes
from Andisol field. Nutrient Cycling in Agroecosystems, Dordrecht, v. 63, p. 219-230, 2002.
ANDRADE, R. F. S.; SCHELLNHUBER, H. J.; CLAUSSEN, M. Analysis of rainfall records: possible relation to self-organized criticality. Physica A, v. 254, p. 557-568, 1998.
BAIRD, C. Química Ambiental. 2a ed. Porto Alegre, Bookman, 2002. 622 p.
BAGGS, E. M. Partitioning the components of soil respiration: a research challenge. Plant Soil, v. 284, p.1-5, 2006.
BAK, P. How nature works: the science of self-organized criticality. New York: Coper- nicus, 1996. 212 p.
BAK, P.; SNEPPEN, K. Punctuated equilibrium and criticality in a simple model of evolution. Physical Review Letters, v. 71, p. 4083-4086, 1993.
BAK, P.; TANG, C. Earthquakes as a Self-Organized Critical Phenomenon. Journal of Geophysical Research, v. 94, p. 15635-15637, 1989.
BAK, P.; TANG, C.; WIESENFELD, K. Self-organized criticality. Physical Review A, v. 38, p. 364-374, 1988.
BAK, P.; TANG, C.; WIESENFELD, K. Self-organized criticality: An explanation of 1/f noise. Physical Review Letters, v. 59, p. 381-383, 1987.
BANGE, H. W., RAPSOMANIKIS, S., ANDREAE, M. O. The Argean Sea as a source of atmospheric nitrous oxide and methane. Marine Chemistry, v. 53, p. 41-49, 1996.
BEKKU, Y.; KOIZUMI, H.; OIKAWA, T.; IWAKI, H. Examination of four methods for measu- ring soil respiration. Applied Soil Ecology, v. 5, p. 247-254, 1997.
BODDEY, R.M.; XAVIER, D.; ALVES, B.J.R.; URQUIAGA, S. Brazilian agriculture: the transition to sustainability. Journal of Crop Production, v.9, p.593-621, 2003.
BRAKER, G.; SCHWARZ, J. ; CONRAD, R. Infuence of temperature on the composition and activity of denitrifying soilcommunities. Fems Microbiology Ecology, v. 73, p. 134- 148, 2010.
BRASSEUR , G. P.; ORLANDO, J. J.; TYNDALL, G. S. Atmospheric Chemistry and global change. 1aed. New York, Oxford University Press, 1999. 688 p.
BROWN, I.F.; MARTINELLI, L.A.; WAYT THOMAS, W.; MOREIRA, M.Z.; CID FERREIRA, C.A.; VICTORIA, R.L. Uncertainty in the biomass of Amazonian forest: an exemple from Rondônia, Brasil. Forest Ecology and Management, v.75, p.175-189, 1995.
CAMARGO, F. A. O.; SANTOS, G. A.; ZONTA, E. Alterações eletroquímicas em solos inundados. Ciência Rural, Santa Maria, v. 29, n. 1, p. 171-180, 1999.
CARDOSO, A. N.; SAMINEZ, T. C.; VARGAS, M. A. Fluxo de gases-traco de efeito estufa na interface solo/atmosfera em solos de cerrado. Boletim de Pesquisa e Desenvolvi- mento, v. 17, Planaltina: Embrapa Cerrados, 2001. 23 p.
CARMO, J. B.; ANDRADE, C. A.; CERRI, C. C.; PICCOLO, M. C. Disponibilidade de nitro- gênio e fluxos de N2O a partir de solo sob pastagem após aplicação de herbicida. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 29, n. 5, p. 735-746, 2005.
CARMO, J. B.; SOUSA NETO, E. R.; DUARTE-NETO, P. J.; OMETTO, J. P. H. B.; MAR- TINELLI, L. A. Conversion of the coastal Atlantic forest to pasture: Consequences for the nitrogen cycle and soil greenhouse gas emissions. Journal of Environment, v.148, p. 37-43, 2012.
CARNEIRO, M. V.; CHARRET, I. C. A Criticalidade Auto-Organizada na Pilha de Areia. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 27, n. 4 p. 571-576, 2005.
CASTRO, P. A. Algoritmos de Otimização e Criticalidade Auto-Organizada. Disserta- ção (Mestrado em Ciências: Física Básica) - Universidade de São Paulo - USP, São Carlos, 2002. 87 p.
CHAPIN, F.S.; MATSON, P.A.; MOONEY, H.A. Principles of terrestrial ecosystem eco- logy. New York, Springer Science, 2002. 398 p.
CLAUSET, A.; SHALIZI, C. R.; NEWMAN, M. E. J. Power-law distributions in empirical data. SIAM Reviews, v. 51, p. 661-703, 2009.
COSTA, F. S.; GOMES, J.; BAYER, C.; MIELNICZUK, J. Métodos para Avaliação das Emis- sões de Gases do Efeito Estufa no Sistema Solo-atmosfera. Ciência Rural, v. 36, p. 693-700, 2006.
CRUTZEN PJ. The influence of nitrogen oxides on the atmospheric ozone content. Quar- terly Journal of the Royal Meteorological Society, v. 96, p. 320-325, 1970.
CRUTZEN, P.J. Atmospheric chemical processes of the oxides of nitrogen including nitrous oxide. In: DELWICHE, E. C. C. Denitrification, Nitrification and Atmospheric Ni- trous Oxide. New York: John Wiley and Sons, 1981. p. 17-44.
CRUTZEN, P. J.; SOLOMON, S. Response of mesospheric ozone to particle precipitation. Planetary and Space Science, v. 28, p. 1147-1153, 1980.
DALAL, R, C.; WANG, W.; ROBERTSON, G. P.; PARTON, W. J. Nitrous oxide emission from Australian agricultural lands and mitigation options: a review. Australian Journal of Soil Research, v. 41, p. 165-195, 2003.
DAMASCENO, F. Injeção de dejetos líquidos suínos no solo e inibidor de nitrificação como estratégias para reduzir as emissões de amônia e óxido nitroso. Dissertação (Mestrado em Ciência do Solo) - Universidade Federal de Santa Maria - UFSM, Santa Maria, 2010. 122 p.
DAVIDSON, E. A.; BUSTAMANTE, M. M. C.; PINTO, A. de S. Emissions of nitrous oxide and nitric oxide from soils of native and exotic ecosystems of the Amazon and Cerrado regions of Brazil. Scientific World Journal, Newbury, v. 1, p. 312-319, 2001.
DAVIDSON, E.A.; KELLER, M.; ERICKSON, H.E.; VERCHOT, L.V.; VELDKAMP, E. Testing a conceptual model of soil emissions of nitrous and nitric oxides. BioScience, v. 50, p. 667-680, 2000.
DAVIDSON, E.A.; VERCHOT, L.V. Testing the hole-in-the-pipe model of nitric and nitrous oxide emissions from soils using the TRAGNET database. Global Biogeochemical Cy- cles, v. 14, p. 1035-1043, 2000.
DAVIDSON, E.A.; SWANK, W.T. Environmental parameters regulating gaseous nitrogen losses from two forested ecosystems via nitrification and denitrification. Applied and Envi- ronmental Microbiology, Baltimore, v. 52, n. 6, p. 1287-1292, 1986.
DENMEAD, O. T. Approaches to measuring fluxes of methane and nitrous oxide between landscapes and the atmosphere. Plant Soil, v. 309, p. 5-24, 2008.
DENMEAD, O. T.; RAUPACH, M. R. Methods for measuring atmospheric gas transport in agricultural and forest systems. In: HARPER, L. A.; MOSIER, A. R.; DUXBURY, J. M.; ROLSTON, D. E. Agricultural ecosystem effects on trace gases and global climate change. Madison: ASA, CSSA e SSSA, 1993. p.19-43.
DROSSEL, B.; SCHWABLE, F. Self-Organized Criticality in a Forest-Fire Model. Physica A, v. 191, p. 47-50, 1992.
DUXBURY, J. M. The significance of agricultural sources of greenhouse gases. Fertilizer Research, Dordrecht, v. 38, n. 2, p. 151-163, 1994.
ESCOBAR, L.F. Emissão de Gases de Efeito Estufa em Sistemas de Manejo em Solo do Planalto Médio do Rio Grande do Sul. Dissertação (Mestrado em Ciência do solo) - Universidade Federal de Santa Maria - UFSM, Santa Maria, RS, 2008. 103 p.
FEARNSIDE, P.M.; GRAÇA, P.M.L.A.; RODRIGUES, F.J.A. Burning of Amazonian rain- forest: Burning efficiency and charcoal formation in forets cleared for cattle pasture near Manaus, Brazil. Forest Ecology and Management, v. 146, p. 115-128, 2001.
FIELD, C.B.; BEHRENFELD, M.J.; RANDERSON, J.; FALKOWSKI, P. Primary production on the biosphere: integrating terrestrial and oceanic components. Science, Washington, v. 281, p. 237-240, 1998.
FIRESTONE, M.K.; DAVIDSON, E.A. Microbiological basis ofNOandN2O production and
consumption in soil. In: ANDREAE, M.O.; SCHIMEL, D.S. (Ed.). Exchange of trace gases between terrestrial ecosystems and the atmosphere. Chichester: Wiley, 1989. p.7-21. FORSTER, P.; RAMASWAMY, V.; ARTAXO, P.; BERNTSEN, T.; BETTS, R.; FAHEY, D. W.; HAYWOOD, J.; LEAN, J.; LOWE, D. C.; MYHRE, G.; NGANGA, J.; PRINN, R.; RAGA, G.; SCHULZ, M.; VAN DORLAND, R. Radiative Forcing of Climate Change. In: SOLO- MON, S.; QIN, D.; MANNING, M.; CHEN, Z.; MARQUIS, M.; AVERYT, K. B.; TIGNOR, M.; MILLER, H.L. Climate Change 2007: The Physical Science Basis. New York, Cambridge University Press, Cambridge, 2007. p. 129-234.
FORSTER, P. M. D.; TAYLOR, K. E. Climate forcings and climate sensitivities diagnosed from coupled climate model integrations. Journal of Climate, v. 19, p. 6181-6194, 2006. FROUZ, J.; PIZL, V.; CIENCIALA, E.; KALCIK, J. Carbon storage in post-mining forest, the role of tree biomass and soil bioturbation. Biogochemistry, v. 94, p. 111-121, 2009. GIACOMINI, S.J.; JANTALIA, C.P.; AITA, C.; URQUIAGA, S.S.; ALVES, B.J.R. Emissão de óxido nitroso com a aplicação de dejetos líquidos de suínos em solo sob plantio direto. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 41, n. 11, p. 1653-1661, 2006.
GOMES, J. Emissão de gases do efeito estufa e mitigação do potencial de aqueci- mento global por sistemas conservacionistas de manejo do solo. Tese (Doutorado em Ciência do Solo) - Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2006. 151
p.
GU, J.; ZHENG, X.; WANG, Y.; DING, W.; ZHU, B.; CHEN, X.; WANG, Y.; ZHAO, Z.; SHI, Y.; ZHU, J. Regulatory effects of soil properties on background N2O emissions from
agricultural soils in China. Plant and Soil, Dordrecht, v. 295, p. 53-65, 2007.
HAINZL, S.; ZOLLER, G.; KURTHS, J. Self-organized criticality model for earthquakes: Quiescence, foreshocks and aftershocks. International Journal of Bifurcation and Chaos, v. 9, p. 2249-2255, 1999.
HAKEN, H. Self-organization. Scholarpedia, v. 3, 2008. 1401 p. Disponível em: <http://www. scholarpedia.org/article/Self-organization>. Acesso em: 22 jun. 2015
HOUGHTON, J. Global warming. Reports on Progress in Physics, v. 68, p. 1343-1403, 2005.
HUTCHINSON, G. L.; ROCHETTE, P. Non-Flow-Through Steady-State Chambers for Mea- suring Soil Respiration: Numerical Evaluation of Their Performance. Soil Science Society of America, v. 67, p. 166-180, 2003.
IPCC. Intergovernmental Panel on Climate Change. Climate change 2001: the scientific basis. United Kingdom: Cambridge University, 2001. 881 p.
JANTALIA, C. P. ; ZOTARELLI, L. ; SANTOS, H P. dos ; TORRES, E. ; URQUIAGA, S. ; BODDEY, R. M. ; ALVES, B. J. R. Em Busca da Mitigação da Produção de Óxido Nitroso em Sistemas Agrícolas: Avaliação de Práticas Usadas na Produção de Grãos no sul do País. In: ALVES, B.J. R. ; URQUIAGA, S. ; URQUIAGA, S. ; AITA, C. ; BODDEY, R. M. ; JANTALIA, C. P. ; CAMARGO, F. A. O. Manejo de Sistemas Agrícolas: Impacto no sequestro de C e nas Emissões de Gases de Efeito Estufa. Porto Alegre: Gênesis, v. 1, 2006. p. 81-108.
JENSEN, H. J. Self-Organized Criticality, Emergent Complex Behavior in Physical and Biological Systems. Cambridge University Press, Cambridge, 1998. 170 p.
JOHNSON, J.M.F.; REICOSKY, D.C.; ALLMARAS, R.R.; SAUER, T.J.; VENTEREA, R.T.; DELL, C.J. Greenhouse gas contributions and mitigation potential of agriculture in the cen- tral USA. Soil e Tillage Research, v. 83, p. 73-94, 2005.
JOHNSON, N.L. Systems of Frequency Curves Generated by Methods of Translation. Bio- metrika, v.36, p. 149-176, 1949.
JORDAN, H.; HERRERA, R. Tropical rain forests: are nutrients really critical? American Naturalist, Chicago, v. 117, n. 2, p. 167-180, 1981.
KELLER, M.; GOREAU, T. J.; WOFSY, S. C.; KAPLAN, W. A.; MCELROY, M. B. Produc- tion of nitrous oxide and consumption of methane by forest soils. Geophysical Research Letters, vol. 10, p. 1156-1159, 1983.
LEMKE, R.L.; IZAURRALDE, R.C.; NYBORG, M. Seasonal distribution of nitrous oxide emissions from soils in the parkland region. Soil Science Society of America Journal, v. 62, p. 1320-1326, 1998.
KOHYAMA, T.; HOTTA, M. Significance of allometry in tropical saplings. Functional Eco- logy, v. 4, p. 515-521, 1990.
KOMULAINEN T. Self-Similarity and Power Laws. In: HYOTYNIEMI, H. Complex Sys- tems: Science on the Edge of Chaos. Finland: Report, 2004. p. 109- 122.
LI, C.; FROLKING, S.; FROLKING, T.A . A model of nitrous oxide evolution from soil driven by rainfall events. 1. Model structure and sensitivity. Journal of Geophysical Research, v. 97, p. 9759-9776, 1992.
LIMA, M. A. Agropecuária brasileira e as mudanças climáticas globais: caracterização do problema, oportunidades e desafios. Caderno de Ciência e Tecnologia, Brasília, v. 19, n. 3, p. 451-472, 2002.
LIMA, M. A. Emissão de gases de efeito estufa. Biotecnologia Ciência e Desenvolvi- mento, Brasília, v. 3, n. 17, p. 38-43, 2000.
LINN, D. M.; DORAN J. W. Effect of water-filled pore space on carbon dioxide and nitrous oxide production in tilled and no tilled soils. Soil Science Society American Journal, v. 48, p. 1267-1272, 1984.
LIU, X. J.; MOSIER, A. R.; HALVORSON, A. D.; REULE, C. A.; ZHANG, F. S. Dinitrogen andN2O emissions in arable soils: effct of tillage, N source and soil moisture. Soil Biology
and Biochemistry, Oxford, v. 39, n. 9, p. 2362-2370, 2007.
LIU, X.J.; MOSIER, A.R.; HALVORSON, A.D.; ZHANG, F.S. Tillage and nitrogen application effects on nitrous and nitric oxide emissions form irrigated Corn fields. Plant and Soil, Dordrecht, v. 276, p. 235-249, 2005.
MARTINELLI, L.A.; PICCOLO, M.C.; TOWNSEND, A.R.; VITOUSEK, P.M.; CUEVAS, E.; MCDOWELL, W.; ROBERTSON, G.P.; SANTOS, O.C.; TRESEDER, K. Nitrogen stable iso- topic composition of leaves and soil: Tropical versus temperate forests. Biogeochemistry, v. 46, p. 45-65, 1999.
MARTINS, L. F. B. Alterações nos fluxos de gases do solo e na ciclagem de carbono e nitrogênio após aquecimento do solo em áreas de Mata Atlântica. Dissertação (Mes- trado em Ecologia Aplicada) - Universidade de São Paulo - USP, Piracicaba, 2011. 89 p.
MATTHIAS, A.D.; BLACKMER, A. M.; BREMNER, J. M. A simple chamber technique for field measurement of emissions of nitrous oxide from soils. Journal of Environmental Quality, v.9, p.251-256, 1980.
MELILLO, J.M.; MCGUIRE, A.D.; KICKLIGHTER, D.W.; MOORE III, B.; VROSMARTY, C.J.; SCHLOSS, A.L. Global climate change and terrestrial net primary production. Nature, London, v. 363, p. 234-240, 1993.
MOSIER, A.R. Chamber and isotope techniques. In: ANDREAE, M.O.; SCHIMEL, D.S. Exchange of trace gases between terrestrial ecosystem and the atmosphere. John Wiley e Sons, 1989. p. 175-187.
MOSIER, A.R.; DUXBURY, J.M.; FRENEY, J.R.; HEINEMEYER, O.; MINAMI, K.; JOHN- SON, D.E. Mitigating agricultural emissions of methane. Climatic Change, v. 40, p. 39-80, 1998.
MOSIER, A. R.; PARTON W. J.; HUTCHINSON, G. L. Modelling nitrous oxide evolution from cropped and native soils. Ecology Bulletin , v. 35, p. 229-241, 1983.
MOULIN, A.; TENUTA, M.; LOBB, D.; DUNMOLA, A; YAPA, P. Probability distribution func- tions for short-term daily nitrous oxide fluxes in a prairie pothole agricultural landscape in western Canada. Canadian Journal of Soil Science, v. 91, p. 303-307, 2011.
MOUSINHO, P. Glossário. In: TRIGUEIRO, A. Meio ambiente no século 21. Rio de Janeiro: Sextante, 2003. p. 332-367.
NEFF, J.C.; TOWNSEND, A.R.; GLEIXNERK, G.; LEHMAN, S.J.; TURNBULL, J.; BOW- MAN, W.D. Variable effects of nitrogen additions on the stability and turnover of soil carbon. Nature, London, v. 419, p. 915-917, 2002.
NICOLIS, G.; PRIGOGINE, I. Self-Organization in Nonequilibrium systems: from dis- sipative structures to order through fluctuations. 1a ed. New York: John Wiley e Sons, 1977. 491 p.
OLIVIER, J. G. J.; BOUWMANA, A.F.; VAN dER HOEKA, K.W.; BERDOWSKI, J.J.M. Glo- bal air emission inventories for anthropogenic sources of N Ox, N H3 and N2O in 1990.
PATRA, P. K.; LAL, S.; VENKATARAMANI, S.; de SOUSA, S. N.; SARMA, V. V. S. S.; SAR- DESAI, S. Seasonal and spatial variability inN2O distribution in the arabian Sea. Deepsea
Research I, v. 46, p. 529-543, 1999.
PERDOMO, C.; IRISARRI, P.E.; ERNST, O. Nitrous oxide emissions from an Uruguayanar- giudoll under different tillage and rotation treatments. Nutrient Cycling in Agroecosys- tems, Dordrecht, v. 84, n. 2, p. 119-128, 2009.
PES, L. Z. Fluxo de gases de efeito estufa em sistemas de preparo do solo e rotação de culturas no planalto do Rio Grande do Sul. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) - Universidade Federal de Santa Maria, Rio Grande do Sul, 2009. 91 p.
PRIESEMANN, V.; MUNK, M. H. J.; WIBRAL, M. Subsampling effects in neuronal avalan- che distributions recorded in vivo. BMC Neuroscience, v. 10, p. 1-20, 2009.
RAMOS, O. Scale invariant avalanches: a critical confusion. In: VERESS, B.; SZI- GETHY, J. Horizons in Earth Science Research. Nova Science Publishers, v. 3, 2011. p 157-188.
ROBERTS, D. C.; TURCOTTE, D. L. Fractality and self-organized criticality of wars. Frac- tals, v. 6, p. 351-357, 1999.
SCHLESINGER, W. Biogeochemistry: An Alnalysis of Global Change. 2a ed. San
Diego, CA: Academic Press, 1997. 588 p.
SCHEINKMAN, J. A.; WOODFORD, M. Self-organized criticality and economic fluctuations. American Journal of Economics, v. 84, p. 417-421, 1994.
SERUGENDO, G. DI M.; GLEIZES, M. P.; KARAGEORGOS, A. Self-organization in multi- agent systems. The Knowledge Engineering Review, v. 20, p. 165-189, 2005.
SIGNOR, D.; CERRI, C. E. P. Nitrous oxide emissions in agricultural soils: a review. Pes- quisa Agropecuária Tropical, v. 43, n. 3, p. 322-338, 2013.
SKIBA, U.; SMITH, K. A. The control of nitrous oxide emissions from agricultural and natural soils. Chemosphere - Global Change Science, v.2, p. 379-386, 2000.
SOLOMON, S.; QIN, D.; MANNING, M.; CHEN, Z.; MARQUIS, M.; AVERYT, K. B.; TIG- NOR, M.; MILLER, H.L. Climate Change 2007: The Physical Science Basis. New York, Cambridge University Press, Cambridge, 2007.
SONG, W.; WEICHENG, F.; BINGHONG, W.; JIANJUN, Z. Self-organized criticality of forest fire in China. Ecological Modelling, v. 145, p. 61-68, 2001.
SOUSA NETO, E. R. Perdas de nitrogênio pela emissão de óxido nitroso (N2O) e
sua relação com a decomposição da serrapilheira e biomassa de raízes na floresta de Mata Atlântica. Dissertação (mestrado em Ciências) - Centro de Energia Nuclear na Agricultura da Universidade de São Paulo - USP, Piracicaba, 2008. 80 p.
STEVENS, R.J.; LAUGHLIN, R.J.; BURNS, L.C.; ARAH, J.R.M.; HOOD, R.C. Measuring the contributions of nitrification and denitrification to the flux of nitrous oxide from the soil. Soil Biology and Biochemistry, Oxford, v. 29, n. 2, p. 139-151, 1997.
VERTES, P. E.; BASSETT, D. S.; DUKE, T. Scale-free statistics of neuronal assemblies predict learning performance. BMC Neuroscience, v. 12, p. 04, 2011.
YANAI, J.; SAWAMOTO, T.; OE, T.; KUSA, K.; YAMAKAWA, K.; SAKAMOTO, K.; NA- GANAWA, T.; INUBUSHI, K.; HATANO, R.; KOSAKI, T. Spatial variability of nitrous oxide emissions and their soil-related determining factors in an agricultural field. Journal of En- vironmental Quality, v. 32, p. 1965-1977, 2003.