Estimativa do sequestro de CO
2pela floresta de transição no
noroeste mato-grossense
Osvaldo Borges Pinto Júnior1*, José Carlos Arruda1, Edilberto Ojeda de Almeida Filho1, Maricéia Tatiana Vilani1, Mariele Pinheiro1, José de Souza Nogueira1, Alfredo Jorge1, Luciana Sanches Alves1, George Louis Vourlitis.
1
Universidade Federal de Mato Grosso - Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física Ambiental - Av. Fernando Corrêa da Costa, S/N Cidade Universitária, Bloco de Física Ambiental CEP: 78060-900 - Cuiabá – MT , Telefone (+55) 65 3615-8735.
*e-mail:osvado.borges@gmail.com
ABSTRACT: This study aimed to estimate the CO2 sequestration by forest transition in northwestern Mato Grosso during the months of June, July and August 2007. The study area is comprised in an ecotone between the Amazon and the Cerrado, which is located a micrometeorological tower 42 meters high, which were estimated with the help of the eddy covariance system, the net flow of CO2 and carbon storage in the canopy. Measures CO2 concentrations in the different layers of the canopy were measured by a system of solenoid valves which withdrew air samples in the highest 1, 4, 12, 20 and 28. It was observed in the data that the net radiation values remain practically constant during the 30 days of each month monitored, the average daily net flow of carbon (C) also having very varied day with positive result. In this period occurred in July with a total rainfall of 7.01 mm and in August there was a rainfall of 1.18 mm. The positive changes made by the net flow of carbon occurred on days where the daytime temperatures were very high approaching 40 oC and the early morning showed lower average temperatures around 15oC and on rainy days, representing those days the forest was more supply than consumer. In June, the forest sink 23,52 kg (C) ha-1day-1 in the month of July 25.40 kg (C) ha-1day-1in August and 32.46 kg (C ) ha-1day-1, in the quarter totaling an average abduction of 27.12 kg (C) ha-1 day-1. It is concluded that during the dry forest transition released into the atmosphere 25.71 kg (C) ha-1 day-1; sink was 53.12 kg (C) ha-1 day-1, the average balance of was 27.12 kg of carbon (C) ha-1 day-1 indicating that the forest carbon removed from the atmosphere.
Palavras-chave: micrometeorologia, floresta tropical, processos ecofisiológicos
1 INTRODUÇÃO
A urbanização, o desmatamento e queimadas são importantes condutores no mecanismo da poluição e na alteração climática do planeta. Eles modificam biótica e abioticamente as propriedades internas do ecossistema, envolvendo grandes distâncias entre as zonas urbanas. Como resultado, a investigação, os problemas e os desafios ambientais devem ser resolvidos em nível local, regional e em escala global. Respostas à mudança dos ecossistemas terrestres são interativas e complexas e ocorrem em todas as escalas espaciais e temporais, como uma consequência da interatividade de recursos, energia e informações entre o social, e os sistemas físicos e biológicos (Grimm et al., 2008). A preocupação mundial está voltada para os efeitos que a grande quantidade de gases poluentes como monóxido de carbono (CO2), óxido nitroso (N2O), metano (CH4) entre outros, podem causar à Terra. A concentração desses gases, notadamente o dióxido de carbono, na atmosfera, tem aumentado anualmente através de fatores como o uso indiscriminado dos combustíveis fósseis, da mudança no uso do solo (destruição das florestas) e industrialização dos países, aumentando consideravelmente, segundo alguns pesquisadores, o aquecimento global pelo efeito estufa.
Estudos vêm demonstrando que existem sistemas que absorvem grande parte do CO2 emitido, mantendo certo equilíbrio na natureza, dentre os quais destaquem-se GRACE et al.
(1996), MALHI et al. (1998), PHILLIPS et al. (1998), GOLDEBERG (2008). Nesse sentido, a Amazônia tem atraído a atenção mundial não somente pela possibilidade de ser a floresta um grande consumidor de CO2, mas também pela sua biodiversidade de espécies florestal e animal e pelos efeitos que o desmatamento em grande escala poderá provocar no clima, na hidrologia e nos ciclos biogeoquímicos em escalas regional e global (NOBRE et al., 1999).
Este trabalho teve como objetivo estimar o sequestro de CO2 pela floresta de transição no noroeste Mato-Grossense entre os meses de junho, julho e agosto de 2007.
2 MATERIAL E MÉTODOS
Os dados foram coletados em uma área pertencente à Fazenda Maracaí, com cerca de 20 km2, localizada na Região Centro-Oeste (Brasil), a aproximadamente 50 km a noroeste de Sinop, Mato Grosso, Brasil (11°24.75'S; 55°19.50'O),e a aproximadamente 500 km de Cuiabá, em uma floresta considerada de transição onde está instalada uma torre metálica de 42 metros com equipamentos de coletas de dados micrometeorológicos, pertencente ao projeto Experimento de Grande Escala da Biosfera Atmosfera na Amazônia (LBA). O solo é classificado como um Neossolo Quartzarênico típico, tem alta porosidade (90% areia) e com isso drena rapidamente a água da chuva (PRIANTE FILHO et al., 2004). A temperatura média anual na área é de 24°C com pequena variação entre as estações do ano, e uma precipitação média anual de 2000 mm com quatro meses de estação seca, entre os meses de junho a setembro (VOURLITIS et al., 2002). A sazonalidade climatológica para o ecótono da floresta de transição é semelhante ao da floresta tropical e cerrado; no entanto, a floresta de transição recebe 200 mm de chuva a menos que a floresta tropical ao norte de Mato Grosso e a leste de Rondônia e 500 mm a mais de precipitação que o cerrado perto de Brasília (VOURLITIS et al., 2002).
2.1 Fluxo Líquido de CO2
Os valores medidos do fluxo de dióxido de Carbono no dossel foram determinados usando o método de correlação de vórtices turbulentos (eddy covariance). Os sensores de correlação de vórtice turbulento foram montados a uma altura de 12-14 m acima do topo da floresta. O sistema é constituído por um anemômetro sônico tridimensional (CSAT-3, Campbell Scientific, Inc., Logan, UT, USA), e um analisador de gás infravermelho de caminho aberto (LI-7500, LI-COR, Inc.Lincoln, NE, E.U.A.). Os sensores coletam e produzem dados em 10 Hz, orientados na direção do vento vertical ao lado da torre para minimizar o potencial de distorção do fluxo. Os dados brutos das flutuações de CO2 foram obtidos em voltagens e convertidos para densidades pela multiplicação das suas constantes de calibração (LEUNING & MONCRIEFF, 1990). O fluxo de vapor d água foi corrigido para a realização simultânea das flutuações de calor (WEBB et al., 1980). O fluxo líquido de CO2no dossel foi calculado através da equação Ft + Ed, onde Ft é o fluxo medido no topo da torre pelo sistema de correlação de vórtices turbulentos e Ed o estoque de carbono no dossel calculado pela equação 1. (VOURLITIS et al., 2001; GALLON et al., 2006). As concentrações de CO2 nas diferentes camadas do dossel foram medidas por um sistema de
bomba de diafragma e válvulas solenóides que retiravam amostras do ar nas alturas 1, 4, 12, 20 e 28 m e as conduzia ao analisador de gás de CO2. Para estimar este CO2armazenado foi
utilizado um analisador de gás de circuito fechado (LI-820, LI-COR, Inc. Lincoln, NE, USA) instalado a 10 m do solo na torre.
t h S Ed . (1)
onde ΔS é o estoque de carbono entre duas alturas, Δh é a diferença das alturas e Δt o intervalo de tempo.
2.2 Medidas Micrometeorológicas
A radiação líquida (Rn) foi medida acima da copa das árvores a 40 m do solo através do radiômetro líquido (NR-LITE, Kipp e Zonen, Bohemia, NY, EUA). Para medir o fluxo de calor no solo foi utilizado um fluxímetro (HFT-3.1, REBS, Inc., Seattle, WA, EUA). A temperatura do ar e a densidade do vapor d`água da atmosfera foram medidas no topo da torre utilizando um anemômetro sônico e um analisador de gás de caminho aberto. O déficit de pressão de vapor (e) foi calculado como a diferença entre a pressão de saturação de vapor d`água (es) e a pressão exercida pela massa de vapor d`água atual (ea) existente na atmosfera proveniente de medidas de temperatura e umidade.
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
O método de vórtices turbulentos é mais exato quando o vento, a temperatura, a umidade e o CO2 forem constantes e a vegetação subjacente for homogênea e situada em terreno plano e de grande extensão. Aplicado sobre paisagens naturais e complexas ou quando as condições atmosféricas variaram com o tempo, medidas de armazenamento para a quantificação da troca do CO2, devem ser aplicadas (BALDOCCHIet al., 1988).
Observa-se na Figura 1 que enquanto a radiação líquida média diária permanece praticamente constante durante os 30 dias de cada mês monitorado, a média diária do fluxo líquido de Carbono (C) oscilou bastante, tendo inclusive dias com resultado positivo. Neste período ocorreram precipitações no mês de julho nas madrugadas dos dias 23 e 24 e no dia 25 num total de 7,01 mm e no mês de agosto ocorreu uma precipitação de 1,18 mm no dia 5. Observa-se que as variações positivas apresentadas pelo fluxo líquido de carbono ocorreram em dias onde as temperaturas diurnas foram muito altas, aproximando dos 40oC, e as madrugadas apresentaram temperaturas médias mais baixas em torno de 15oC e nos dias de chuva, representando nesses dias que a floresta foi mais fonte que consumidor.
Figura 1 - (a) Comparação entre a radiação líquida (Rn) e o fluxo líquido de CO2 (NEE) ocorrida no mês de junho; (b) no mês de Julho; (c) no mês de agosto
Os picos de NEE ocorreram também quando u* (velocidade de fricção) durante o dia variou bastante em relação ao valor da velocidade média considerada como referência. Os fluxos líquidos de carbono foram calculados em Kg (C).ha-1. No mês de junho a floresta sequestrou 23, 52 Kg(C) ha-1dia-1, no mês de julho 25,40 Kg(C) ha-1dia-1e no mês de agosto 32,46 Kg(C) ha-1dia-1, totalizando no trimestre um sequestro médio de 27,12 Kg(C) ha-1dia-1 de carbono sequestrado no trimestre (Figura 2).
Hora vs NEE N E E (k g. ha -1 ) -60 -40 -20 0 20 40 60 08:00 às 17:30 18:00 às 7:30 25,71 -53,12
Figura 2- Fluxo de CO2no período entre 8h às 17h30min e das 18h às 07h30min Os resultados para os fluxos diurnos e noturnos, Figura 3, mostraram que no trimestre a floresta de transição sequestrou 53,12 kg (C) ha-1 dia-1 em 8,5 horas do dia e liberou 25,71 kg (C) ha-1 dia-1 nas 15,5 horas restantes do dia. A taxa de sequestro de carbono pela vegetação da floresta de transição se expandida para uma área do tamanho de Mato Grosso (9,1 x 105ha) corresponderia à significativa marca de 9,1 T g(C) ano-1.
Esta assimilação de carbono é alta e em se tratando de uma floresta madura onde o estoque de carbono já é alto isso representaria dizer que a biomassa da região estaria crescendo significativamente a cada ano, algo difícil de assimilar para um sistema com estoque de biomassa alto. Um sequestro dessas proporções ajudaria a explicar em parte, o chamado carbono desaparecido apresentado nos balanços globais (FERREIRA et al., 2000).
4 CONCLUSÃO
Conclui-se que:
No período de seca a floresta de transição liberou para a atmosfera 25,71 kg(C) ha-1 dia-1;
Sequestrou o equivalente a 53,12 kg(C) ha-1dia-1;
O balanço médio de carbono foi de 27,12 kg(C) ha-1 dia-1 indicando que a floresta retirou carbono da atmosfera.
5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BALDOCCHI, D. D; HICKS, B.B; MEYERS, T.P. Measuring Biosphere-Atmosphere Exchanges of Biologically Related Gases With Micrometeorological Methods. Ecology, v. 69, 1331-1340, 1988
FERREIRA da COSTA, R. et al. A mitigação do CO2 atmosférico na Amazônia brasileira central durante um período seco. Revista Brasileira de Agrometeorologia, v.8, n. 1, p. 275-281, 2000.
GALLON, M. M. P.; SANCHES, L. e PAULO, S. R. DE. Fluxo e perfil de dióxido de carbono no dossel uma floresta tropical de transição amazônica. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 21, n. 3b, p. 79-88, 2006.
GRACE, J.; MALHI, Y.; LLOYD, J.; MCINTIRE, J.; MIRANDA, A. C.; MIRANDA, H. S. – The use of eddy covariance to infer the net carbon dioxide uptake of Brasilian rain forest. Global Change Biology, v.2, n. 3, p. 209-218, 1996.
GRIMM, N. B., et al. - The changing landscape: ecosystem responses to urbanization and pollution across climatic and societal gradients. Front Ecol Environ, v.6, n. 5, p. 264-272, 2008.
LEUNING, R. AND J. MONCRIEFF - Eddy covariance CO2 flux measurements using open-and closed-path CO2analyzers: corrections for analyzer water vapor sensitivity and damping fluctuations in air sampling tubes. Boundary Layer Meteorology, v. 53, p. 63-76, 1990. MALHI, Y.; NOBRE A. D.; GRACE, J., KRUIJT, B.; PEREIRA, M. G. P.; SCOTT, S. – Carbon dioxide transfer over a Amazonian rain Forest. Jornal of Geophysical Research, v. 103, p. 31593 – 31612, 1998.
PHILLIPS, O. L.; MALHI, Y.; HIGUCHI, N.; LAURANCE, W. F.; NUNEZ, P. V.; VÁSQUEZ, R. M.; LAURANCE, S. G.; FERREIRA, L.V.; STERN, M.; BROWN, S.; GRACE, J. Changes in the carbon balance of the tropical forests: evidence from long-term plots. Science, v. 282, p. 439-442, 1998.
PRIANTE FILHO, N.; HAYASHI, M. M. S.; NOGUEIRA, J. DE S.; CAMPELO JUNIOR, J. H.; NUNES, P. C.; SOUZA, L. S. E; COUTO, E. G.; HOEGER, W.; RAITER, F.; TRIENWEILER, J. L.; MIRANDA, E. J.; PRIANTE, P. C.; PEREIRA, L. C.; BIUDES, M. S.; FRITZEN, C. L; LACERDA, M.; SULI, G. S.; SHIRAIWA, S.; MARCELINO, T.H; SILVEIRA, M.; VOURLITIS, G. L.. Comparison of the Mass and Energy Exchange of a Pasture and a Mature Transitional Tropical Forest of a Southern Amazon Bazin During the Wet-Dry Season Transition. Global Change Biology, v.10, p. 863-876, 2004.
RODHE, H.; CHARSON, R.; CRAWFORD, E.; The Legacy of Svante Arrhenius Understanding the Greenhouse Effect. Ambio, v 26, v.1, p. 2-5. 1998.
VOURLITIS, G. L.; PRIANTE FILHO, N.; HAYASHI, M. M. S.; NOGUEIRA, J. S.; CASEIRO, F. T.; CAMPELO JR, J. H. – Seasonal variations in the net ecosystem CO2 exchange of a mature Amazonian transitional tropical florest. Funcional Ecology, v. 15, p. 388 – 395, 2001.
VOURLITIS, G.L.; PRIANTE FILHO, N.; HAYASHI, M.M.S.; NOGUEIRA, J.S.; CASEIRO, F.T.; CAMPELO JR., J.H. 2002. Seasonal variations in the evapotranspiration of a transitional tropical forest of Mato Grosso, Brazil. Water Resources Research, v. 38, n. 6, p. 30-1-30-11, 2002.
WEBB, E. K., G. I. PEARMAN, AND R. LEUNING, Corrections of flux measurements for density effects due to heat and water vapor transfer. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., v. 106, p. 85–100, 1980.
