Pyrogenic carbon stocks and organic matter composition in soil profiles in savanna-forest contact zone (Roraima, northern Brazil)

Abstract

Em virtude do carbono pirogênico (PyC) apresentar uma enorme resistência aos processos de degradação natural, o qual mantém esse carbono dentro de um ciclo de longo prazo em sistemas florestais. As medidas desses estoques são limitadas, uma vez que as atuais estimativas nacionais não incluem o PyC na contabilidade dos estoques de carbono florestais. Diante dessa perspectiva, nosso estudo objetivou quantificar os estoques de carbono pirogênico e avaliar a composição química da matéria orgânica em duas áreas: uma frequentemente afetada pelo fogo e exploração seletiva de madeira (fragmentos florestais) e outra que consiste em área de preservação ambiental (Ilha de Maracá) composta por diferentes tipos florestais (Ombrofilas, Decíduas e Semidecíduas) que se diferem quanto suas características hidro-edáficas. Ambas as áreas estão situadas na zona de contato savana-floresta no Norte a Amazônia (Roraima-Brasil). Para a realização desse estudo, o perfil de conteúdos de carbono pirogênico foi determinado através do método de combustão térmico (CTO-375) e a qualidade da matéria orgânica por realizada por meio de técnicas espectroscópicas (FTIR e 13CRMN) e termodegradativas (TGA). Essas técnicas permitem acessar indiretamente o histórico de incêndios e a influência do material carbonizado na estabilidade do material orgânico no solo, permitindo compreender a frequência e intensidade dos grandes incêndios ocorridos em Roraima, os quais são relevantes para a compreensão da dinâmica espaço-temporal das áreas de ecótono. As florestas sazonais dos fragmentos florestais dispersos nas savanas de Roraima apresentaram estoques médios de carbono pirogênico maiores (1,33±0.65 Mg ha-1 ) do que o continuo florestal da ilha de Maracá (1,14±8,13 Mg ha-1

) acumulando cerca de 83% mais PyC, em virtude dessas ilhas dispersas sofrerem constantemente com episódios de incêndios em períodos de clima mais seco. Na ilha de Maracá, grande parte do PyC advém da entrada exógena advinda das queimadas nas áreas adjacentes a ilha. A razão PyC/TOC obtidas nesse estudo, revelam a contribuição relativa do PyC para os pools de TOC (carbono orgânico total) apresentado valores consistentes com a faixa de 1 a 6% encontrados na literatura. As análises espectroscópicas de infravermelho (FTIR) e de ressonância magnética nuclear de 13C (13C RMN) mostram que apesar do material orgânico desses solos apresentarem alta labilidade, em virtude da elevada proporção de grupos O-alquil-C (carboidratos), também revelaram proporções significativas de aromáticos, os quais se correlacionaram com o teor de PyC nos dois gradientes avaliados nos fragmentos florestais (p < 0.001, r= 0.72 e p < 0.0001, r= 0.59 para os gradientes borda e interior respectivamente). As análises termogravimétricas (TGI) revelaram a presença de estruturas mais termoestáveis até uma To de 650o C, porém não mostraram diferença estatística entre os diferentes ambientes avaliados (borda e interior, para os fragmentos florestais) e os diferentes tipos florestais que compõe a ilha de Maracá (ombrófilas, decíduas e semidecíduas). Nossos resultados são importantes para a abertura de uma discussão mais ampla dentro do contexto dos estoques regionais de PyC e uma projeção na argumentação dos relatórios nacionais que verificam temporalmente as emissões e os reservatórios de carbono no Brasil.