CÁSSIA BARRETO BRANDÃO 1° Edição Rio de Janeiro

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1° Edição
Rio de Janeiro
CÁSSIA BARRETO BRANDÃO
iii
EMISSÕES DE DIÓXIDO DE CARBONO DO SOLO E SUA
CORRELAÇÃO COM A RIZOSFERA DE DIFERENTES PAISAGENS
1° Edição
Rio de Janeiro
Edição do Autor
2015
EDITOR
Cássia Barreto Brandão
CAPA
(Layout)
Cássia Barreto Brandão
REVISÃO
Antonio Soares da Silva
FOTO DA CAPA
Gentilmente cedido por: Prof. Antonio Soares da Silva (UERJ)
Rio de Janeiro
2015
SOBRE A AUTORA


Cássia Barreto Brandão é Graduada em Geografia ( Bacharelado e
Licenciatura) pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro (2011)
e Mestre em Geografia pela mesma instituição de ensino,sendo
também especialista em Ciências ambientais e Análise ambiental
pela Universidade Estácio de Sá. Tem experiência na área de
Geografia Física, com ênfase em climatologia, pedologia, geologia e
geomorfologia, atuando principalmente nos seguintes temas: meio
ambiente, incêndios florestais, análise de solos, emissão de CO2 do
solo, bioclimatologia, análise microclimática e meteorologia.
Atualmente cursa o Doutorado em Geografia pela UERJ na linha de
geotecnologias aplicadas a análise ambiental.
PREFÁCIO
A participação dos sumidouros de CO₂ como os oceanos e a fotossíntese de
plantas terrestres contribui para reter grandes quantidades de carbono. No que se
refere às florestas tropicais, ainda não há um consenso sobre a participação efetiva
desses ecossistemas no estoque de carbono do ar, uma vez que o CO₂ retorna a
atmosfera através da respiração do solo. Neste sentido, os fluxos de CO2
atmosféricos à superfície sobre ecossistemas têm se tornado um objeto de relevante
interesse científico. O entendimento desses processos está vinculado ao papel da
biosfera no controle da evapotranspiração e da emissão/remoção de gases estufa,
que de certa forma está relacionado à questão de variabilidade climática. Os
microrganismos e as raízes contribuem para as emissões de CO2 do solo, sendo que
esta sofre interferência das condições climáticas, biológicas e pedológicas do
ambiente. Neste sentido, compreender as interações que são responsáveis pelo
efluxo de CO2 é de suma importância nas temáticas atuais sobre as mudanças
climáticas e sobre as interações entre solo, planta e atmosfera.
É fato que fontes antropogênicas, a queima de combustíveis fósseis, o
desmatamento e a queimada de florestas contribuem para uma maior emissão do
CO2, mas é desconhecido o potencial de alguns sumidouros que seriam capazes de
absorver grandes quantidades de CO2. O presente estudo busca avaliar se as
florestas em transição são um sorvedouro de carbono, sendo que para tanto, é
necessário monitorar os fluxos de CO2 e os outros parâmetros que estão
correlacionados com essas emissões. Desta forma deve-se analisar como as
propriedades químico-físicas, biológicas e atmosféricas de diferentes paisagens
contribuem para emissões do CO2.
O presente livro tem como objetivo avaliar a influência de indicadores
pedológicos, climatológicos e meteorológicos na variação sazonal do fluxo de CO2
do solo para a atmosfera considerando diferentes paisagens.
Neste livro as
emissões de CO2 do solo também são retratadas como indicadores ambientais, uma
vez que refletem a atividade microbiana do solo através da decomposição da
matéria orgânica.
Atualmente existe a preocupação de que o possível aumento do CO 2 na
atmosfera possa causar algumas implicações climáticas. Apesar de não termos nada
comprovado neste sentido, é necessário que as investigações continuem sendo
realizadas. Assim sendo, descobrir qual é a participação efetiva do solo nas
emissões de CO2 é fundamental para que se possa compreender uma parte da
complexa dinâmica caótica de interação entre solo e atmosfera.
Cássia Barreto Brandão
AGRADECIMENTOS
A Antonio Soares da Silva (UERJ), Ricardo Augusto Calheiros de Miranda
(UERJ) e a todos os bolsistas que forneceram incondicional apoio nos trabalhos de
campo e na concretização deste livro.
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO ............................................................................................................ 9
2.REVISÃO DE CONCEITOS ................................................................................... 12
2.1 FOTOSSÍNTESE E RESPIRAÇÃO ......................................................................................... 12
2.2 AS INFLUÊNCIAS DA COMPOSIÇÃO DO SOLO E DA SUA ATMOSFERA NA RESPIRAÇÃO ............. 15
2.2.1 MATÉRIA ORGÂNICA DO SOLO ........................................................................................ 16
2.2.2 O PH DO SOLO.............................................................................................................. 17
2.3 INFLUÊNCIAS DA TEMPERATURA DO SOLO E DO AR NAS TAXAS DE RESPIRAÇÃO DO SOLO......18
2.4 INFLUÊNCIAS DA UMIDADE DO SOLO NAS TAXAS DE RESPIRAÇÃO DO SOLO ........................... 20
2.5 DIFERENTES METODOLOGIAS DE AVALIAÇÃO DA EMISSÃO DE CO2 ....................................... 20
3. ÁREA DE ESTUDO ............................................................................................... 22
3.1 LOCALIZAÇÃO .................................................................................................................. 22
3.2 PERFIL CLIMATOLÓGICO DO MUNICÍPIO DE SANTO ANTÔNIO DE PÁDUA-RJ .......................... 24
3.2.1 BALANÇO HÍDRICO DE SANTO ANTÔNIO DE PÁDUA-RJ..................................................... 25
3.3 COBERTURA VEGETAL ..................................................................................................... 27
3.4 GEOMORFOLOGIA E PEDOLOGIA DE SANTO ANTÔNIO DE PÁDUA-RJ ................................... 29
4. METODOLOGIA.................................................................................................... 30
4.1 METODOLOGIA DE AFERIÇÃO DOS FLUXOS DE CO₂ DO SOLO ........................................... 30
4.2 DADOS METEOROLÓGICOS ........................................................................................ 38
5. RESULTADOS ...................................................................................................... 41
5.1 PERFIL CLIMATOLÓGICO DE SANTO ANTÔNIO DE PÁDUA EM 2013 .................................... 41
5.2 VARIABILIDADE DA TEMPERATURA E DA UMIDADE DO AR EM AMBIENTE FLORESTAL .............. 44
5.3 CARACTERIZAÇÃO CLIMÁTICA DOS MESES DE MONITORAMENTO ....................................... 48
5.4 VARIABILIDADE TEMPORAL DO EFLUXO DE CO2 DO SOLO ................................................ 49
5.5 AVALIAÇÃO SAZONAL DA EMISSÃO DE CO₂ POR PONTO DE MONITORAMENTO ..................... 51
5.6 ANÁLISES FÍSICO-QUÍMICA DOS SOLOS POR PONTO DE MONITORAMENTO........................... 57
5.7 GRANULOMETRIA ..................................................................................................... 57
5.8 DENSIDADE APARENTE E POROSIDADE TOTAL ............................................................... 57
5.9 PH, CARBONO ORGÂNICO E MATÉRIA ORGÂNICA DO SOLO .............................................. 59
6. CORRELAÇÕES DAS EMISSÕES DE CO2 COM AS PROPRIEDADES QUÍMICAS DOS SOLOS .......... 63
6.1 CORRELAÇÕES ENTRE A TEMPERATURA DO SOLO E DO AR NAS EMISSÕES DE CO2 ............. 64
6.2 CORRELAÇÕES ENTRE A UMIDADE DO SOLO E DO AR NAS EMISSÕES DE CO2...................... 69
6.3 PANORAMA GERAL DAS EMISSÕES DE CO2 DE ACORDO COM AS VARIÁVEIS PEDOCLIMÁTICAS .. 74
CONSIDERAÇÕES FINAIS ...................................................................................... 81
REFERÊNCIAS..........................................................................................................86
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INTRODUÇÃO
A degradação do bioma Mata Atlântica ocorreu desde o período do
descobrimento, resultando em problemas ambientais como a extinção de espécies,
mudanças microclimáticas, erosão e entre outros. A Mata Atlântica é o mais
ameaçado dos biomas florestais brasileiro com área remanescente de 6,8% (SOS
Mata Atlântica, 2005) e 22,4% para Cruz & Vincens (2007) de área originária de
florestas.
Através de uma sucessão de relações sociedade-ambiente, geograficamente
contextualizadas, a natureza tem sido bastante alterada ao longo do tempo,
enfrentando uma crescente fragmentação dos seus habitats e a perda de sua
biodiversidade.
Segundo Kobiyama et al. (2001) as principais atividades degradantes no
mundo são: a agricultura, mineração, desertificação e a urbanização.
A mineração se comparado os demais vetores degradantes do ecossistema, é
o que apresenta menor extensão em escala global, porém ao se limitar em
pequenas áreas pode acarretar no aumento da erosão e em problemas no regime
hidrológico. A atividade mineradora está associada à produção de áreas degradadas
por conseqüência da drástica alteração do solo promovidas pela remoção da
camada fértil superficial do solo, da compactação e da erosão (MARTINS, 2009).
Segundo o IBAMA (1990) ecossistemas degradados são aqueles que tiveram
a fauna e flora removidas, destruídas ou expulsas, havendo uma diminuição da
camada fértil do solo e na qualidade do sistema hídrico.
Assim sendo, o município de Santo Antônio de Pádua apresenta dois
problemas imediatos: o crescente processo da atividade mineradora e o avanço da
desertificação. O município localiza-se a 260 km da capital do Estado do Rio de
Janeiro, situando-se na região noroeste e fazendo limite com o Estado de Minas
Gerais. No município encontram-se dois alinhamentos serranos que abrigam jazidas
minerais e que ao longo das últimas décadas tem sido utilizada para extração e
beneficiamento de rochas (SILVA, 1999). Tal cadeia produtiva tem impulsionado um
aumento na economia da região, associada, porém, com o aumento dos problemas
ambientais decorrentes da mineração. Dentro deste panorama apresentado torna-se
necessário o levantamento dos impactos ambientais que esse tipo de atividade tem
produzido e as possíveis soluções mitigadoras, já que a região se encontra com
10
menos de 14% de sua cobertura original de floresta estacional semidecídua. Os
estudos de Silva & Margueron (2002) em Santo Antônio de Pádua contribuíram para
identificar vários problemas ambientais ocasionados pela exploração de rochas
ornamentais, sendo comum a alteração da paisagem, da atmosfera, dos recursos
hídricos, dos processos geológicos e geomorfológicos (erosão, voçorocas), e da
fauna e flora (desmatamentos).
Assim, a recuperação dessas áreas torna-se imprescindível para que a
natureza possa posteriormente promover o crescimento vegetal, que servirá de
habitat para animais e microrganismos, assim como para regular o fluxo de água no
ambiente (LARSSON & PIERCE, 1994).
Quando se pretende recuperar um ambiente degradado é essencial a
realização de pesquisas direcionadas a avaliação de indicadores ambientais, cujo
objetivo é estimar o grau de recuperação da flora e do solo. “Os indicadores são
atributos que medem ou refletem o status ambiental ou a condição de
sustentabilidade do ecossistema” (ARAÚJO & MONTEIRO, 2007, p.67). Entende-se
por indicadores ambientais os atributos que numericamente indiquem a real situação
do meio em termos de qualidade (MMA, 2005). Para tanto é necessário analisar
todos os atributos possíveis que indiquem o nível de qualidade ou degradação do
solo,
relacionando
os
aspectos
biológicos,
pedológicos,
climatológicos
e
geomorfológicos, que são fatores que influenciam a pedogênese (EMBRAPA, 1983).
O pH do solo está relacionado com a fertilidade, influenciando as propriedades
físicas e biológicas do solo (ANDRADE, 1998). Além disso, certas reações
bioquímicas somente ocorrem com um valor específico de pH, como por exemplo, a
taxa de decomposição da matéria orgânica. Portanto, o pH atua diretamente na
atividade microbiana e na formação de variados tipos de húmus que fornecem
nutrientes para a vegetação (DIXON & WEED, 1989; ALVARENGA, 1998).
A estrutura do solo também irá depender da atividade microbiana e da
decomposição da matéria orgânica. Nota-se, portanto, que tanto os indicadores
pedológicos, biológicos e climatológicos estão de certa forma conectada e interrelacionada.
A matéria orgânica do solo atua no restabelecimento vegetal e contribui para o
aumento da estabilidade de agregados do solo, melhorando a drenagem e a
aeração (LAVELLE, 1997). A comunidade microbiana é sustentada pela matéria
orgânica do solo, e estas promovem o processo de mineralização da matéria
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orgânica e a sua incorporação ao solo. Os microorganismos do solo estão
relacionados com o aspecto biológico da qualidade do solo, e estes são os principais
responsáveis pelo sistema de decomposição da matéria orgânica, contribuindo para
a respiração basal do solo (SILVA, 2006). A medição do fluxo de CO 2 na superfície
do solo é um método amplamente utilizado para se quantificar a taxa de respiração
do solo in situ. A respiração do solo é a oxidação da matéria orgânica, incluindo a
respiração de organismos do solo e raízes. A respiração do solo está associada às
condições de temperatura e umidade do solo, sendo, portanto dependentes da
variabilidade temporal e espacial destas variáveis conjuntamente com as
características pedológicas e microbiológicas do solo que resumidamente estão
associadas com as características da rizosfera local (LA SCALA et al. 2000).
O clima tropical caracterizado por intensa precipitação e elevadas temperaturas
acabam por intensificar os processos de intemperismo químico que em associação
com as atividades biológicas serão responsáveis pelas mudanças de pH, estrutura
do solo, profundidade, textura e entre outros elementos do solo. Portanto, o clima é
o elemento responsável por dar o ritmo aos processos bioquímicos dos
microorganismos do solo, ora oferecendo um ótimo ambiente as reações químicas
ora criando condições desfavoráveis a tais reações (ANDREOLA, COSTA &
OLSZEVSKI, 2000).
Os indicadores citados anteriormente podem ser considerados como critérios
de avaliação de sustentabilidade do solo, mas desde que sejam analisados
conjuntamente na tentativa de compreender a complexa dinâmica do processo de
recuperação florestal (LAL et al.1995).
Segundo a Ronquim (2010) é na rizosfera que se encontrarão os indicadores
que servirão para dar base aos estudos ambientais, uma vez que, a rizosfera é a
região do solo influenciada pelas raízes, com máxima atividade microbiana, sendo
importante para processos relacionados com a nutrição da planta, trocas de O 2 e
CO2 e gradientes de unidades do solo.
12
2.REVISÃO DE CONCEITOS
2.1 Fotossíntese e respiração
A Fotossíntese está muito ligada à respiração, ou seja, pode-se dizer que a
fotossíntese e a respiração são espelho uma da outra, e, de maneira geral, há um
balanço entre estes dois processos na biosfera. A fotossíntese é um processo que
consiste na redução da água e na redução de CO₂ para formar compostos orgânicos
como os carboidratos (Figura 1).
Figura 1. Esquema da movimentação de vários gases da atmosfera e do ar do solo
Fonte: (LEPSCH, 2011)
As ligações químicas entre carbono, oxigênio e hidrogênio na matéria
Fonte: (LEPSCH, 2011)
orgânica são formadas quando as plantas usam a energia do sol no processo de
fotossíntese. A respiração acontece quando a matéria orgânica é oxidada e
corresponde à reação da fotossíntese (Figura 2) na direção contrária. Durante a
oxidação, a energia química armazenada na matéria orgânica é liberada.
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Figura 2. Representação da fotossíntese
Fonte: (LINHARES & GEWANDSZNAJDER, 1998)
O CO2 produzido no solo é decorrente da respiração de raízes,
microrganismos, fauna do solo e pela oxidação química dos compostos de carbono.
Esse processo bioquímico é conhecido como respiração do solo, sendo que a
transferência do CO2 do solo para a atmosfera pode se considerada como efluxo ou
como foi utilizado por este estudo, por emissão de CO2 do solo.
Apesar de não existir nenhum método que separe a respiração das raízes da
respiração dos microrganismos sem alterar as medições, estima-se que de 30-80%
do efluxo de CO2 é proveniente da respiração das raízes (LA SCALA et al.2000).
A respiração do solo é um componente do balanço de CO₂ no ecossistema,
assim sendo, a emissão do CO₂ na atmosfera é regulado pelas atividades
microbiológicas e pela respiração das raízes. O carbono na forma de CO₂ é
movimentado pela dinâmica entre a atmosfera e o oceano e entre a atmosfera e o
continente, assim esta movimentação é um processo cíclico, sendo denominado de
ciclo global do carbono (Figura 3). A importância do carbono e de seus compostos é
indiscutível, pois este é o constituinte básico de toda a matéria viva, e é fundamental
na respiração, na fotossíntese e na regulação do clima.
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Figura 3. Ciclo global do carbono
Fonte: (MARTINS et al.2003)
Os fluxos globais de carbono em toneladas podem ser visualizados da figura
4, onde constatamos a importância da pedosfera (todos os solos) que contém duas
vezes mais carbono que a biosfera e atmosfera juntas.
Figura 4. Representação dos fluxos globais de carbono
Fonte: (LEPSCH, 2011)
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A participação de sumidouros de CO₂ como os oceanos e a fotossíntese de
plantas terrestres contribui para reter grandes quantidades de carbono. No que se
refere às florestas tropicais ainda não há um consenso sobre a participação ativa
desses ecossistemas no estoque de carbono do ar, uma vez que o CO₂ retorna a
atmosfera através da respiração do solo. Assim, os teores de carbono total na
atmosfera e da superfície terrestre, dependem de um equilíbrio entre processos de
imobilização (redução) e mineralização (oxidação) do carbono (MILLER, 1984;
HEINRICH & HERGT, 1990; SCHUMACHER, 1995).
Segundo Sotta et al. (2004) e Salimon et al.(2004) o fluxo de CO₂ do solo é
fortemente correlacionado com a temperatura do solo e com a umidade do solo.
Entretanto, outros fatores, tais como teor de nutrientes no solo, respiração das
raízes, processos microbióticos, matéria orgânica, aeração do solo, porosidade do
solo, disponibilidade de água e tipo vegetação podem interferir nas taxas de fluxo de
CO₂ do solo.
2.2 As influências da composição do solo e da sua atmosfera na respiração
O conjunto de solos de toda a Terra funciona como um arcabouço da vida nos
ecossistemas terrestres, tanto os nutrientes como a água, com algumas exceções,
são fornecidos pelo o solo, que funciona como um agente intermediador entre
litosfera, biosfera, hidrosfera e atmosfera (LEPSCH, 2011).
O solo é um recurso essencial para o completo funcionamento do
ecossistema, sendo estruturado através de elementos físicos, químicos e biológicos.
Neste sentido enquadram-se neste sistema a biota do solo, os minerais inorgânicos,
a matéria orgânica, as partículas e as frações de areia e os gases como o O₂, CO₂,
N₂ (DORAN et al.1996).
O solo é função da combinação do clima, organismos, material de origem e
tempo. O clima é um dos elementos essenciais para a determinação das
propriedades de uma grande maioria de solos (BIRKELAND, 1984).
De acordo com Lepsch (2011) os horizontes do solo são constituídos por
partículas minerais, materiais orgânicos, água e ar.
A matéria orgânica e as partículas minerais compõem a fase sólida de um
determinado horizonte. Maiores teores de matéria orgânica são encontrados em
16
horizontes mais superficiais, sendo que esta quantidade pode variar de acordo com
o tipo de solo.
A água e o ar ocupam os espaços porosos do solo. O oxigênio é consumido
pelos microrganismos e plantas, sendo, portanto, o teor deste gás no solo menor do
que o encontrado na atmosfera. Com CO₂ o oposto ocorre, havendo maior
concentração deste no solo do que na atmosfera devido a processos metabólicos
que ocorrem no interior do solo (REICHARDT & TIMM, 2012). A concentração em
volume de CO₂ encontrado na atmosfera é de cerca 0,03%, enquanto que no solo
esse valor é em média de oito a vinte vezes maiores (LEPSCH, 2011).
Suas
proporções podem variar rapidamente, a exemplo do que ocorre após uma chuva
intensa, onde a maioria dos poros estará preenchida com água, sendo, portanto,
mínima a quantidade de ar presente neste momento no solo. Algumas horas após a
chuva se a drenagem do terreno for boa, a água se infiltra e escoa em profundidade,
voltando o ar a ocupar uma porção dos poros.
O ar do solo é renovado pela difusão de gases entre ar que está em seu
interior com o da atmosfera, sendo que alguns elementos meteorológicos
influenciam neste processo, incluindo, portanto, a ação das chuvas, umidade e
ventos.
Segundo Kiehl (1979) o ambiente ideal de crescimento das plantas é quando
o ar e a água do solo ocupam volumes iguais nos espaços porosos do solo.
A quantidade de ar no solo é influenciada pelo conteúdo de água nele
presente, assim quando há um excesso prolongado de água a atividade dos
microrganismos e das raízes é afetada porque o consumo de oxigênio contido no
solo se extingue rapidamente, comprometendo, portanto o crescimento das plantas.
As características da superfície do solo como a textura, estrutura e
porosidade vão determinar como a umidade, a temperatura, o soluto e a
concentração de gás, influenciam a taxa e o regime de trocas gasosas.
2.2.1 Matéria orgânica do solo
A matéria orgânica do solo é a fração orgânica que inclui resíduos animais e
vegetais que sofreram decomposição, não sendo possível reconhecer a fonte desse
material pela extensão da decomposição que compreende resíduos microbianos e
húmus (CURI et al. 1993).
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O carbono é o principal constituinte da matéria orgânica, sendo que o seu
conteúdo no solo é regulado pela a entrada de material orgânico e a sua respectiva
perda por decomposição, erosão e lixiviação. A decomposição da matéria orgânica
do solo (MOS) é realizada por bactérias e fungos, sendo estes, os responsáveis por
controlar a disponibilidade de nutrientes e liberação ou acúmulo de carbono no solo
(SIX et al. 2006).
A MOS é fundamental para diversas funções do solo, sendo considerado um
indicador de qualidade do solo. Entre os seus efeitos no solo incluem-se o biológico,
onde há o aumento da fonte de energia e da atividade dos microrganismos, e o
físico, que atua na melhora da aeração, no aumento do pH e no aumento da
capacidade de retenção de água no solo (THENG et al.1989).
A matéria orgânica pode ser dividida em duas classes de compostos: material
não húmico (proteínas, carboidratos e lipídeos) e substâncias húmicas (ácido fúlvico,
húmico e humina). As substâncias húmicas constituem a maior fração da MOS (6070%), sendo consideradas como substâncias estruturalmente complexas e
heterogêneas constituídas predominantemente por carbono e oxigênio (KIEHL,
1979).
A decomposição da MOS está associada à presença de microorganismos no
solo e das características físicas e químicas do ambiente, que por sua vez
dependem do clima local. Durante a decomposição da MOS não humificada uma
proporção variável do carbono orgânico (60-80%) é revertido para atmosfera como
CO2. O restante do carbono não mineralizado sofre um lento processo de oxidação
até se estabilizar na forma de substâncias húmicas (SCHULZE et al.2000).
2.2.2 O pH do solo
O pH (potencial hidrogeniônico) indica a quantidade de íons hidrogênio (H+)
que existe no solo. Logo, conclui-se que um solo é ácido quando possui muitos íons
H+ e poucos íons cálcio (Ca2+), magnésio (Mg2+) e potássio (K+) adsorvidos em seu
complexo coloidal. O pH varia de 0 a 14, sendo o valor 7 considerado neutro. Os
valores acima de sete são considerados alcalinos e os abaixo são considerados
ácidos.
18
Para as plantas a faixa ideal de pH situa-se entre 6,0-6,5, que é a faixa onde
os
nutrientes
encontram-se
mais
disponíveis
as
raízes
das
plantas
(MALAVOLTA,1993).
O pH fornece indícios das condições químicas gerais do solo. Solos com
acidez elevada (baixos valores de pH) geralmente apresentam: pobreza em bases
(cálcio e magnésio principalmente); elevado teor de alumínio tóxico; excesso de
manganês e deficiência de alguns micronutrientes. Segundo Malavolta (1993) um
meio ácido é desfavorável a atividade microbiana do solo e conseqüentemente é
desfavorável a decomposição da MOS e a fixação do nitrogênio. Os valores mais
próximos a neutralidade são os que mais favorecem no aumento da velocidade da
decomposição da matéria orgânica.
2.3 Influências da temperatura do solo e do ar nas taxas de respiração do solo
A respiração do solo é um processo associado às condições de temperatura
do solo, assim como do ar, podendo apresentar variabilidades de acordo com a
sazonalidade (DAVIDSON et al. 2000). De acordo com Subke et al. (2003) a
respiração do solo é um indicador da atividade microbiana, sendo um processo
bioquímico que dependente da temperatura do ar e do solo.
Em climas tropicais as plantas atingem o ótimo da respiração e fotossíntese
líquida com 25⁰C. Se a temperatura se elevar mais os estômatos de muitas plantas
se fecham, sendo que a respiração continua acontecendo, porém sem haja a
fotossíntese, aumentando, portanto, o gasto dos produtos fotossintetizados
(PRIMAVESI, 2002). Quando se atinge a temperatura de 48⁰C o produto da
fotossíntese se torna nulo por ter sido gasto na respiração e assim se inicia a
decomposição de proteínas e produtos já metabolizados para manter a respiração,
sendo que quando o vegetal passa a gastar sua própria substância a murcha tornase permanente e a planta morre.
Segundo Primavesi (2002, p.34), “em temperaturas elevadas a aceleração da
respiração pode significar maior produção se a fotossíntese e a absorção de água e
nutrientes são capazes de acompanhá-la”.
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O sucesso do crescimento da planta está associado ao equilíbrio entre
fotossíntese e respiração, onde os efeitos benéficos da temperatura elevada estão
associados a:
● quantidade suficiente de água;
● quantidade suficiente de ar no solo;
● proteção por sombreamento do solo;
● quantidade suficiente de nutrientes.
A temperatura do solo também é importante e pode ser mantida em 24⁰C
cobrindo-o com cobertura morta ou por uma capa vegetal densa.
Na faixa de 50 cm de profundidade do solo as temperaturas do solo tendem a
se estabilizar, sendo que na faixa de até 30 cm ainda é comum encontrar fauna
edáfica que se mantêm da matéria orgânica e oxigênio. A elevação muito acentuada
da temperatura do solo é mortal para a maioria dos animais do solo, sendo estes,
portanto, dependente de certo grau de umidade e temperatura.
Segundo Puig (2008) a atividade microbiana aumenta com o aumento de
temperatura, sendo que a temperatura de 25°C é considerada a temperatura ideal
para a atividade microbiana. Mas em condições de temperatura e umidade extremas
a atividade microbiana pode diminuir resultando em um decréscimo nas taxas de
decomposição e, conseqüentemente, num aumento do acúmulo da serapilheira.
Em florestas tropicais e temperadas, o efluxo de CO2 é maior em florestas
sempre verdes que em florestas decíduas. As florestas tropicais úmidas apresentam
maior efluxo de CO2 porque a temperatura é sempre alta e a umidade quase sempre
é muito alta. Contudo, alguns autores afirmaram que nem sempre uma função
exponencial representa à melhor resposta do fluxo de CO 2 do solo à variação de
temperatura. Outros fatores, tais como teor de nutrientes no solo, respiração das
raízes, processos microbióticos, matéria orgânica, aeração do solo, porosidade do
solo, disponibilidade de água e tipo vegetação podem interferir nas taxas de fluxo de
CO2 do solo (RIDGE & FIRESTONE, 2005; CENCIANI et al.2009).
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2.4 Influências da umidade do solo nas taxas de respiração do solo
De acordo com os estudos de Howard & Howard (1993) as emissões de CO₂
apresentam significativa correlação com a umidade do solo, indicando que existe um
nível de umidade ideal para a emissão do CO₂, ocorrendo próximo a capacidade de
campo. A umidade do solo pode influenciar indiretamente o crescimento de plantas,
regendo o comportamento dos microorganismos do solo. Tanto o excesso quanto a
falta de água no solo podem inibir as atividades dos microorganismos, resultando
em deficiências de nitrogênio e outros elementos em forma disponíveis às raízes das
plantas (KIEHL, 1979).
Os estudos de Davidson et al.(2002) demonstraram que após um período de
chuva ocorre um aumento dos fluxos de CO₂ decorrente da expulsão dos gases pelo
preenchimentos dos poros por água, sendo que horas depois ocorre uma diminuição
do fluxo de CO₂ devido a atuação de uma capa protetora da água sobre o solo.
Conforme a água evapora ou se infiltra para o lençol freático os poros ficam livres,
restaurando paulatinamente os fluxos de CO₂.
2.5 Diferentes metodologias de avaliação da emissão de CO2
Segundo a revisão bibliográfica proposta por Costa et al. (2006) existem variados
métodos que estimam as emissões dos gases do efeito estufa. Entre os métodos de
avaliação in situ temos as câmaras de amostragem de ar que podem ser
subdivididas em:
 Abertas: há fluxo contínuo de ar;
 Fechadas: não há renovação de ar na câmara.
As câmaras fechadas são as mais comuns, sendo que o tempo de
amostragem não pode ser longo (geralmente até cinco minutos) para não haver
alterações de temperatura e pressão no interior da câmara (COSTA, 2006;
DENMEAD & RAUPACH, 1993 e TARAZONA, 2010). O material utilizado para a
construção das câmaras geralmente é o cloreto de polivinil (PVC), pois é durável,
favorece um menor aquecimento e é de baixo custo.
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As medições dos gases podem ser realizadas através dos seguintes métodos
a seguir:
Absorção Alcalina: Neste método o CO2 que se difunde do solo se acumula no
interior da câmara fechada, reagindo com a solução alcalina, contida em um
recipiente dentro da câmara, formando carbonato. O CO 2 que reagiu e formou
carbonato é posteriormente quantificado por titulação com ácido (HCl) (ANDERSON,
1982). A captura de CO2 em solução alcalina é o método mais antigo para estudo da
emissão de CO2 de solos (LUNDERGARDH, 1927), mas este já tem sido
questionado em termos de precisão quando comparados aos métodos de
cromatografia e análise por infravermelho.
Cromatografia Gasosa: O procedimento de coleta de gás para análise por
cromatografia gasosa geralmente é realizado com a utilização da câmara fechada,
onde se coletam várias amostras que são armazenadas em seringas ou frascos de
vidro. A quantificação por cromatografia exige a presença de detector adequado e
sensível o suficiente para o gás que se deseja analisar. A Cromatografia gasosa já é
uma técnica consolidada na avaliação dos gases do efeito estufa, oferecendo
praticidade, mas sendo de elevado custo.
Analisadores por infravermelho: Este método é baseado na capacidade em que
gases como o CO2, CH4 e o N2O tem de absorver a radiação eletromagnética na
faixa do infravermelho. A quantificação desses gases pode ser realizada em
laboratório, ou ainda in situ (HEDGE et al. 2003). O emprego mais comum de
detectores de infravermelho é para quantificação do fluxo de CO2. Em vários
trabalhos, a quantificação do fluxo de CO2 é realizada com analisadores automáticos
com detector de infravermelho (LA SCALLA et al. 2000), disponíveis no mercado. Os
analisadores automáticos de infravermelho comercial geralmente apresentam faixa
de detecção entre 0 a 3000ppm.
A aquisição de dados por estes aparelhos é rápida e precisa (DAVIDSON et
al. 2002), havendo porém a leitura exclusiva do CO2.
22
3. ÁREA DE ESTUDO
3.1 Localização
Santo Antônio de Pádua está localizado na região noroeste do Estado do Rio
de Janeiro (Figura 5), sendo banhado pelos rios Paraíba do Sul, Pomba e
Pirapetinga. Sua área territorial é de 603 km² e sua população aproximada é de
39.750 habitantes, de acordo com o censo da população pelo IBGE em 2010.
Figura 5. Localização do município de Santo Antônio de Pádua-RJ.
Fonte:
Fffff Ao longo do município de Santo Antônio de Pádua encontram-se cadeias
montanhosas que abrigam jazidas minerais e que ao longo das últimas décadas tem
sido utilizada para extração e beneficiamento de rochas (Figura 6). Tal cadeia
produtiva tem impulsionado o aumento na economia da região, gerando também o
aumento dos problemas ambientais decorrentes da atividade (BRANDÃO et al.
2013). As zonas rurais de Santo Antônio de Pádua são marcadas pela exploração de
rochas ornamentais nos afloramentos rochosos, sendo que para haver a extração é
23
necessário retirar toda a capa de solo e vegetação dos morros. Essa remoção de
material está correlacionada com problemas de erosão e fertilidade (Figura 7).
Nas pedreiras e serrarias ilegais os danos ao meio ambiente são maiores
devido à fiscalização insuficiente. Segundo Brum (2000) os efeitos da mineração
fazem sentir sobre o meio físico da região. São efeitos que afetam:
 Paisagem (desaparecimento de morros; aterros de depressões);
 O solo (remoção, decapagem e aterro);
 A vegetação (desflorestamento);
 Modificações da qualidade do ar;
 Alteração das condições microclimáticas com tendência de favorecer a
desertificação.
Figura 6. Vista panorâmica da pedreira Quatro Irmãos em Santo Antônio de Pádua-RJ.
Foto: Beatriz Triane
24
Figura 7. Impactos da mineração em Santo Antônio de Pádua-RJ (Mobilização e deposição de
material gerado pela mineração). Foto: Beatriz Triane.
O presente estudo está localizado mais especificamente na mineradora
Quatro Irmãos, onde foram escolhidas três áreas com características diferenciadas
(área desmatada, área reflorestada há 10 anos e área de reflorestamento atual) para
análise.
3.2 Perfil climatológico do Município de Santo Antônio de Pádua-RJ
O clima da região pela classificação de Köppen (1948) é o tropical com
estação seca durante o período de inverno (Aw) apresentando, portanto, um
prolongado período de estiagem e por precipitações que não ultrapassam os 50 mm
durantes os meses mais secos (maio a agosto).
De acordo com a figura 8, que representa a série histórica da precipitação e
temperatura do município de Santo Antônio de Pádua (1964-2004), a região
apresenta uma siginificativa estiagem durante os meses de inverno, não
ultrapassando neste período os 50 mm de chuva, indicando um período de défict
hídrico acentuado. A estação chuvosa compreende os meses de novembro a janeiro
(BRANDÃO et al. 2013). A precipitação média anual na região oscila entre 1001 a
25
1210 mm, com desvio padrão entre 47 e 72mm, respectivamente (ANDRÉ et al.
2008). Durante os meses de inveno é comum nessa região a ocorrência de
veranicos de inverno, ou seja, periodos de estiagens, acompanhados por calor
intenso (23⁰C a 35⁰C), forte insolação, e baixa umidade relativa em plena estação
fria. Estes podem durar por vários dias consecutivos (acima de 4 dias) e até mesmo
durante uma ou mais semanas.
Figura 8. Médias históricas de precipitação do município de Santo Antônio de Pádua-RJ
(1964-2004). Base de dados: Agência Nacional de Águas (ANA)
No que se refere as médias históricas de temperatura do município, constatase que a temperatura média durante todo ano situaram-se na faixa dos 19,6ºC e
26,5ºC.
3.2.1 Balanço hídrico de Santo Antônio de Pádua-RJ
A figura 10 possibilita identificar os períodos de deficiência ou excedente
hídrico em Santo Antônio de Pádua-RJ através do calculo do balanço hídrico
elaborado por Thornthwaite (1948).
Nele se verifica que a distribuição desuniforme das chuvas ocasiona a
ocorrência de um periodo de deficiência hídrica entorno de 8 meses (entre os meses
de fevereiro a setembro) e de excedente hídrico nos meses de dezembro a
26
janeiro.Durante a maior parte do ano a deficiência hídrica prevalece, sendo que no
mês de agosto ela alcança os -40 mm.
Figura 9. Deficiência, excedente, retirada e reposição hídrica ao longo do ano em Santo
Antônio de Pádua (1964-2004). Fonte: (BRANDÃO et al., 2013)
Assim sendo, pode-se constatar que nos meses de dezembro a janeiro
ocorre um excedente hídrico na região, contudo os meses posteriores são marcados
por deficiência e retirada de água do solo. O inverno é predominantemente seco,
havendo porém pouca retirada de água do solo devido a temperaturas mais amenas.
De outubro a dezembro ocorre a reposição de água no solo e durante os meses de
Fevereiro a Maio ocorre uma maior retirada desse recurso no solo.
De acordo com o critério de classificação climática de Thornthwaite (1948)
que se baseia na relação da P/ETP (Precipitação/Evapotranspiração), a região de
Santo Antônio de Pádua pode ser definida de acordo com a tabela 1 a seguir.
Tabela 1. Critérios de classificação climática de Thornthwaite (1948), baseado na relação
P/ETP.
MESES
JAN FEV MAR ABR
MAI
JUN
P/ETP
1,17
0,69
0,74
0,86
0,55
0,48 0,24
Classificação
R
S
S
S
S
ES
JUL
ES
AGO SET OUT NOV DEZ
0,33
0,70
0,76
1,44
1,39
ES
S
S
R
R
Legenda: meses secos (S), extremamente seco (ES) e regular (R).
Fonte: (BRANDÃO et al. 2013)
27
Na tabela pode-se constatar que de novembro a janeiro os meses são
regulares, porém durante a maior parte do ano os meses são secos. Destacam-se
como meses extremamente secos, junho, julho e agosto.
3.3 Cobertura Vegetal
Segundo Brasil et al. (2013) o município se encontra com menos de 14% de
sua cobertura original de floresta tropical estacionária e se apresenta em processo
de desertificação (Figura 10). Tal cenário é justificado pela devastação da Mata
Atlântica para a implantação da monocultura cafeeira no início do século XX, por
pastagens subaproveitadas e pelo atual desmatamento nos maciços montanhosos e
nas zonas dos alinhamentos serranos, onde há um bom potencial para produção de
rochas ornamental.
28
Figura 10. Os remanescentes de vegetação em Santo Antônio de Pádua ficam restritos a pequenas áreas no município, totalizando apenas 14% do território.
29
As matas remanescentes que cobrem algumas áreas da região são
constituídas, na maioria, por formações secundárias que se desenvolvem onde a
floresta foi derrubada (IBGE, 1977). Regionalmente, a vegetação é constituída de
campos predominantemente herbáceos, ocorrendo associações arbustivas e
subarbustivas, com árvores de pequeno e médio porte, constituindo os campos
sujos. (MARGUERON & SILVA, 2002)
A Floresta estacional semidecídua, ou seja, a floresta que perde as suas
folhas no período seco, apresenta-se segundo Cruz & Vicens (2007) um percentual
de apenas 4,19% atualmente, quando esta ocupava em média 37% da área sobre
domínio da Mata Atlântica. Numa tentativa de auto-regular seu balanço hídrico as
árvores perdem as suas folhas no período seco, recobrindo-se novamente com
folhas na estação chuvosa. O tempo de decidualidade pode variar de acordo com os
níveis de temperatura máxima e da duração da seca.
3.4 Geomorfologia e Pedologia de Santo Antônio de Pádua-RJ
O norte e o noroeste fluminense apresentam relevo colinoso seccionado por
alinhamentos serranos de direção estrutural WSW-ENE.
Segundo Dantas et al. (2001) as planícies fluviais próximo aos fundos de vale
do rio Pomba, Muriaé e Itabapoana apresentam solos Gleissolos e Planossolos
eutróficos, sendo solos considerados de boa fertilidade natural. Algumas várzeas do
baixo curso do rio Pomba, entretanto, apresentam Neossolos Flúvicos salinos que
não são favoráveis a agricultura.
A maior parte da região é dominada por colinas e morros baixos,
apresentando em geral Argissolos Vermelho-Amarelo e Vermelho eutrófico. Tais
solos apresentam moderada fertilidade, mas devido à deficiência hídrica da região a
agricultura passa a encontrar alguns empecilhos para sua instalação.
30
4. METODOLOGIA
4.1 Metodologia de aferição dos fluxos de CO₂ do solo
Segundo Costa et al. (2006), Tarazona (2010) e Zanchi et al. (2002) existem
variadas metodologias de avaliação dos fluxos de CO₂ no sistema solo-atmosfera,
sendo que as análises de gás por infravermelho são as mais precisas e sensíveis
em relação aos outros métodos existentes.
A metodologia aplicada neste estudo se baseou na proposta da câmara
fechada elaborada por Neu (2009) associada com a utilização do sensor por
infravermelho que tem se mostrado o mais eficiente para análises in situ (LA SCALA
et al. 2000).
A medição do fluxo de CO₂ do solo foi realizada através de uma câmara
constituída por um anel e uma tampa de cloreto de polivinil (PVC), acoplado a um
medidor de CO₂ portátil ITMCO2-535, com faixa de medição de 0 a 9999ppm e com
resolução de 1ppm. Este aparelho utiliza raio infravermelho não dispersivo que
garante confiabilidade e maior estabilidade nas medições, fazendo medições de
nível de CO₂, temperatura e umidade no interior da câmara por 5 minutos (Figura
11).
Figura 11. Representação esquemática do medidor de CO₂
31
Como forma de vedação da câmara utilizou-se uma borracha de vedação na
área de contato entre a tampa com o anel. A parte superior da câmara foi revestida
com fita aluminizada para impedir o superaquecimento da câmara através da
reflexão da luz.
Cada câmara foi acoplada a 2 cm de profundidade do solo em dia anterior as
amostragens para evitar subestimar os fluxos de CO₂. Cada anel também foi bem
encaixado no solo para evitar perdas de gás pela parte inferior da câmara (Figuras
12 e 13).
Figura 12. Medidor de CO₂ em detalhes
Figura 13. Medidor de CO₂ em funcionamento
32
Os dados referentes ao CO₂, temperatura e umidade no interior da câmara
foram visualizados em campo através de um software que retrata a medição feita
pelo equipamento em forma gráfica com data e hora (Figura 14).
Figura 14. Software Handheld Meter`s em funcionamento acoplado ao medidor de CO₂
Os valores de CO₂ posteriormente foram convertidos em mol CO2 m-2 s-1
através da seguinte fórmula abaixo:
R = ΔCO₂ x V
A x 0, 0224
Onde:
R= Respiração/fluxo (μmol CO2 m-2 s-1 )
ΔCO₂= Variação do CO₂ (ppm/s)
V= Volume da câmara (mᵌ)
A= Área de terra coberta pela câmara (m²)
0,0224= constante relacionada ao volume que o ar ocupa (mᵌ)
Equação 1
33
O volume da câmara e da cobertura horizontal foram mensuradas e obtiveram
os respectivos valores: 4768,8 cm³ e 1271,7 cm².
Três áreas com usos de solo diferenciados foram selecionadas para este
estudo, sendo estas: área reflorestada há 10 anos (A-1); área desmatada (A-2); e
área de reflorestamento atual (A-3) (Figuras 15 e 16). Todos os experimentos foram
realizados nessas áreas com três repetições em cada setor para cada parâmetro
analisado. Anterior a cada medição dos dias de análise deste estudo realizou-se a
calibração do aparelho de CO2 a céu aberto na faixa dos 400ppm. As coletas foram
realizadas pela manhã, se iniciando as oito e não ultrapassando o meio dia afim de
não haver muitas alterações devido ao aumento da radiação.
Figura 15. Representação esquemática do posicionamento dos experimentos
Os dados analisados neste estudo são provenientes de medições realizadas
durante o período de jan/2013 a out/2013 no âmbito do projeto de Recuperação e
reabilitação de áreas degradadas por mineração na zona rural de Santo Antônio de
Pádua-RJ. As medições em campo foram realizadas sazonalmente nos meses
representativos de cada estação (Janeiro, Abril, Julho e Outubro de 2013).
34
Figura 16. Mapa de pontos de monitoramento de CO₂
35
Com relação aos tratamentos estatísticos realizados utilizou-se o
Programa Assistat versão 7.7 para a realização de análise de variânciaANOVA e de estatística descritiva. Os gráficos foram elaborados no programa
gráfico Chart Tool e em Excel.
A fim de compreender as especificidades de cada ambiente torna-se
necessário o detalhamento dos pontos de monitoramento, onde verifica-se que:
 A-1: Representa uma área reflorestada há dez anos conforme
informações dos mineradores locais. Neste local não há uma grande
variedade de espécies arbóreas, sendo comuns aberturas no dossel
que possibilitam a incidência de radiação solar em alguns pontos. O
solo se apresenta bastante adensado e com presença de raízes
superficiais. Neste ambiente verifica-se a suavização das temperaturas
em relação aos outros setores analisados. O conteúdo de serapilheira e
matéria orgânica são maiores quando comparado aos outros ambientes
selecionados.
 A-2: Representa uma área a priori sem cobertura vegetal. Nos trabalhos
de campo realizados em Abril já se verificou o surgimento de algumas
mudas neste local, indicando que pode haver um possível estoque de
sementes enterrado. Outra possibilidade é de que as aves que são
numerosas nesse ambiente possam estar fazendo a dispersão de
sementes. A-2 é uma área em que o solo foi revolvido por várias vezes,
gerando assim um solo mais friável e poroso do que as outras áreas.
Esta área está localizada em topo de morro e está submetida à
incidência direta do sol, apresentando consequentemente maiores
temperaturas e menores teores de umidade.
A-3:
É
o
local
onde
prioritariamente
está
se
realizando
o
reflorestamento atual. A-3 é uma área mista porque se encontra no
limite com A-1. Próximo a A-1 a área três apresenta maior
sombreamento devido à presença de árvores próximas. Conforme se
desloca na direção oposta, mais a área se torna exposta aos raios
solares. O solo se apresenta adensado com alguns afloramentos de
rocha no centro desse setor. Com relação aos conteúdos de
serapilheira e matéria orgânica esta área apresenta teores maiores que
36
A-2, porém menores que A-1. Este ambiente se localiza em área mais
plana e é favorecida com mais umidade por ser um fundo de vale.
Na figura 17 observam-se os pontos de monitoramento de emissão de
CO₂ conforme as diferentes paisagens da mineradora Quatro Irmãos.
Figura 17.Pontos de monitoramento de emissão de CO₂
Em paralelo as análises de CO₂ foram obtidos dados de temperatura do
solo através de um termômetro digital tipo espeto (Figura 18), cravado a 2 cm
de profundidade do solo.
Figura 18.Termômetro digital
37
Também foram realizadas medições de pH através da metodologia da
EMBRAPA (1997) que realiza a aferição por meio de eletrodo imerso em
suspensão solo: líquido (água e KCl) e do carbono orgânico que também segue
as orientações da EMBRAPA (1997).
Os dados de umidade volumétrica do solo foram obtidos com o aparelho
da Decagon Em50 ECH2O logger (Figuras 19 e 20), sendo visualizados através
de um software próprio (Figura 21).
Figura 19. Em50 ECH2O Logger
Figura 20. Medidor de umidade volumétrica
em funcionamento
Figura 21. Software do aparelho Em50 ECH2O LOGGER.
38
4.2 Dados Meteorológicos
Para analisar os dados de temperatura, precipitação e umidade relativa
do ar na região em estudo foi utilizada uma estação meteorológica automática
da Squitter do Brasil, Modelo ISIS-S1220 e uma estação portátil da Squitter do
Brasil, Modelo: S1615 (sendo esta utilizada em A-1). A figura 22 demonstra a
localização de todas as estações utilizadas neste estudo.
Figura 22. Mapa de localização das estações meteorológicas
O intervalo de coleta foi programado para 30 minutos, sendo transferidos
para um microcomputador a cada trinta dias. As figuras 23 e 24 demonstram
em detalhes a estação automática fixa utilizada e instalada desde julho de
2012.
39
Figura 23. Instalação da estação meteorológica em Santo Antônio de Pádua-RJ
Figura 24. Estação meteorológica
Buscando validar os dados da estação meteorológica fixa, durante os
experimentos em campo, instalou-se ao lado da estação automática uma
estação portátil da Squitter do Brasil, Modelo: S1615 para correlacionar os
dados entre ambas. Os resultados obtiveram uma correlação forte de r =0,98,
indicando que as mesmas possuíam dados equivalentes e estavam calibradas.
40
Neste estudo foi utilizado um registrador de umidade e temperatura da
Squitter do Brasil, Modelo: S1615 para analisar as variabilidades de
temperatura e umidade em A-1 comparando-a com a estação de referência fixa
em área descampada. Este sensor foi abrigado em uma câmara de PVC e
acoplado ao solo através de um cabo de madeira de 1,5m.
O sensor foi colocado na área experimental A-1 (Figura 25). A instalação
deste sensor em local distinto em termos de cobertura vegetal tem como
objetivo averiguar as tendências e as modificações dos elementos climáticos
na área experimental com a estação fixa de referência e na área reflorestada.
Figura 25. Estação portátil em área reflorestada: A-1
41
5. RESULTADOS
5.1 Perfil climatológico de Santo Antônio de Pádua em 2013
Durante o ano de 2013 foi monitorado os parâmetros de umidade,
precipitação e temperatura no município de Santo Antônio de Pádua. De
acordo com a figura 26 observamos que os meses de maio, agosto e setembro
se assemelharam com a série histórica de precipitação do município, sendo
que os meses de março e dezembro apresentaram um total maior de
precipitação do que a verificada na série história. Tal fato esteve associado de
acordo com o Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) com a passagem de
uma forte Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS) atuando sobre a
região sudeste e principalmente sobre região noroeste do estado a partir do dia
27 de março de 2013, gerando para os dias de atuação da ZCAS um total de
95,2mm, ou seja, este fenômeno foi o responsável por dobrar os valores de
chuva para o referido mês, ultrapassando, portanto a série histórica. Durante
dezembro de 2013 houve a passagem de uma Zona de Convergência de
Umidade (ZCOU), marcando metade do mês de dezembro com intensas
precipitações em todo o sudeste brasileiro. A permanência desse sistema por
mais de quinze dias proporcionou um incremento nos valores de precipitação
proporcionando valores acima das médias históricas. Os meses de janeiro,
fevereiro, abril, junho, julho, outubro e novembro com relação aos dados
históricos de precipitação apresentaram menores totais pluviométricos.
Figura 26.Gráfico de Precipitação em Santo Antônio de Pádua (2013) e (1964-2004)
42
De acordo com a figura 27 que representa um comparativo entre as
temperaturas médias de 2013 com as da série histórica visualiza-se que há
uma distribuição quase homogênea das temperaturas, havendo apenas uma
ligeira diminuição das temperaturas entre março e maio e entre agosto e
dezembro de 2013.
Figura 27.Gráfico de Temperatura média em Santo Antônio de Pádua (2013) e (1964-2004)
Na figura 28 observa-se que a umidade relativa média do ar oscilou de
72% a 83%, tendo seus menores índices de janeiro a fevereiro e de agosto a
outubro. Os maiores índices ocorreram entre os meses de março a junho e de
dezembro. A umidade média mensal de 83 % para dezembro é justificada pela
permanência da ZCOU por mais de 15 dias no referido mês. Com exceção do
mês de dezembro, os menores valores de umidade relativa coincidem com as
maiores temperaturas médias e vice versa já que a umidade é inversamente
proporcional a temperatura.
43
Figura 28. Gráfico de umidade relativa do ar média x temperatura média (2013)
A figura 29 demonstra o extrato do balanço hídrico durante o ano de
2013, onde constata-se uma deficiência hídrica em nove meses
do ano.
Marcando o período reposição de água no solo estão os meses de março,
novembro e dezembro, sendo que em março e em dezembro houve um
excedente hídrico. Em janeiro e de abril a outubro houve uma retirada de água
no solo,variando de intensidade de acordo com os meses.
Figura 29. Extrato do balanço hídrico climatológico de 2013
44
De acordo com a figura 30 pode-se visualizar os índices de
evapotranspiração potencial (ETP) e de precipitação, onde é possível destacar
que as taxas de ETP superam as precipitações pluviométricas durante a maior
parte do ano com exceção do mês de março,novembro e dezembro onde os
períodos de chuvas superam as demandas evapotranspirativas.
Figura 30. Balanço hídrico normal mensal (2013)
5.2 Variabilidade da temperatura e da umidade do ar em ambiente florestal
Visando analisar a variabilidade da temperatura e da umidade do ar em
A-1 comparando-a com a estação fixa em área descampada é que se realizou
este sucinto estudo microclimático. Através figura 31 observamos que a
umidade do ar da estação florestal entre os dia 05 e 06 de janeiro foi maior no
período de 07:00 as 17:00 horas. Às seis horas da manhã a umidade nas duas
estações se igualaram. Tais resultados estão associados às variações de
temperatura ao longo do dia, onde constata-se pela figura 32 que as
temperaturas da estação de referência fixa caíram muito mais que as
temperaturas da estação florestal, proporcionando um aumento da umidade no
período das 18:00 até as 06:00 horas na estação de referência uma vez que a
umidade é inversamente proporcional a temperatura.
45
Figura 31. Análise comparativa da umidade em ambientes diferenciados entre os dias 05
e 06 de janeiro de 2013.
Figura 32. Análise comparativa das temperaturas em ambientes diferenciados entre os
dias 05 e 06 de janeiro de 2013.
Observa-se pela figura 32 que as temperaturas durante à noite
permaneceram acima dos 20°C, variando mais acentuadamente a partir das
07:00 até as 18:00. Durante o dia as temperaturas são mais elevadas na
estação de referência porque esta recebe diretamente a incidência dos raios
solares, fato que não ocorre na estação portátil em área florestal em virtude do
bloqueio gerado pelo dossel da árvores nesse ambiente. A partir das 18:00 até
as 06:00 da manhã a temperatura se torna mais elevada na área florestal
devido a sua propriedade de absorver e liberar calor de forma lenta. É esta
característica que contribui para manter a umidade relativa e a temperatura
46
com baixa amplitude, ou seja, durante a manhã a temperatura não é tão
elevada e durante a noite a temperatura não sofre uma grande redução.
Durante o inverno pode-se observar pela figura 33 que a umidade
relativa é maior durante este período se comparado ao verão, sendo tal fato
justificado pelas menores temperaturas médias da estação.
Figura 33. Análise comparativa da umidade em ambientes diferenciados entre os dias 31
de julho e 01 de agosto de 2013
A temperatura média durante este período é mais amena (Figura 34),
havendo, porém, uma queda mais brusca da temperatura durante a
madrugada, podendo chegar aos 10°C. A temperatura da área florestal é
menor durante a manhã e tarde e maior durante a noite e a madrugada quando
comparado com a estação de referência.
Figura 34. Análise comparativa da temperatura em ambientes diferenciados entre os dias
31 de julho e 01 de agosto de 2013.
47
Os mesmos padrões de oscilação da temperatura e da umidade foram
encontrados no verão e no inverno, havendo apenas uma redução da
temperatura e um aumento da umidade durante o inverno e uma diminuição da
umidade associada a elevadas temperaturas durante o verão.
No que se refere ao clima do solo, as temperaturas do solo na área
florestal tendem a ser menores que nas áreas em aberto (Tabela 2). Durante o
verão a amplitude é maior entre esses dois ambientes, podendo haver um
incremento de temperatura do solo acima de 4°C nas áreas descampadas.
Durante o inverno a amplitude térmica é menor, sendo que ainda se observa
uma menor temperatura do solo na área florestal.
Tabela 2. Temperatura do solo de acordo com as diferentes áreas (09:00-10:00 horas)
A diferença de temperatura do solo nesses ambientes é decorrente da
capa protetora que a serapilheira exerce, contribuindo para manter um
microclima do solo florestal completamente diverso do microclima de um solo
nu, fora da floresta. O dossel das árvores também contribui para reter parte da
radiação solar, refletindo-a de volta para o céu aberto, ou sendo parcialmente
absorvida pelas copas e, posteriormente, transmitida para o interior da floresta
na forma de ondas longas.
Os estudos de Pezzopane (2001) demonstraram o efeito atenuante das
florestas nos valores máximos e mínimos da temperatura do ar e umidade
relativa nas diferentes estações do ano, fato este que corrobora com as
informações alcançadas na análise microclimática desse estudo, embora sendo
realizada em um curto período de tempo. Análises mais aprofundadas dessas
variações demandam mais tempo de análise, mas para os fins que se destinam
48
estas avaliações, os resultados foram relevantes para compreensão do
funcionamento dos complexos ambientes abordados.
5.3 Caracterização climática dos meses de monitoramento
 Janeiro
O mês de janeiro foi marcado por uma ligeira deficiência hídrica, já que
precipitou menos (150 mm) do que o previsto de acordo com a série histórica
(180 mm). A umidade relativa desse período foi de 73% e a temperatura média
foi de 26,4°C.
 Abril-Maio
Os meses de abril-maio foram marcados por uma deficiência e retirada
de água do solo, sobretudo em abril. O total precipitado chegou a 50 mm em
cada mês e as temperaturas caíram neste período para 22,8°C e 20,6°C
respectivamente. Neste período a umidade relativa se elevou e chegou a
valores de 79% a 80% respectivamente.
 Julho-Agosto
As precipitações entre julho e agosto foram respectivamente 9,8 mm e
28 mm, sendo esta reduzida precipitação a responsável por uma deficiência
hídrica de quase -30 mm. As temperaturas neste período foram as mais baixas
do ano (20°C e 20,4°C respectivamente). A umidade em julho ficou em 73% e
em agosto com 76%.
 Outubro
O mês de outubro foi marcado por uma deficiência hídrica de -50 mm e
por temperaturas de até 23,1°C. Para este período a umidade foi de 73% e o
total precipitado foi menos da metade do previsto para este mês (51,3 mm).
Os meses de monitoramento de maneira geral foram marcados por déficit
hídrico, mas a análise dos dias de chuva anteriores ou no momento das coletas
49
de CO2 será realizada no tópico 7.2 junto com as análises de umidade do solo
e do ar.
5.4 Variabilidade temporal do efluxo de CO2 do solo
As análises das emissões de CO2 foram realizadas nos meses
representativos de cada estação do ano (janeiro, abril-maio, julho-agosto e
outubro) com o objetivo determinar variações sazonais. Os gráficos a seguir
representam o fluxo de CO2 (ppm) durante os cinco minutos de monitoramento
durante os dias de análise do ano de 2013.
Verifica-se em A-1 (Figura 35) que os pontos de partida das medições
de CO2 situam-se na faixa entre 400-450ppm, sendo que os maiores níveis
(560ppm) do mesmo foram encontrados no verão nos dia 04 e 05 de janeiro.
Conforme houve as mudanças das estações do ano os níveis de CO 2 até o
inverno foram decaindo neste ambiente e não ultrapassaram os 480ppm.
A figura 36 mostra que A-2 manteve os pontos de partida de CO2
inferiores a 450ppm, chegando a um máximo de 530ppm no dia 05 de janeiro.
Neste ambiente ainda é possível verificar a influência da sazonalidade nos
níveis de CO2, mas ao se analisar a figura 37, que representa A-3, verificamos
que os fluxos são mais dispersos quando comparado aos outros ambientes. Os
pontos de partida do CO2 em A-3 também se apresentam dispersos uns dos
outros. O mais baixo índice de CO2 foi registrado nesta área e não ultrapassou
no dia 01 de maio 390ppm.
Os gráficos que se seguem permitem apenas visualizar a variação do
CO2 na atmosfera do solo, permitindo identificar a linearidade dos fluxos e os
respectivos pontos de início e término das análises.
Com o objetivo de identificar os reais fluxos de CO 2 em todos os
ambientes analisados, na próxima seção, optou-se por transformar a unidade
de medida do CO2 (ppm) em (mol CO2 m-2 s-1 ) que considera o volume da
câmara e a variação do CO2 pelo tempo.
50
Figura 35. Variabilidade temporal do CO2 (ppm/min) por dia de amostragem em A-1.
Figura 36.Variabilidade temporal do CO2 (ppm/min) por dia de amostragem em A-2.
Figura 37. Variabilidade temporal do CO2 (ppm/min) por dia de amostragem em A-3.
51
5.5 Avaliação sazonal da emissão de CO₂ por ponto de monitoramento
Na figura 38 observa-se que A-1 (C1; C2 e C3) e A-2 (C4; C5 e C6)
apresentaram uma distribuição homogênea de CO2 durante os dois dias
analisados, sendo que somente A-3 (C7; C8 e C9) apresentou um fluxo mais
discrepante em relação aos outros, principalmente no que se refere ao C8.
Durante o verão os níveis de CO2 foram os mais elevados chegando ao
índice de 0,8 mol CO2 m-2 s-1 no C8 e 0,7mol CO2 m-2 s-1 no C6. No outono
(Figura 39), porém, os fluxos de CO2 decaíram e não ultrapassaram 0,5 mol
CO2 m-2 s-1.
Na figura 40 que representa o inverno notamos que houve uma
acentuada redução do CO2 que não ultrapassou os 0,3 mol CO2 m-2 s-1. Este
período, porém, foi o que apresentou maior homogeneização dos dados por
ponto e por área de monitoramento.
A figura 41 representa a primavera, onde se pode constatar que os
níveis de CO2 começam a ser restaurados nesta estação, apresentando níveis
um pouco maiores do que foram registrados no outono.
Observando os quatro gráficos concluímos que há uma variação diária
em alguns pontos de monitoramento do CO2, podendo esta situação estar
relacionada a outros fatores, como o atmosférico, o biológico e o pedológico
das respectivas áreas de amostragem.
52
Figura 38. Efluxo de CO2 (mol CO2 m s ) por cilindro de monitoramento durante o verão.
-2
-1
Figura 39. Efluxo de CO2 (mol CO2 m s ) por cilindro de monitoramento durante o outono.
-2
-1
53
Figura 40. Efluxo de CO2 (mol CO2 m s ) por cilindro de monitoramento durante o inverno.
-2
-2
-1
-1
Figura 41.Efluxo de CO2 (µmol CO2 m s )) por cilindro de monitoramento durante a primavera.
Evidencia-se a influência das quatro estações do ano nas emissões de
CO2, pois observamos um declínio das emissões durante o outono e, sobretudo
durante o inverno em todas as áreas e em todos os pontos de amostragem e o
seu respectivo aumento durante o verão e a primavera.
A justificativa dada para as menores emissões de CO 2 do solo durante o
inverno estaria associada à redução da atividade biológica dos microrganismos
em decorrência da diminuição da temperatura do solo neste período, em
54
contrapartida, no verão, as altas temperaturas e a umidade mais elevada
estariam associadas à maior atividade destes, que consequentemente
produziriam mais CO2 (SOTTA et al. 2004; LA SCALA et al. 2005; EPRON et
al.2006).
Dados semelhantes a estes foram encontrados nos estudos de Zanchi
(2002) que também encontrou um declínio das emissões de CO 2 durante o
inverno (estação seca) na floresta de Rondônia, concluindo em seus estudos
que a emissão do CO2 para a atmosfera possui uma forte relação sazonal.
Outros estudos como os realizados por Sotta et al. (2004) e Davidson et al.
(2000) também indicam a forte influência sazonal dos fluxos de CO 2 para a
atmosfera com tendência de que os valores máximos ocorram no verão,
mínimos no inverno e valores intermediários na primavera e outono (IQBAL et
al. 2009).
Convém destacar que A-1 e A-3 apesar de lançarem grandes
quantidades de CO2 para atmosfera são também responsáveis por retirar
através da fotossíntese grandes quantidades deste mesmo subproduto,
havendo, portanto certo equilíbrio entre a remoção e a emissão do gás na
atmosfera nestes ambientes. A área desmatada, porém, contribui mais para as
emissões de CO2 do que para sua remoção.
De acordo com as tabela 3 podemos verificar a correlação das emissões
de CO2 entre os dois dias de monitoramento por área. Observa-se para todas
as áreas que houve uma correlação entre o primeiro e o segundo dia de
monitoramento, sendo que tanto em A-1 como em A-2 houve uma correlação
significativa a 5% e em A-3 a correlação fora maior representando uma
significância de 1% de probabilidade. Estes dados demonstram que em A-3 a
correlação entre os dois dias de monitoramento realizados sazonalmente foram
mais homogêneos que as outras áreas.
Tabela 3. Correlação entre os dias de monitoramento por área
** significativo ao nível de 1% de probabilidade (p < .01)
* significativo ao nível de 5% de probabilidade (.01 =< p < .05) ns não significativo (>= .05)
55
No que se refere à correlação entre as áreas no total anual somente
houve uma correlação significativa a 5% entre A-1 e A-2, havendo entre as
demais áreas uma correlação insignificante (tabela 4).
Tabela 4. Correlação entre as áreas de monitoramento
** significativo ao nível de 1% de probabilidade (p < .01)
* significativo ao nível de 5% de probabilidade (.01 =< p < .05) ns não significativo (>= .05)
Estes dados demonstram que pode haver diferenças significativas da
emissão de CO2 entre áreas próximas, mas com características distintas,
dificultando, portanto, a aplicação de modelos globais de emissão de CO2.
De acordo com a tabela 5 que representa a estatística descritiva dos
dados sazonalmente visualiza-se uma moda e uma mediana semelhante entre
o outono, inverno e primavera (0,2 -0,3 mol CO2 m-2 s-1). As maiores médias
foram respectivamente alcançadas no verão (0,46 mol CO2 m-2 s-1) e na
primavera (0,30 mol CO2 m-2 s-1). Em termos totais a média amostral foi de
0,30 mol CO2 m-2 s-1, sendo que a mediana e a moda alcançaram os valores
de 0,3 mol CO2 m-2 s-1 e 0,2 mol CO2 m-2 s-1, respectivamente. O menor
desvio padrão foi encontrado durante o inverno (0,07mol CO2 m-2 s-1) e o
maior durante o verão (0,18mol CO2 m-2 s-1).
Tabela 5. Estatística descritiva sazonal e total
A estatística descritiva por cilindro pode ser observada através tabela 6,
onde constatamos que A-1 (C1, C2 e C3) apresenta médias e desvios
56
próximos. Em A-2 (C4, C5 e C6) as médias oscilaram de 0,31 mol CO2 m-2 s-1
a 0,40 mol CO2 m-2 s-1, sendo o cilindro C6 o que mais emitiu CO2 entre todos
os cilindros. A-3 apresenta os menores valores médios de emissão, oscilando
de 0,15 mol CO2 m-2 s-1 a 0,25 mol CO2 m-2 s-1. O cilindro oito C8 foi o que
apresentou maior desvio padrão e o C9 foi o que apresentou menor emissão
de CO2 e menor desvio.
Tabela 6. Estatística descritiva por cilindro
Tanto a área reflorestada de dez anos quanto a área desmatada
emitiram valores aproximados de CO2, adquirindo na soma dos três cilindros os
valores de 1,05 mol CO2 m-2 s-1 para A-1 e 1,04 mol CO2 m-2 s-1 para A-2,
sendo que A-2 contribuiu mais para as emissões, não havendo tanto sequestro
do mesmo para formação das estruturas da vegetação, mas podendo haver um
sequestro da vegetação de A-1 através da fotossíntese. O somatório de A-3
ficou na faixa dos 0,62 mol CO2 m-2 s-1.
Em termos de frequência relativa (%) dos fluxos de CO2, estes se
situaram na faixa entre 0,1mol CO2 m-2s-1 a 0,7mol CO2 m-2s-1 representando
91,3% das análises o efluxo de CO2. Em 46,5% houve a variação entre as
faixas de 0,2 mol CO2 m-2 s-1 a 0,4 mol CO2 m-2 s-1.
57
5.6 Análises físico-química dos solos por ponto de monitoramento
5.7 Granulometria
De acordo com a metodologia da EMBRAPA (1997) que se baseia se na
velocidade de queda das partículas que compõem o solo em dispersante
químico (calgon) estimou-se para as áreas estudadas a granulometria dos
solos. Verifica-se através da Tabela 7 que a textura dos solos varia de média a
argilosa, sendo esta última verificada somente em C4, C5, C6 e C8. Os solos
de textura média apresentam certo equilíbrio entre os teores de areia, silte e
argila e os solos argilosos os teores de argila superiores a 35%.
Tabela 7. Análise Granulométrica
5.8 Densidade aparente e porosidade total
Também de acordo com a metodologia da EMBRAPA (1997) estimou-se
através do anel de Kopecky a densidade aparente dos solos. O volume total de
cada amostra corresponde a 100cm3, sendo necessárias duas coletas para
completar o referido volume, já que o anel possui um volume de 50cm 3.
As amostras de densidade aparente foram realizadas somente nas
áreas A-1 e A-2, não sendo possível coletar amostra de A-3 por causa do seu
material muito friável.
A porosidade foi calculada através dos resultados da densidade real e
aparente dos solos, apresentando os seguintes resultados de acordo com a
tabela 8.
58
Tabela 8. Densidade aparente e porosidade total
Nota-se que em A-3 a densidade dos solos é superior ao de A-1, sendo
tal resultado também associado ao percentual da porosidade dos solos, que se
apresenta com 52,4% em A-1, que é a área reflorestada há dez anos, e com
41,8% em A-3, que é a área em processo de recuperação.
Podemos inferir que quando um solo apresenta uma densidade aparente
elevada, a sua estrutura também foi afetada. Isto implica em redução da
porosidade, que por sua vez influencia a infiltração de água (ALVES et
al.2007). A consequente redução da porosidade nos horizontes superficiais dos
solos potencializa o escoamento superficial, dificultam a infiltração de água e
aumentam a remoção de partículas, explicando por isso o forte processo
erosivo no município (COSTA, 2013).
Os dados de densidade aparente e porosidade total corroboram com os
dados de emissão de CO2, pois as emissões durante todo o período analisado
foram superiores em A-1 e A-2 se comparados com A-3, área onde se verifica
maior densidade e menor porosidade, ou seja, em A-3 existe menos espaços
sendo ocupados por ar, sendo este oxigênio ou dióxido de carbono. Atributos
do solo relacionados a estrutura e a porosidade, têm sido citados de acordo
com Epron et al. (2006) como controladores dos padrões de variabilidade
espacial da emissão de CO2 do solo. Dessa forma, considerando apenas as
propriedades físicas, quanto mais aerado for o solo, mais facilmente as
moléculas de CO2 se deslocam das camadas inferiores e maior será a emissão
de CO2 do solo para a atmosfera (MARTIN & BOLSTAD, 2009). Outros
trabalhos relatam que a compactação do solo pode influenciar no efluxo de
CO2. Shestak & Busse (2005) e Yoo & Wander (2006) relataram que casos
severos de compactação promoveram redução no efluxo de CO 2, influenciado
pela redução da difusividade dos gases.
59
5.9 pH, Carbono Orgânico e Matéria orgânica do solo
As análise de pH, Carbono Orgânico e Matéria orgânica foram
realizadas no LAGEFIS- Laboratório de Geografia Física-UERJ,seguindo as
metodologias da EMBRAPA (1997) para todas as análises.
A análise do pH foi feito por meio de eletrodo combinado imerso em
suspensão solo líquido (KCl). O carbono orgânico foi realizado através de
titulação em meio de dicromato de potássio, sendo o teor de matéria orgânica
calculada através deste.
Na tabela 9 observa-se que os valores de pH se mantiveram constantes
durante o verão, outono e primavera em todas as áreas e cilindros de
amostragem, sendo que somente durante o inverno houve uma redução do pH,
ou seja, este se encontrou mais ácido, dentre todos os períodos analisados.
Tabela 9. Análise do pH
De forma geral o pH dos solos da região em estudos podem ser
considerados como ácidos, sendo que o pH verificado durante o inverno foram
os mais baixos e oscilantes entre 5,2 a 5,8.O único cilindro em que houve o
aumento do pH durante o inverno se refere ao número cinco de A-2, que
alcançou o valor de 5,8. Os dados de MOS e carbono orgânico do solo (COS)
também tiveram aumento neste setor na mesma época. Como em A-2
encontramos esterco de bovino durante as idas a campo pode ser que o
aumento de matéria orgânica deste local possa ser proveniente desse material,
já que é uma área sem vegetação.
60
De acordo com Ronquim (2010) solos arenosos e/ou pobres em matéria
orgânica possuem baixo poder tampão, ou seja, estes solos possuem baixa
capacidade de resistência a mudanças bruscas de pH. Neste sentido os dados
de MOS e COS das tabelas 5 e 6 corroboram com estes resultados,
justificando a mudança brusca de pH durante o inverno.
De acordo com a literatura um dos fatores responsáveis pela variação de
pH é a própria vegetação, pois esta pode aumentar as condições de
intemperismo modificando as características químicas da solução do solo.
Lucas (2001) afirma que as raízes modificam o pH da solução do solo
excretando H+, Al3+ e ácidos orgânicos, enquanto absorvem os nutrientes
liberados (Mg2+, Ca2+, NH4+, K+, P, Na). De acordo com Macias & Chesworth
(1992) a baixa temperatura gera uma baixa atividade biológica e uma
acumulação e concentração de compostos orgânicos na solução do solo que
geram uma faixa de pH entre 3 – 5. Dados conclusivos, porém, a respeito da
causa desta variação só seriam demonstrados através de uma análise mais
profunda da fertilidade e das frações da matéria orgânica que não foram
realizadas por este estudo. Contudo, para a correlação que se pretende
analisar os dados de pH são importantes no que se refere a atividade biológica
do solo. De acordo com Puig (2008) as bactérias são afetadas por um pH
menor que 5,5, reduzindo a sua atividade e diminuindo a decomposição da
matéria orgânica.
O teor de MOS, assim como o carbono orgânico do solo (COS) tem sido
utilizado como indicadores de alterações do solo, sendo este menor em
condições estressantes.
Os teores de MOS variaram entre 0,56% e 2,86%, com valor médio de
1,71% (Tabela 10). Estes valores relativamente baixos de MOS no horizonte
superficial permitem supor que a estabilidade dos agregados no solo seja
baixa, assim como sua resistência à erosão (GUERRA, 1994). Para Ploey &
Poesen (1985) solos com baixa estabilidade de agregados são aqueles com
índices menores do que 2,0% de MOS.
61
Tabela 10. Resultados de Matéria Orgânica
Ainda de acordo com a tabela 10 e 11 verificamos que os maiores teores
de COS e MOS situaram-se no verão e no outono, sendo tal fato justificado
pela maior produção de serapilheira durante a estação chuvosa, onde a
vegetação encontra-se mais densa e durante o início do outono onde se
verifica o início da decidualidade da vegetação na região, aumentando neste
sentido os estoques de matéria orgânica. O tempo da decidualidade pode
variar de acordo com o déficit hídrico, que no caso do ano de 2013 se estendeu
até setembro, favorecendo, portanto uma redução da MOS e do COS nas
estações posteriores. Os maiores teores de matéria orgânica e carbono
orgânico foram encontrados na área florestal e os menores na área desmatada.
Tabela 11. Resultados de Carbono Orgânico
Através das figuras 42, 43 e 44 a seguir verifica-se a evolução do pH,
COS e MOS durantes as quatro estação do ano de acordo com os cilindros
amostrais.
62
Figura 42. Variação sazonal do pH por cilindro
Figura 43. Variação sazonal da matéria orgânica por cilindro
Figura 44. Variação sazonal do carbono orgânico por cilindro
63
6. Correlações das emissões de CO2 com as propriedades químicas dos
solos
Analisando os dados através de correlações estatísticas obteve-se a
tabela 12 que representa o grau de correlação entre as variáveis. Nesta tabela
estão incluídos todos os dados coletados durante as quatro estações do ano de
2013. Pode-se verificar que existe apenas uma correlação forte entre carbono
orgânico e matéria orgânica, mas no que se refere às correlações com a
emissão de CO2 não houve uma correlação significativa.
Tabela 12. Correlações entre a emissão de CO2 e as propriedades químicas dos solos
** significativo ao nível de 1% de probabilidade (p < .01)
* significativo ao nível de 5% de probabilidade (.01 =< p < .05) ns não significativo (>= .05)
Apesar de não haver uma correlação direta dessas propriedades
químicas do solo com a emissão de CO2 isso não significa que estes
parâmetros não são importantes e que não são responsáveis por influenciar
outros fatores que estão mais diretamente relacionados com as emissões de
CO2. Neste sentido os estudos de Pes (2011) retratam a dificuldade encontrada
em estabelecer relações diretas entre os atributos do solo e os fluxos de CO2
devido a natureza complexa do fenômeno que varia de acordo com as
condições ambientais. De acordo com Schwendenmann et al. (2003)
provavelmente não há um único fator determinante do processo, não havendo
por isso correlações perfeitas, mas sim moderadas que se somam de acordo
com as características locais, adquirindo diferentes pesos.
64
6.1 Correlações entre a temperatura do solo e do ar nas emissões de CO2
Foi através do coeficiente de determinação R2 e do coeficiente de
correlação (r) que se estabeleceram as correlações entre as emissões de CO2 e
a temperatura do ar e do solo. O objetivo é averiguar se existe correlação entre
duas variáveis quando uma delas está relacionada com a outra de alguma
forma. As figuras 45 e 46 representam A-1, correlacionando, respectivamente,
a temperatura do ar e a do solo com as emissões de CO2.
Figura 45. Correlação entre temperatura do ar e as emissões de CO2 em A-1.
Figura 46. Correlação entre temperatura do solo e as emissões de CO2 em A-1.
65
Em ambas as situações a correlação entre as variáveis foi positiva,
contudo, a temperatura do solo foi a que apresentou maior correlação (r=0,68)
com as emissões do CO2 principalmente na faixa dos 25°C, que é considerada
a temperatura ideal para atividade microbiana do solo.
As figuras 47 e 48 representam A-2, sendo observada uma baixa
correlação entre a temperatura do ar e as emissões de CO2, contudo, a
temperatura do solo apresentou a correlação mais elevada (r=0,74) entre todas
as áreas analisadas.
Figura 47. Correlação entre temperatura do ar e as emissões de CO2 em A-2
Figura 48. Correlação entre temperatura do solo e as emissões de CO2 em A-2.
66
Cabe destacar que A-2 recebe diretamente a radiação solar,
aumentando consideravelmente a temperatura do solo que ultrapassou por
diversas vezes os 25°C. O aumento da temperatura do solo neste setor
contribuir para uma menor umidade desse solo que consequentemente
contribui para promover um espaço poroso maior sendo ocupado por ar.
Possivelmente as elevadas temperaturas também podem estar favorecendo a
atividade microbiana deste local.
As figuras 49 e 50 representam A-3, sendo que esta área foi a que
apresentou o mais baixo índice de correlação para as variáveis apresentadas.
Figura 49. Correlação entre temperatura do ar e as emissões de CO2 em A-3.
Figura 50. Correlação entre temperatura do solo e as emissões de CO2 em A-3.
67
O setor A-3 foi o mais discrepante em relação aos outros setores, mas
tal fato pode ser justificado pela maior complexidade desse ambiente. Uma das
características importantes deste setor é o adensamento de seus solos, que é
responsável por diminuir sua porosidade. Possivelmente a redução da
porosidade tenha contribuído para que esta área seja uma das que menos
emitiu CO2 durante todo o período analisado.
De acordo com a tabela 13 visualizamos os respectivos índices de
correlação de acordo com as variáveis CO2, temperatura do solo e temperatura
do ar por área de análise. Em todas as áreas houve uma correlação
significativa a 1% no que se refere a temperatura do ar correlacionada com a
temperatura do solo, sendo entretanto, essa correlação mais significativas nas
áreas mais abertas de A-2 e A-3. A correlação entre CO2 e temperatura do ar
só demonstrou uma correlação significativa a 5% em A-2, cuja área recebe
diretamente a ação dos raios solares por ser totalmente descampada. A
relação do CO2 com a temperatura do solo demonstraram correlações
significativas a 1% em A-1 e A-2, sendo maior em A-2. Em A-3 não houve
correlação significativa das emissões de CO2 com a temperatura do solo. Notase que em A-2
tanto a temperatura do ar quanto a temperatura do solo
desempenharam um importante papel nas emissões de CO2 para a atmosfera.
Tabela 13. Correlações entre a temperatura do ar e do solo nas emissões de CO2
** significativo ao nível de 1% de probabilidade (p < .01)
* significativo ao nível de 5% de probabilidade (.01 =< p < .05) ns não significativo (>= .05)
Contata-se, portanto, que a influência da temperatura do ar e do solo
nas emissões de CO2 varia conforme as características dos ambientes
68
analisados. A temperatura do ar não se demonstrou tão significativa quando a
temperatura do solo nas emissões de CO2.
De acordo com vários autores a temperatura do solo é a variável isolada
que melhor tem explicado as mudanças nas emissões de CO 2, corroborando
portanto, para embasar os resultados alcançados por este estudo (CHAVEZ et
al. 2009; COSTA et al. 2008; IQBAL et al. 2009; LA SCALA et al. 2005; USSIRI;
LAL, 2004; WANG et al. 2009).
69
6.2 Correlações entre a umidade do solo e do ar nas emissões de CO2
De acordo as figuras 51 e 52 que representam a correlação da umidade
do ar e do solo com as emissões de CO2 em A-1, verifica-se que não há uma
correlação significativa entre essas variáveis.
Figura 51.Correlação entre a umidade do ar e as emissões de CO2 em A-1.
Figura 52.Correlação entre a umidade do solo e as emissões de CO2 em A-1.
70
Nas figuras 53 e 54 que representam A-2 também não foram
encontradas correlações significativas entre a umidade do solo e do ar com as
emissões de CO2.
Figura 53.Correlação entre a umidade do ar e as emissões de CO2 em A-2.
Figura 54.Correlação entre a umidade do solo e as emissões de CO2 em A-2.
71
As figuras 55 e 56 representam A-3, sendo visualizada uma correlação
significativa entre a umidade do ar e as emissões de CO2 neste setor. A
umidade do solo, porém, não foi significativa.
Figura 55. Correlação entre a umidade do ar e as emissões de CO2 em A-3.
Figura 56. Correlação entre a umidade do solo e as emissões de CO2 em A-3.
A tabela 14 demonstra a correlação entre as variáveis umidade do solo e
do ar com as emissões de CO2. Através desta é possível concluir que a
umidade do solo não apresentou correlação com as emissões de CO2, mas a
72
umidade do ar apresentou uma correlação negativa significativa a 5% de
probabilidade em A-3. Ou seja, no caso específico de A-3, quando os teores de
umidade do ar diminuíram os valores de emissão de CO2 aumentaram. Como
os índices de umidade do ar estão intrinsecamente relacionados à temperatura,
a diminuição da umidade do ar implica em um aumento da temperatura, sendo
que o aumento da temperatura é o responsável por elevar a temperatura do
solo principalmente em áreas descampadas. Ou seja, a combinação dos
fatores temperatura do ar e do solo com umidade do solo e do ar talvez possa
pode ter muito mais influência nas taxas de efluxo do que cada um desses
fatores analisados isoladamente (NUNES, 2003).
Tabela 14.Correlações entre a umidade do solo e do ar nas emissões de CO2
**significativo ao nível de 1% de probabilidade (p < .01)
* significativo ao nível de 5% de probabilidade (.01 =< p < .05) ns não significativo (>= .05)
A-3 se apresentou como uma área que deteve maior umidade do solo,
seguido de A-1 e A-2. A possível explicação para a maior umidade do solo
encontrada em A-3 pode estar associado a sua topografia de fundo de vale.
Os solos durante a coleta de outubro se apresentaram com mais
umidade, tendo em vista que ocorreu precipitação de 0,25mm na tarde do dia
anterior a primeira análise. No primeiro dia de monitoramento (02/10/2013)
também choveu cerca de 0,25mm após as quatro horas da tarde. Embora seja
uma pequena precipitação, a ocorrência desta ajudou a aumentar os teores de
umidade do solo em todas as áreas durante este período.
No verão, outono e inverno os índices de umidade do solo mantiveramse reduzidos, estando fora dos limites considerados como de umidade ótima
(0,15 m3 mˉ3 a 0,25 m3 mˉ3) ( ZANCHI, 2002 ). Nestes meses a umidade do
solo não ultrapassaram os 0,054 m3 mˉ3 .
73
As coletas de abril/maio e julho/agosto foram realizadas mediante a mais
de 15 dias sem chuvas, neste sentido era de se esperar uma reduzida umidade
do solo mesmo que as temperaturas sejam mais amenas neste período. No
verão houve uma precipitação de 4mm durante à noite do dia 03/01/2013,
gerando mais umidade no solo no dia 04/01/2013 e menor umidade no dia
05/01/2013. Cabe ressaltar que os valores de umidade do solo também
estavam fora dos limites considerados como ótimos. As elevadas taxas
evapotranspirativas associadas às altas temperaturas (acima de 25°C)
contribuíram para a redução da umidade do solo mais rapidamente.
Nunes (2003) e Coelho (2005) também encontraram uma fraca
correlação entre os parâmetros de umidade do solo e efluxo de CO2, indicando,
portanto, que essas variáveis podem apresentar correlações significativas ou
não dependo da forma com as analisa, ou seja, a análise isolada pode não
apresentar uma resposta direta, mas talvez ao analisar os elementos em suas
mais diversas interações o resultado possa ser mais positivo.
74
6.3 Panorama geral das emissões de CO2 de acordo com as variáveis
pedoclimáticas
A figura 57 a seguir reúne todas as áreas (A-1; A-2 e A-3) em um único
gráfico, demonstrando a variabilidade média das emissões de CO2 do solo
sazonalmente.
Figura 57.Efluxo médio de CO2 (mol CO2 m s ) por cilindro de monitoramento e por
período de amostragem.
-2
-1
Através deste gráfico observamos que as emissões em A-1 e em A-2
são semelhantes, sendo, porém a estação do verão a que apresentou o maior
desvio padrão. A região de A-1 apresentou os melhores resultados de
porosidade, MOS e COS, apresentando solos de textura média. Neste sentido
a presença de mais areia em A-1 pode ter contribuído para a maior emissão
desta área, sobretudo no verão. Após o verão C3 foi setor que apresentou
menores emissões de A-1, fato este que pode estar associado aos mais baixos
níveis de COS, MOS e pH de A-1.
Em termos totais a emissão de CO2 em A-2 fora semelhante a A-1,
havendo, porém, maior emissão média em C6. No ambiente de A-2 a
temperatura do solo se destacou como sendo um dos principais fatores
associados as emissões de CO2, sendo que estes também possuem um solo
argiloso, friável e consequentemente com boa porosidade, ajudando, portanto
no aumento das emissões de CO2. Os maiores teores de MOS e COS de A-2
também foram encontrados em C6, podendo estes maiores teores estar
associados ao esterco bovino encontrado frequentemente nas inspeções de
75
campo nesta área. Toda essa conjuntura pode ter contribuído para que C6
tenha emitido mais CO2 em A-2.
A região de A-3 é uma das áreas mais complexas de avaliação,
produzindo baixos índices de CO2. C7 foi o cilindro que mais emitiu CO2 de A3, sendo esta área inicialmente provida de pouca vegetação. Ao longo do ano
de 2013, mais mudas nativas foram inseridas no local e podem ter favorecido o
incremento das emissões nas estações do ano posteriores. C8 apresentou uma
alta emissão durante o verão, sendo que no restante do ano o cilindro
apresentou baixos níveis de CO2. No verão, a associação de período com mais
umidade e intensa radiação em C8 pode ter contribuído para os elevados
índices atingidos durante este período, nas demais estações a argila muito
presente em C8 pode ter contribuído através da seca para a sua maior
compactação e adensamento, prejudicando assim, a atividade biológica deste
setor.C9 foi o setor que apresentou menor produção de A-3, sendo também
uma área com uma maior umidade do solo. Neste sentido a combinação de
solos adensados com baixa porosidade e maior grau de umidade pode ter sido
a responsável pelas menores emissões de CO2.
76
6.4 Diagnóstico ambiental dos ecossistemas amostrais no âmbito do
projeto de recuperação de áreas degradadas por mineração em Santo
Antônio de Pádua-RJ
As áreas de monitoramento estão inseridas no projeto de recuperação
de áreas degradadas por mineração em Santo Antônio de Pádua - RJ, neste
sentido os dados coletados neste estudo servem de indicadores de qualidade
para propor melhores alternativas metodológicas para a recuperação. Os
tópicos a seguir apresentam as características, dificuldades e amenidades que
as áreas de monitoramento (Figura 58) possuem.
Figura 58. Áreas de monitoramento
77
Assim sendo:
 A-1: Apresenta os melhores indicadores de qualidade do solo, possuindo
também a melhor atividade biológica, uma vez que a respiração do solo
é considerada como um indicador (SILVA, 2006). O microclima deste
ambiente proporciona uma maior manutenção da água no solo devido a
menores taxas evapotranspirativas, contribuindo através do dossel e da
serapilheira para uma menor amplitude dos elementos atmosféricos e da
temperatura do solo. As maiores dificuldades encontradas para a
recuperação dessas áreas é o acentuado déficit hídrico em oito meses
do ano, associados também aos baixos teores de MOS e COS. Os solos
da região são ácidos e possuem baixo poder tampão uma vez que os
teores de MOS são baixos (RONQUIM, 2010). Esses fatores podem
prejudicar as plantas no sentido de haver uma falta de nutriente e um
excesso de material tóxico produzido pela redução do pH durante o
inverno (PUIG, 2008). As redução de pH durante o inverno contribuem
também para uma menor decomposição da matéria orgânica e para uma
menor atividade biológica do solo. Os problemas verificados acima
podem ser corrigidos através de um monitoramento contínuo do clima e
do solo, sendo às vezes necessário recorrer a técnicas de irrigação
artificial e de adubação. Uma das vantagens que A-1 apresenta está
associada a sua cobertura vegetal de dez anos, que proporciona
condições mais favoráveis ao crescimento de plantas e microrganismos
do solo uma vez que o clima do solo e da atmosfera próxima são mais
amenas;
 A-2: Se demonstra como uma área de solo mais friável e poroso
permitindo assim a fácil expansão radicular das raízes e o acesso a
nutrientes. É uma área com altos índices de ETP por não possuir
nenhum tipo de sombreamento. A adubação e a irrigação artificial em
alguns momentos tornam-se necessárias em virtude da deficiência
hídrica e dos baixos teores de MOS e COS. Em termos de atividade
biológica esta área apresenta condições favoráveis ao plantio;
78
 A-3: É uma área com densidade de solos equivalentes a compactação
gerada por pisoteio bovino, sendo esta alta densidade a responsável
pela redução da porosidade deste solo. Essa elevada densidade dificulta
a expansão radicular das raízes e o acesso a nutrientes (PRIMAVESI,
2002). A-3 é um setor misto, sendo C7, C8 e C9 regiões com
características distintas. A região de C9 é local mais propício ao plantio
inicial de A-3, pois esta região está mais ao fundo do vale, adquirindo
assim mais umidade e sedimentos que proporcionam um pH mais
próximo da neutralidade, favorecendo portanto, os microrganismos e a
ciclagem de nutrientes (PUIG, 2008), mesmo que este cilindro tenha se
caracterizado
pela
menor
atividade
biológica.
Naturalmente
C9
apresenta um crescimento pioneiro de espécies invasoras, indicando e
reforçando a localização do melhor ambiente de A-3. A-3 foi a primeira
área a receber as mudas do projeto de recuperação de áreas
degradadas, onde pôde-se constatar a dificuldade em se obter sucesso
na recuperação (Figura 59). Em C8 encontramos um solo compactado e
exposto diretamente a radiação solar e em C7 há um solo igualmente
compactado mais com maior sombreamento, mas de maneira geral
todos esses solos são ácidos com baixo poder tampão e baixa
estabilidade de agregados. A atividade biológica neste ambiente foi a
mais reduzida dentre as três áreas analisadas. Como medida inicial em
A-3 seria importante diminuir a densidade dos solos através da aeração
artificial. A adubação e a irrigação artificial também se tornam
necessárias neste ambiente no estágio inicial de recuperação.
79
Figura 59.Plantio de mudas maiores devido a elevada taxa de mortalidade de mudas
menores recém brotadas
Durante o inverno é mais comum o fenômeno no qual a umidade do ar
se precipita por condensação na forma de gota pela diminuição da temperatura
ou pelo contato com superfícies frias, sendo comumente conhecido como
orvalho. Esse orvalho garante em alguns momentos da manhã umidade em
plena época de escassez hídrica (Figura 60).
Figura 60.Deposição do orvalho sobre uma muda de Cereja do Mato durante o inverno de
2013.
80
A análise final do que se refere à recuperação de áreas degradadas no
município de Santo Antônio de Pádua aponta que o processo de recuperação
requer neste local um acompanhamento contínuo, averiguando previamente as
condições pedoclimatológicas e meteorológicas dos ambientes em que se
pretende reflorestar. Começar o plantio em áreas mais favoráveis como A-1, A2 e C9 de A-3 é recomendado tendo em vista que o sucesso inicial destas
áreas servirá de alicerce para a expansão do reflorestamento de áreas
circunvizinhas (PRIMAVESI, 2002).
81
CONSIDERAÇÕES FINAIS
O uso da câmara fechada com sensor em infravermelho teve como
objetivo conhecer a variação sazonal dos fluxos de CO2 do solo na interface
solo-atmosfera em três diferentes paisagens, tendo também como objetivo
avaliar condições climáticas e microclimáticas dos ambientes analisados.
Todos os dados analisados conjuntamente também permitiram fazer um
diagnóstico ambiental dos ambientes amostrais.
Os dados gerados por este estudo demonstraram existir uma variação
sazonal dos fluxos de CO2, havendo durante o verão as maiores médias do
mesmo (0,46 mol CO2 m-2 s-1) e no inverno as menores médias (0,19 mol
CO2 m-2 s-1). O outono e o inverno foram marcados por valores medianos (0,25
mol CO2 m-2 s-1) (0,30 mol CO2 m-2 s-1) respectivamente. Metade dos fluxos
de CO2 situaram-se na faixa de 0,2 mol CO2 m-2 s-1 a 0,4 mol CO2 m-2 s-1.
Estes resultados estão de acordo com vários estudos realizados sobre a
mesma temática, corroborando para validar o método utilizado.
A avaliação dos dados entre os dois dias de análise consecutivos em
cada área demonstraram uma correlação positiva, indicando que durante os
dois dias analisados não houve mudanças bruscas de CO2, todavia cabe
destacar que existe uma variação diária do fluxo de CO 2 embora esta não seja
tão acentuada. A-1 obteve uma correlação de r =0,68 entre os dois dias de
análise durante ano de 2013 e A-2 e A-3 obtiveram respectivamente r =0,69 e r
=0,74, sendo que em A-3 a correlação foi significativa a 1%.
A correlação entre as áreas amostrais apresentaram apenas uma
correlação entre A-1 e A-2, sendo que A-3 apresentou um padrão de emissão
de CO2 completamente distinto dos outros setores. Estes resultados
demonstram que áreas próximas, mas com características distintas podem
produzir diferentes padrões de emissão, prejudicando, portanto, a criação de
modelos globais de emissão de CO2.
As emissões por cilindro demonstraram que (C1, C2 e C3) e (C4, C5 e
C6) foram homogêneas, havendo uma variação maior em C7, C8 e C9, sendo
que C8 apresentou o maior desvio padrão e C9 apresentou a menor emissão
entre todos os cilindros.
82
As correlações entre as propriedades química dos solos não
demonstraram correlações significativas, sendo estes dados melhor utilizados
em conjunto com outros fatores. As melhores correlações foram obtidas
através da temperatura do solo, onde A-1 obteve uma correlação de r =0,68 e
A-2 r =0,74. Neste sentido, em A-2 a influência da temperatura do solo e do ar
que também obteve correlação significativa a 5% fora maior, sendo que em A-3
não houve correlação significativa entre essas variáveis.
A umidade do solo não se demonstrou significativa em nenhuma das
áreas, sendo que a umidade do ar obteve uma correlação negativa de r=-0,50
somente em A-3. Talvez a umidade não tenha desempenhado um papel
significativo porque os seus teores no solo se encontraram bastante reduzidos
em praticamente todo ano analisado, sendo um fator limitante a atividade
biológica que depende de certa forma de água para realizar seus processos
metabólicos.
Diversos estudos também apontaram para uma maior correlação da
temperatura do solo com as emissões de CO2, sendo a umidade do solo uma
variável que pode ou não obter associações diretas com as emissões de CO 2.
Talvez a combinação desses elementos com outros fatores possam identificar
melhor essas associações, obtendo, portanto, melhores resultados.
Por ser um sistema complexo que engloba o ciclo do carbono é possível
que haja diversas interações dinâmicas entre os fatores atmosféricos,
pedológicos e biológicos que produzem padrões distintos de emissão de CO 2
de acordo com as características das mais diversas paisagens do planeta, o
que não descarta, entretanto, a importância da temática no reconhecimento do
funcionamento desse sistema caótico e organizado.
A análise da densidade e da porosidade dos solos também apontou para
uma possível associação com as menores emissões de A-3 em virtude de seus
solos mais densos e menos porosos. As variações em alguns cilindros como
C3, C6, C7 e C9 podem encontrar respostas por outros fatores isolados,
destacando-se neste sentido os altos teores de MOS e COS em C6, o plantio
de novas mudas após o verão em C7, que podem ter proporcionado um
incremento das emissões nesse local. C9 destacou-se por sua baixa emissão
de CO2, podendo este estar associado à maior umidade e menor porosidade da
área deste cilindro. C3 emitiu mais CO2 no verão, sendo que este fato talvez
83
esteja associado à presença de mais areia no solo desse setor que apresenta
textura média. No restante das estações C3 foi marcado por baixos índices que
podem estar associados aos mais baixos teores de MOS e COS de A-1.
O perfil climatológico do município em 2013 demonstrou uma escassez
hídrica em nove meses do ano (fevereiro, abril a outubro) e um excedente
hídrico em março, novembro e dezembro, sendo que o excedente de março de
dezembro pode ser explicado pela ocorrência da ZCAS e da ZCOU
respectivamente.
As temperaturas médias mais baixas ocorreram em julho (20°C) e mais
elevadas ocorreram no verão (27°C). A umidade do ar oscilou durante este ano
de 72% a 83%. Com relação as avaliações microclimáticas, o ambiente
florestal apresentou uma menor amplitude térmica que a estação de referência
em área descampada, ou seja, na área florestal durante a manhã a
temperatura não é tão elevada e durante a madrugada a temperatura não é tão
reduzida.
A temperatura do solo durante o período da manhã apresentou-se mais
elevada no solo descampado que na área florestal, podendo ganhar no verão
um incremento de mais de 5°C. No inverno as temperaturas do solo foram mais
baixas, mantendo, porém, temperaturas mais elevadas na área descampada.
Esta análise destaca a importância da serapilheira como capa protetora do solo
e do dossel florestal que impede a incidência direta dos raios solares no
mesmo, contribuindo assim, para uma suavização das temperaturas da
atmosfera na interface com o solo e do solo propriamente dito. Essa conjuntura
cria condições mais favoráveis a plantas e a microrganismos, sendo
importantes também para a retenção de umidade no solo, que no caso do
município é primordial.
O diagnóstico ambiental dos ambientes amostrais demonstrou que A-1
apresentou os melhores indicadores de qualidade, ou seja, este setor possui os
melhores índices biológicos, de MOS e de COS, embora estes ainda estejam
fora dos limites considerados satisfatórios. Todas as áreas analisadas possuem
solos ácidos e com baixo poder tampão, o que prejudica as plantas e os
microrganismos quando o pH se reduz muito. A porosidade e a densidade
dessa área também foram as melhores quando comparadas aos outros
84
ambientes. A-1 possui os benefícios de uma cobertura vegetal pré-existente,
possuindo neste sentido melhores condições microclimáticas.
A-2 apresenta solos mais porosos e com atividade biológica semelhante
a A-1. Entretanto, esta área não possui sombreamento e está constantemente
exposta a chuva e a sol. Os teores de MOS e COS estão mais reduzidos neste
setor se comparado a A-1. As condições de plantio são favoráveis se houver
um acompanhamento das intempéries relacionadas ao stress hídrico e se
houver algum tipo de preparo do solo para melhoria de sua fertilidade.
A-3 é uma região de solos compactados, com baixa atividade biológica e
com baixos teores de MOS e COS. Esta localidade apresenta alguns
empecilhos relacionados dificuldade das plantas de expandir suas raízes e de
obter nutrientes. Uma das únicas vantagens desse ambiente estaria
relacionada ao maior acúmulo de umidade em virtude da sua topografia de
fundo de vale. Através da inserção de mudas neste local foi possível
acompanhar as dificuldades em se obter um bom crescimento e uma baixa
mortalidade.
Apesar de a floresta decídua ser adaptada as condições de escassez
hídrica, o uso do solo pela mineração, gado e o próprio desmatamento
colaboraram para que houvesse uma queda em geral nos indicadores de
qualidade do solo, havendo hoje poucos remanescentes originais localizados
em topos de morros.
As condições de déficit hídrico e de baixa umidade dos solos deixam as
regiões de Santo Antônio de Pádua sob condições estressantes, dificultando a
recuperação dessas áreas e repercutindo nos padrões sazonais de emissão de
CO2.
Apesar de haver outros fatores associados às emissões de CO2, como a
pressão atmosférica, a densidade e tipo de microrganismo presente no solo, o
presente estudo serviu para indicar alguns parâmetros mais relevantes,
tendências e para apontar possíveis interações que poderão ser estudas mais
adiante em pesquisas futuras.
Todo o conjunto de informações adquiridas neste estudo serve para
compreender melhor as interações entre solo-planta-atmosfera, analisando-a
também no contexto do ciclo global do carbono. Os parâmetros analisados
também serviram de indicadores de qualidade (biológicos, químicos e físicos)
85
para as mais diversas finalidades de uso do solo, que no caso do presente
estudo esteve relacionada a recuperação de áreas degradadas pela
mineração.
86
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