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Tipo: Dissertação
Título: Simulações dos estoques de carbono em floresta tropical sazonalmente seca ante às mudanças climáticas
Título em inglês: Simulations of carbon stocks in seasonally dry tropical forest in the face of climate change
Autor(es): Moura, Matheus Magalhães Silva
Orientador: Andrade, Eunice Maia de
Coorientador: Pinto, Alexandre de Siqueira
Palavras-chave: Caatinga;Biomassa;Matéria orgânica do solo;Modelo CENTURY;Caatinga;Biomass;Soil organic matter;CENTURY model
Data do documento: 2020
Citação: Moura, Matheus Magalhães Silva. Simulações dos estoques de carbono em floresta tropical sazonalmente seca ante às mudanças climáticas. 127f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) – Universidade Federal do Ceará, 2020.
Resumo: Caatinga, é maior e mais contínua extensão das Florestas Tropicais Sazonalmente Secas (FTSS) do mundo. As mudanças climáticas projetadas para a Caatinga podem causar impacto significativo sobre essa ecorregião, influenciando na produtividade primária, na taxa de crescimento das florestas remanescentes, na dinâmica e armazenamento de carbono (C). Entretanto, poucos são os dados disponíveis sobre os estoques e fluxos de C nestas áreas florestais, devido à falta de estrutura para investigar em amplas escalas espaciais e temporais. Portanto, modelos baseados em processos, foram desenvolvidos para o estudo da dinâmica da matéria orgânica do solo e fazem abordagens adequadas para simular o ciclo biogeoquímico a longo prazo sob diferentes condições ambientais. Diante dessa perspectiva, os objetivos deste estudo foram: (1) calibrar e validar o modelo CENTURY para simular os estoques de carbono orgânico dos solos (COS) e C da biomassa em áreas de caatinga remanescente, e (2) simular a dinâmica dos estoques de COS e C da biomassa sob diferentes cenários climáticos projetados até o ano de 2100. Foram utilizados 12 sítios distribuídos de forma que fossem contemplados o gradiente de precipitação pluviométrica anual e tipos de solo encontrados em maior abundância sob Caatinga. O efeito das projeções climáticas para este século sobre os estoques de C foi simulado pelo CENTURY utilizando os cenários climáticos estabelecidos no 5º Relatório de Avaliação (AR5) pelo Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC). Os estoques de C da biomassa arbórea-arbustiva simulados pelo modelo foram de 25,5 e 23,4 Mg C ha-1 para a calibração e validação, respectivamente. Os valores estimados pelo modelo representam o padrão da biomassa herbácea (de 0,57 até 1,69 Mg C ha-1) e das raízes em florestas de caatinga. Quanto aos estoques de C dos solos, o CENTURY apresentou coeficiente de eficiência de 0,88 na calibração e de 0,73 na validação. Com aumento da aridez até o ano de 2100, a resposta mais frequente, seria o aumento do estrato arbóreo-arbustivo (até 3 Mg C ha-1) em detrimento do estrato herbáceo (até -0,6 Mg C ha-1) e aumento do estoque de COS (até 0,5 Mg C ha-1) em todos cenários climáticos. O modelo sugere para algumas condições da Caatinga, que o maior investimento estrutural em galhos, tronco e raiz grossa pode resultar em maior tolerância a temperaturas extremas e ao déficit hídrico. O modelo CENTURY adaptado para as condições edafoclimáticas da Caatinga serve como uma ferramenta útil para estimar o estoque de C do solo, da biomassa acima do solo e radicular dos estratos de vegetação arbórea-arbustiva e herbácea em áreas remanescentes.
Abstract: The Caatinga is the largest and most continuous extension of Seasonally Dry Tropical Forests (SDTF) in the world. Climate changes designed for the Caatinga can have a significant impact on this ecorregion, influencing primary productivity, growth rate of remaining forests, dynamics and carbon (C) storage. However, there is little data available on stocks and C flows in these forest areas, due to the lack of structure to investigate at large spatial and temporal scales. Therefore, process based models were developed to study the dynamics of soil organic matter and make appropriate approaches to simulate the long-term biogeochemical cycle under different environmental conditions. From this perspective, the objectives of this study were: (1) to calibrate and validate the CENTURY model to simulate the stocks soil organic C (SOC) and C of biomass in areas of remaining caatinga, and (2) simulate the dynamics of SOC and C biomass stocks under different climatic scenarios projected until the year 2100. Twelve sites distributed in such a way that the annual rainfall gradient and soil types found in greater abundance under Caatinga were contemplated. The effect of climate projections for this century on C stocks was simulated by CENTURY using the climate scenarios established in the 5th Synthesis Report (AR5) by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). The C stocks of the tree and shrub biomass simulated by the model were 25.5 and 23.4 Mg C ha-1 for calibration and validation, respectively. The values estimated by the model represent the pattern of herbaceous biomass (from 0.57 to 1.69 Mg C ha-1) and roots in caatinga forests. Regarding SOC stocks, the CENTURY presented an efficiency coefficient of 0.88 in calibration and 0.73 in validation. With an increase in aridity until the year 2100, the most frequent response would be the increase in the tree and shrub stratum (up to 3 Mg C ha-1) to the detriment of the herbaceous stratum (up to -0.6 Mg C ha-1) and an increase in the stock of SOC (up to 0.5 Mg C ha-1) in all climatic scenarios. The model suggests for some Caatinga conditions that greater structural investment in branches, large wood and coarse root may result in greater tolerance to extreme temperatures and water deficit. The CENTURY model adapted to the edaphoclimatic conditions of the Caatinga serves as a useful tool to estimate soil C stock, aboveground biomass and root of tree and shrub vegetation and herbaceous strata in remaining áreas.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/55303
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