Fabrício Berton Zanchi1,3, Humberto R. da Rocha1, Helber C. de Freitas1, Bart Kruijt 2, Juliano A. de Deus3, Fernando L. Cardoso3 Leonardo G. Aguiar3, Paulo R. Anderson3, Antonio O. Manzi4.

1IAG/USP, SP NPE, SP; 2 Alterra, Holanda; 3 UNIR, Ji-Paraná; 4 INPA, Manus

Materiais e métodos de medidas de efluxos de CO2

O sistema de medidas de efluxo do solo foi desenhado, construído e testado no IAG/USP, Laboratório de Clima e Biosfera entre 2001 a 2003. A medida do efluxo do solo é feita com um conjunto de 5 câmaras ( C1, C2, C3, C4 e C5) dinâmicas automáticas de ciclo fechado, montada com material inoxidável e alumínio (Fig. 1) acopladas a um analisador de gás por infravemelho (CIRAS-SC, PP Systems, Hitchin - UK). Cada câmara contém componentes como tampa, base de aço Inox e alumínio, molas em aço, e motores de passo com engrenagem alimentados a 12V. O sítio experimental localiza-se em uma floresta primária da Faz Itapirema, 10o55,6’S e 62o01,266’W, a 162 m de altitude, 15 Km de Ji-Paraná,RO. O cálculo do efluxo de CO2 do solo é feito através da equação, supondo a taxa de variação da concentração de CO2 dentro do volume de controle da câmara não nula, tal que:

, onde,Cn-1 = concentração de CO2 (ppm) no tempo (n-1)T; Cn = concentração de CO2 (ppm) no tempo nT; P = pressão do ar (kPa); T = temperatura do ar (K); R = constante específica do gás para um ar ideal = 287,053 J kg-1 K-1; V = volume da câmara (m3); A = área de cobertura horizontal da câmara (m2); t = variação do tempo associada à variação da concentração média no evento (s); e Mar = peso molar do ar seco = 28,9645 g/mol.

Maiores Informações:

Fabrício B. Zanchi, e-mail: fabricio@model..iag.usp.brHumberto R da Rocha, e-mail: humberto@model..iag.usp.brHelber C. Freitas, e-email: helbercf@model.iag.usp.br

Medição do efluxo de CO2 do solo com câmaras automáticas sobre floresta em Rondônia.

Figura 3 - Variação média anual do efluxo, temperatura, umidade do solo, precipitação e variação mesnal para cada câmara com seu desvio padrão,

Resumo

Neste trabalho é explorada uma metodologia de medição do efluxo (respiração) de CO2, utilizando-se câmaras de solo automáticas acopladas a um analisador de gás por infra-vermelho. Esta abordagem significa um relevante aperfeiçoamento em relação às medições anteriores nos ecossistemas tropicais. A análise da variabilidade de efluxo de CO2 do solo e sua correlação com a temperatura e umidade do solo foi feita à partir de dados automáticos coletados na mesma áreas de floresta em Rondônia. O efluxo reagiu à mudança de temperatura e umidade do solo, sugerindo forte relação no ciclo diurno e sazonal. Os resultados encontrados no período seco denotaram uma supressão na emissão, e durante a incidência de chuva (per. úmido), o efluxo médio que era de ~1,5 passou a ser ~3 mol CO2 m-2s-1. O efluxo é melhor observado quando a umidade do solo está entre 0,1 a 0,3 m3 m -3,`já em relação ao período seco, a temperatura foi mais significativa, porque não houveram outras variáveis que supusesse um distúrbio no solo.

Figura 4 - expulsão sob influência da chuva

A fig. 4 abaixo sugere uma influência direta nos eventos de precipitação que expulsa mecanicamente o efluxo em decorrência da drenagem da água no solo. Já a Fig. 5 o reflete o efluxo acumulado para cada câmara durante os 249 dias amostrados.

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Figura 1 - Câmara de medidas e gabinete de gravação dos dados Figura 1 - Câmara de medidas e gabinete de gravação dos dados Resultados e discussões

A observação de um evento de efluxo do solo é feito quando a câmara está fechada sobre o solo e a concentração de CO2 tende a aumentar no tempo, devido à circulação do ar no volume de controle fechado (Fig. 2).

Figura 2 - Seqüência de medidas a cada 5 segundos Figura 2 - Seqüência de medidas a cada 5 segundos O efluxo de CO2 do solo médio variou entre 0,5 a 5,5 mol CO2 m-2 s-1 em todo o período, com máximos no início do período úmido (meados de setembro) quando a média atingiu de 2,5 a 5,5 mol CO2 m-2 s-1, aproximadamente 2 a 3 semanas após o início da recuperação da umidade do solo (Fig. 3). Na Fig. 3 temos a dispersão mensal com o desvio padrão mais acentuado no final da estação seca mostrando as variações sazonais para cada medida de câmara.

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Conclusão A metodologia utilizada para a análise da estimativa do efluxo de CO2 do solo, mostrou ser muito aplicável para a quantificação da emissão diária, mensal e anual. Sua forma de coleta contínua, abre grandes possibilidades na análise detalhada das fontes carbônicas do solo, e mesmo conhecer as possíveis mudanças no efluxo quando há um simples evento de chuva. O efluxo refletiu à tendências particulares da temperatura e umidade do solo, sugerindo uma forma exponencial para a temperatura e polinimial para a umidade do solo.

Figura 5 - Efluxo acumulado para todas as câmaras

A figura 6 sugere dois períodos importantes nos dados de efluxo. Notou-se que o efluxo depende tanto da temperatura como da umidade do solo.

Efluxo = 0,0013e0,18Temp

R2 = 0,36

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22,8 23,3 23,8 24,3 24,8 25,3Temperatura do solo (oC)

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Figura 6 - correlação do efluxo de CO2 do solo contra temperatura e umidade do solo

Endereço: Departamento de Ciências Atmosféricas - USP/IAG/ACAUniversidade de São PauloRua do matão, 1226 - Butantã CEP: 05508-900Cidade Universitária - São Paulo-SPFone : 3091 4772Webmail - http://www.model.iag.usp.br/webmail

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