中国北方表沙无机碳储量及次生碳酸盐固碳潜力研究

This paper selected the Taklamakan Desert and the Badain Jaran Desert as the research areas, tested the carbonate content of surface-sand samples of dunes using Eijkelkamp carbonate goniophotometer, and analyzed the spatial-distribution characteristics of carbonate and estimated the carbonate-stock and secondary carbonate-stock in 1m depth of surface sand in the Taklamakan Desert and the Badain Jaran Desert. In addition, the paper test XRD, SEM, TDA, stable carbon isotope and radioactive strontium isotope of lacustrine deposits in the Taklamakan Desert and carbonates, such as kunkar, root canal, lacustrine deposits, sinter and calcrete, in the Badain Jaran Desert. Resting on the achievements by our predecessors, it analyzed the mineral-composition differences of the carbonates, calculated the contents of secondary carbonate and, furthermore, evaluated their potential of sequestration of CO2 in the atmosphere. The overall goal of this study was to increase our understanding of soil carbonate in the context of carbon sequestration in the arid region in China. That is, to advance our understanding about whether or not secondary carbonate in desert is a sink for atmospheric CO2. The following viewpoints were obtained: 1 Carbonate contents of surface-sand samples decend from the south to the north of the Taklamakan Desert. The minimum lies in the south and the maxmum in the mid. Carbonate content of surface-sand of megadunes in the Badain Jaran Desert has low value generally in the dune-crest and the base of slope, and large value in the mid. The average of Carbonate contents of all sorts of collected samples in the same area of the Taklamakan Desert has small diffetences. The average is about 9%. 2 Using carbonate contents as key parameters, calculate the carbon-stock of carbonates in 1m depth of surface sand in the Taklamakan Desert and the Badain Jaran Deser.They are 1.13Pg and 0.19 Pg respectively. There are 0.53Pg and 0.088Pg carbon-stock of secondary-carbonates in 1m depth of surface sand in the Taklamakan Desert and the Badain Jaran Desert. 3 Through testing data from XRD （X-ray diffraction）and TAD ( Thermal Analysis Data), the most significant conclusion derived from is that the main mineral ingredient is calcite in different carbonate substances in arid regions, From the SEM(Scanning electron microscopy ) images, can obtains the information about the micro environment of different carbonate forms in which they can grow. 4 Selected gas by termal cracking and traditional phosphoric acid method, their δ13C show that δ13C is a good parameter to indicate the micro environment in which different secondary carbonate forms. From the δ13C of the same type samples, if the redeposit degree is hard, theδ13C is light, the redeposit degree is weak, the δ13C is heave. and the δ13C of the different type samples, δ13C is mainly controlled by the micro environment in which secondary formed. if the procedure is characterized by redeposit and dissolve of marine facies carbonate, δ13C is heavy, it is characterized by CO2 which produced by plant respiration,δ13C is light. 5 From the δ13C of lacustrine deposit in the different grain size, there exsit certain differences in their micro environment and secondary degree among different grain size in the same grade. 6 The secondary carbonate content of lacustrine deposits in Taklimakan Desert is 47.26%. And those of root canal, sinter, calcrete, kunkar, lacustrine deposit and surface sand in Badain Jaran Desert are 91.74%, 78.46%, 76.26%, 87.87%, 85.37%and 46.49%, respectively. Of different grain size samples, the secondary carbonate contents of coarse fraction (20-63μm), sub-coarse fraction (5-20μm) and fine fraction (<5μm) are 80.10%, 47.2%and 50.07%, respectively. 7 There is no obvious relevance betweenδ13C of secondary carbonate and the content of secondary carbonate,theδ13C of secondary carbonate mainly reflects the parameters of secondary process, the content of secondary carbonate reflects difference of secondary degree.. 8 Silicates potentially supply 3.4 pencent calcium source during forming process of lacustrine deposits in Taklimakan Desert. If calcium source is mainly supplied by goundwater, it can be calculated that about 5.18 %, 6.13%, 5.68%, 5.64 % and 6.82% silicates supply calcium source respectively for root canal, kunkar, lacustrine deposit, calcrete and sinter, during the forming process of different kinds of carbonates in Badain Jaran Desert.

Spatial statistics to estimate peat thickness using airborne radiometric data

Soil carbon stores are a major component of the annual returns required by EU governments to the Intergovernmental Panel on Climate Change. Peat has a high proportion of soil carbon due to the relatively high carbon density of peat and organic-rich soils. For this reason it has become increasingly important to measure and model soil carbon stores and changes in peat stocks to facilitate the management of carbon changes over time. The approach investigated in this research evaluates the use of airborne geophysical (radiometric) data to estimate peat thickness using the attenuation of bedrock geology radioactivity by superficial peat cover. Remotely sensed radiometric data are validated with ground peat depth measurements combined with non-invasive geophysical surveys. Two field-based case studies exemplify and validate the results. Variography and kriging are used to predict peat thickness from point measurements of peat depth and airborne radiometric data and provide an estimate of uncertainty in the predictions. Cokriging, by assessing the degree of spatial correlation between recent remote sensed geophysical monitoring and previous peat depth models, is used to examine changes in peat stocks over time. The significance of the coregionalisation is that the spatial cross correlation between the remote and ground based data can be used to update the model of peat depth. The result is that by integrating remotely sensed data with ground geophysics, the need is reduced for extensive ground-based monitoring and invasive peat depth measurements. The overall goal is to provide robust estimates of peat thickness to improve estimates of carbon stocks. The implications from the research have a broader significance that promotes a reduction in the need for damaging onsite peat thickness measurement and an increase in the use of remote sensed data for carbon stock estimations.

Brazilian savanna forest : conservation, medicinal reservoir and bioprospecting

This study aimed to analyse the Brazilian savanna forest from a Legal Reserve (LR) area from a perspective of conservation, reservoir of organic carbon and medicinal biomass for a prospective use of native medicinal plants. An ethnobotanical and ethnopharmacological survey was carried out close to a community settled in the rural area in the south of Tocantins, being selected 9 of the most cited species (cajuí- Anacardium othonianum; inharé-Brosimum gaudichaudii; jatobá-Hymenaeae courbaril; jenipapo-Genipa americana, aroeira-Myracrodruon urundeuva; negramina-Siparuna guianensis; barbatimão- Stryphnodendron obovatum; assa peixe-Vernonia brasiliana, embaúba-Cecropia pachystachya). Crude foliar extracts were subjected to a preliminary phytochemical prospection and triage of secondary metabolites with antimicrobial activity of potential interest in health and familiar agriculture. Phenolic compounds, terpenes and flavonoids were detected in the extracts of most species, which suggests the presence of antimicrobial, antioxidant and anti-insect activities. It was evident the need to better know the LR as a reservoir of medicinal biomass in an area under ecological tension where 35% (610ha) of the property is LR and should be protected by law. Therefore, a forest inventory of live woody species was performed using the allometric or indirect method. This identified a rare remnant of Semidecidual Seasonal Forest amidst the largest world savannah, the Cerrado biome. An analysis of the forest average productivity per basal area (m².ha), aerial live biomass (ton.ha-1) and carbon stock was carried out. The forest fragment was considered relatively rich in species and diversity, although showing signs of disturbance and dominance by a few species. Its horizontal structure suggests biotic regeneration conditions. It is an important reservoir of medicinal plants. Of the families (57.5%) presenting medicinal species, 19 from a total of 33 are represented in the area and contain 44% (27) of the total species (61) and 63% (432) of the total individuals catalogued. Medicinal species have ecological importance for the equilibrium of the local flora and represent 80% of the 10 species with higher Importance Value Index (IVI): Tetragastris altissima, Chrysophyllum marginatum, Oenocarpus distichus, Sclerolobium paniculatum, Simarouba versicolor, Alibertia macrophylla, Siparuna guianensis, Maprounea guianensis, Licania parvifolia e Physocalymma scaberrimum. Medicinal productivity was high for this type of phytophysionomy: 183,2 ton. ha-1 of biomass and 91,51 ton. ha-1 of carbon representing 66% of the total biomass and carbon of this Cerrado forest. From this stage S. guianensis (Siparunaceae) was selected for performing bioassays in order to verify its biological activity against microorganisms of health and agricultural relevance. This is a native aromatic medicinal plant recommended as priority for conservation, with local popular medicinal validation and availability of medicinal feedstock (3300 Kg.ha-1), with the foliar fraction giving 38Kg/ha of crude extract and 5L/ha of essential oil. Foliar crude extracts and essential oil were obtained and tested in vitro using a disk diffusion bioassay. Different concentrations of these natural products were tested against gram-positive bacteria (Staphylococcus aureus ATCC 29213), gram-negative bacteria (Escherichia coli ATCC 25922 and ATCC 35218; Pseudomonas aeruginosa ATCC 10145) and fungi (Candida albicans ATCC 6258 e Fusarium oxysporum). The essential oil inhibited the growth of S. aureus in its crude concentration (380μg.mL-1), as well as diluted to half (190μg.mL-1) and a quarter strength (95μg.mL-1). It’s likely that such action is due to sesquiterpenes major components, such as bisabolol and bisabolene (10.35%), measured by gas chromatography (GC-MS, GC-FID). Extracts did not exhibit any antimicrobial activity against the microorganisms tested. The native medicinal plants prospective market is an alternative that favours the conservation of biodiversity while generating benefits for the development of sustainable family productive activities within local ecosystems instead of the current inappropriate uses. This strengthens conservation policies of Legal Reserve in rural settlements and is in agreement with public policy on global warming and climate changes.

Individual biomass factors for beech, oak and pine in Slovakia: a comparative study in young naturally regenerated stands

Biomass conversion and expansion factors (BCEF) which convert tree stem volume to whole tree biomass and biomass allocation patterns in young trees were studied in order to estimate tree and stand biomass in naturally regenerated forests. European beech (Fagus sylvatica L.), Sessile oak (Quercus petraea (Mattuschka) Liebl.) and Scots pine (Pinus sylvestris L.) stands were compared. Seven forest stands of each species were chosen to cover their natural distribution in Slovakia. Species specific BCEF are presented, generally showing a steep decrease in all species in the smallest trees, with the only exception in the case of branch BCEF in beech which grows with increasing tree size. The values of BCEF for all tree compartments stabilise in all species once trees reach about 60-70mm diameter at base. As they grow larger, all species increase their allocation to stem and branches, while decreasing the relative growth of roots and foliage. There are, however, clear differences between species and also between broadleaves and conifers in biomass allocation. This research shows that species specific coefficients must be used if we are to reduce uncertainties in estimates of carbon stock changes by afforestation and reforestation activities.

Soil CO2 emission and its relation to soil properties in sugarcane areas under Slash-and-burn and Green harvest

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Agregação de um argissolo sob pomar de goiabeiras após aplicação de resíduos da indústria processadora de goiaba

A utilização de resíduos da indústria de processamento de frutas na agricultura pode proporcionar melhorias à qualidade do solo. Dessa forma, objetivou-se com este estudo avaliar o efeito da aplicação de resíduos de sementes de goiaba na agregação e no estoque de carbono orgânico do solo (EC). O experimento esteve inserido em um pomar comercial irrigado de goiabeiras (cv. Paluma), com sete anos de idade, sobre um Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico típico. O delineamento experimental foi em blocos casualizados e parcelas subdivididas, sendo cinco tratamentos (doses de: 0;9;18;27 e 36 Mg ha-1 de resíduo) e duas camadas de solo (0-0,10 e 0,10-0,20 m). Foi avaliado o mesmo tipo de solo sobre mata nativa adjacente à área experimental. As análises realizadas foram a distribuição do tamanho dos agregados estáveis em água, o diâmetro médio ponderado, o diâmetro médio geométrico, os agregados maiores que 2 mm e o EC. Os dados foram submetidos à análise de variância (Teste F), seguindo o delineamento em blocos casualizados com parcelas subdivididas (5 doses x 2 camadas). As médias dos tratamentos foram comparadas pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade, e as médias das camadas foram comparadas pelo teste F, a 5% de probabilidade. Os dados coletados no solo sob mata foram utilizados apenas como referência de um solo em estado natural e, portanto, não foram considerados como fator de variação nas análises de variância. Os valores dos índices de agregação com o estoque de carbono orgânico do solo foram submetidos à correlação de Pearson (p < 0,05). O efeito das doses de resíduo de sementes de goiaba sobre o estoque de carbono orgânico, na camada de 0-0,20 m do solo, foi avaliado por análise de regressão. Os tratamentos não diferiram em relação à agregação do solo, contudo EC foi diretamente relacionado à quantidade de resíduo aplicado ao solo. Houve correlação positiva e significativa entre os índices de agregação e o EC. A aplicação de resíduos de sementes de goiaba proporcionou melhoria da qualidade do solo.

Carbono orgânico e agregação de um Latossolo Vermelho com colheita mecanizada de cana-de-açúcar

O uso intensivo dos solos com o cultivo da cana-de-açúcar modifica significativamente as propriedades físicas do solo. Assim, objetivou-se avaliar o efeito do manejo da cana-de-açúcar com colheita mecanizada sobre a agregação de um Latossolo Vermelho distrófico típico de textura argilosa, situado em Guariba (SP). Foram selecionadas quatro situações (ciclos) com manejo de cana-de-açúcar colhida mecanicamente sem prévia queima: cana-planta e cana-soca de primeiro, segundo e terceiro cortes. Nas camadas de 0-0,10; 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m de profundidade foram avaliados: diâmetro médio ponderado dos agregados (DMP), teores e estoques de carbono orgânico do solo. O manejo da cana-de-açúcar com colheita mecanizada influencia o DMP do solo, cujos valores são maiores no manejo envolvendo cana-planta e reduzem com o passar dos anos. Com o aumento da profundidade do solo, os estoques de carbono são mais relacionados à densidade do solo do que aos teores de carbono.

Estoque de carbono orgânico no solo afetado por adubação orgânica e sistemas de culturas no Sul do Brasil

Organic carbon is a major component of soil organic matter and its stock is influenced by the management system adopted. This study aimed to examine the effects of cropping systems and nutrient sources (mineral and organic) on the concentrations and storage of soil organic carbon in no-tillage system. The experiment was carried out in Mercedes, Parana, Brazil, in an Nitossolo Vermelho (Alfisol) from October 2007 to September 2009. The treatments consisted of four crop succession systems: (1) soybean/wheat/corn/wheat; (2) soybean/black oat/corn/black oat, (3) soybean/radish/corn/radish and (4) soybean/common vetch/corn/common vetch and by two sources of nutrients (mineral and organic), arranged in a to split plot randomized block design with four replications. Soil samples were collected in layers of 0.0-0.05, 0.05-0.10, 0.10-0.20 and 0.20 to 0.40 m deep in the first and the second years of cultivation. Different cropping systems does not affect the content and the stock of soil organic carbon in the first two years of adoption of the systems. The organic fertilization with manure increased soil organic carbon stock, with an annual contribution of C, layer 0.0 to 0.20 m, 1.15 Mg ha(-1) yr(-1). Cropping systems fertilized with mineral fertilizers provide the greatest losses of soil organic carbon, resulting in negative balance of C in soil.

Spatial and temporal variability in soil CO2-C emissions and relation to soil temperature at King George Island, maritime Antarctica

Few studies have examined the effects of temperature on spatial and temporal trends in soil CO2-C emissions in Antarctica. In this work, we present in situ measurements of CO2-C emissions and assess their relation with soil temperature, using dynamic chambers. We found an exponential relation between CO2 emissions and soil temperature, with the value of Q10 being close to 2.1. Mean emission rates were as low as 0.026 and 0.072 g of CO2-C m-2 h-1 for bare soil and soil covered with moss, respectively, and as high as 0.162 g of CO2-C m-2 h-1 for soil covered with grass, Deschampsia antarctica Desv. (Poaceae). A spatial variability analysis conducted using a 60-point grid, for an area with mosses (Sannionia uncianata) and D. antarctica, yielded a spherical semivariogram model for CO2-C emissions with a range of 1 m. The results suggest that soil temperature is a controlling factor on temporal variations in soil CO2-C emissions, although spatial variations appear to be more strongly related to the distribution of vegetation types. © 2010 Elsevier B.V. and NIPR.

Estoque de carbono e dinâmica ecofisiológica em sistemas silvipastoris

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Biologia Vegetal) - IBRC

Dinâmica dos atributos físicos e estoque de carbono de um latossolo em sistemas integrados de produção

Pós-graduação em Agronomia (Ciência do Solo) - FCAV

Variabilidade espacial da emissão de CO2 e sua relação com propriedades do solo em área de cana-de-açúcar no Sudeste do Brasil

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Emissão de dióxido de carbono e estoque de carbono em sistemas convencionais e alternativo de produção agropecuária no Nordeste paraense

A aplicação de técnicas menos agressivas ao meio ambiente, como o uso de sistemas alternativos (corte e trituração), no lugar dos sistemas convencionais (corte-e-queima), além de favorecer o equilíbrio dos ciclos biogeoquímicos em áreas florestais, contribui para a mitigação das mudanças climáticas. O objetivo deste estudo foi estimar a emissão e o estoque de carbono do solo em sistemas de produção agropecuária em unidades rurais familiares do Nordeste paraense. Os estudos foram conduzidos em área de agricultor familiar no Município de Mãe do Rio, com temperatura média anual de 25 a 28°C, precipitação pluviométrica acimade 2500 mm e com solo predominante do tipo Latossolo Amarelo distrófico de textura média a argilosa. Foram selecionados 3 sistemas de uso da terra (cultivo com Schizolobium amazonicum, roça e silvipastoril) e mais uma área de referencia (floresta secundária), com 4 parcelas, medindo 20 m x 20 m cada. Foram avaliados a emissão de CO2 do solo, estoque de carbono no solo, estoque da liteira no solo e estoque de carbono na liteira. Os dados foram submetidos à Análise de Variância (ANOVA) e à comparação das médias pelo teste de Tukey, ao nível de 5%. Em todos os sistemas avaliados, as maiores emissões de CO2 do solo, observadas no período chuvoso, foram no sistema silvipastoril (5,02 Wmol CO2 m^-2 s^-1), em comparação à área da floresta secundária (3,56 Wmol CO2 m^-2 s^-1). De todas as áreas estudadas a maior emissão anual foi encontrada no sistema silvipastoril. O estoque de carbono no solo foi maior na área da floresta secundária, com total de 157± 31,10 Mg ha^-1 (0-100 cm). O maior estoque de liteira no solo encontrado foi para a fração da liteira não-lenhosa, em todos os sistemas agropecuários e floresta secundária. O maior estoque de carbono na liteira não-lenhosa total foi observada no mês de janeiro/2010, com média geral de 4,31± 3,0 Mg ha^-1, em todos os sistemas avaliados. Os sistemas de uso da terra que não utilizam o fogo no preparo da área, como os sistemas alternativos de corte-e-trituração, além de contribuirem para a mitigação das mudanças climáticas, ajudam na manutenção do funcionamento adequado dos ciclos biogeoquímicos nos ecossistemas terrestres.

Estoques e fluxos de carbono em plantações florestais jovens de Acacia mangium e Schizolobium parahyba var. Amazonicum na Amazônia Oriental

Plantações florestais são consideradas como alternativas de uso da terra para mitigação dos efeitos das mudanças climáticas, devido ao potencial de sequestro de carbono em espécies arbóreas. No entanto, há poucas informações sobre estoques e fluxos de carbono em espécies comumente usadas em plantações florestais, sobretudo na Amazônia. O objetivo deste estudo foi determinar o estoque de carbono na fitomassa e o efluxo de dióxido de carbono do solo em plantios de Acacia mangium Willd e Schizolobium parahyba var. amazonicum em diferentes espaçamentos. O estudo foi conduzido em Dom Eliseu, Pará, cujo clima apresenta temperatura média anual em torno de 25 ºC e precipitação anual de 2250 a 2500 mm; o solo predominante é Latossolo amarelo distrófico típico A moderado textura muito argilosa. Neste estudo foram selecionadas duas espécies (A. mangium e S. parahyba) em dois espaçamentos (4,0 m x 2,0 m e 4,0 m x 3,0 m), com duas repetições, totalizando 4 tratamentos e 8 parcelas, estudadas por um período de um ano, dos 2,5 aos 3,5 anos de idade. As parcelas mediram 48 m x 60 m. Mediram-se altura total, diâmetro à altura do peito, fluxo de CO₂ do solo, e estimou-se o estoque de carbono na fitomassa acima do nível do solo. O efluxo de CO₂ do solo nos plantios de A. mangium tiveram uma média global de 5,61 ± 1,30 Mg C ha^-1 ano^-1, e, em S. parahyba, a média global foi 7,07 ± 1,50 Mg C ha^-1 ano^-1. O acúmulo anual de carbono na fitomassa acima do solo nos plantios de A. mangium foi 16,41 ± 1,16 e 14,03 ± 0,82 Mg C ha^-1 ano^-1, no 4,0 x 2,0 m e 4,0 x 3,0 m, respectivamente. Em S. parahyba o acúmulo anual global foi 8,93 ± 1,87 Mg C ha^-1 ano^-1. O plantio de A. mangium acumulou mais carbono na fitomassa acima do solo em relação a S. parahyba, com efluxos anuais de CO₂ menores em relação ao plantio de S. parahyba em ambos espaçamentos. Dessa forma, plantios de A. mangium, no espaçamento 4,0 x 2,0 m, são recomendados para projetos de sequestro de carbono. Entre os espaçamentos de plantio testados para S. parahyba, 4,0 x 3,0 m seria recomendado devido a mesma eficiência no sequestro de carbono em relação a 4,0 x 2,0 m, porém com menor requerimento de mudas. A continuidade no monitoramento nessas plantações florestais é fundamental para que conclusões mais definitivas sejam feitas a respeito da dinâmica do carbono.

Estoque e ciclagem de carbono de sistemas agroflorestais em Tomé-Açu, Amazônia Oriental

Sistemas agroflorestais (SAFs) consistem em importante prática agrícola de uso da terra voltada a produção e a prestação de serviços ambientais. O objetivo deste trabalho consistiu em realizar um estudo do estoque e ciclagem de carbono de 4 sistemas agroflorestais (SAFs) com idades e composições diferentes, além de uma vegetação secundária (capoeira), no município de Tomé-Açu, na região nordeste do Estado do Pará, Amazônia Oriental. Foram medidos os estoques de carbono no solo, na serrapilheira e na biomassa da parte aérea. O fluxo de carbono foi medido na deposição de material formador de serrapilheira e incremento da biomassa aérea no período de um ano, entre outubro de 2008 e setembro de 2009. Os SAFs foram divididos em quatro categorias, denominados SAF 1, SAF 2, SAF 3 e SAF 4, sendo (SAF 1: cacau, açaí, bananeira e seringueira, 14 anos de idade, SAF 2: cacau, açaí, bananeira, seringueira, taperebá, paricá e macacaúba, 14 anos de idade, SAF 3: cupuaçu, açaí, teca e mogno, 9 anos de idade, SAF 4:cupuaçu, açaí e paricá, 9 anos de idade). Em cada sistema, foram instaladas 4 parcelas amostrais, onde foram coletados os dados de diâmetro a altura do peito (DAP) e altura (h), usados posteriormente para estimar a biomassa da parte aérea. Dentro das parcelas foram instalados coletores para medir a deposição de material formador de serrapilheira e realizadas coletas de solo e serrapilheira utilizadas na estimativa dos estoques de carbono. Não houve diferença significativa entre os SAFs analisados para a variável estoque de carbono no solo, assim como não houve diferença no estoque de carbono na biomassa da parte aérea. O SAF 4 teve a maior deposição de serrapilheira anual entre todos os tratamentos. Os SAFs não diferiram da capoeira quanto ao estoque de carbono no solo e serrapilheira. A produtividade primária líquida atingiu 2,54, 6,11, 9,54 e 16,27 Mg C ha^-1 ano^-1 nos SAFs 1, 2, 3 e 4, respectivamente. A idade dos SAFs não teve efeito significativo na quantidade de carbono acumulada no período de um ano.