Short-term temporal changes of soil carbon losses after tillage described by a first-order decay model

Tillage stimulates soil carbon (C) losses by increasing aeration, changing temperature and moisture conditions, and thus favoring microbial decomposition. In addition, soil aggregate disruption by tillage exposes once protected organic matter to decomposition. We propose a model to explain carbon dioxide (CO2) emission after tillage as a function of the no-till emission plus a correction due to the tillage disturbance. The model assumes that C in the readily decomposable organic matter follows a first-order reaction kinetics equation as: dC(sail)(t)/dt = -kC(soil)(t) and that soil C-CO2 emission is proportional to the C decay rate in soil, where C-soil(t) is the available labile soil C (g m(-2)) at any time (t). Emissions are modeled in terms soil C available to decomposition in the tilled and non-tilled plots, and a relationship is derived between no-till (F-NT) and tilled (F-Gamma) fluxes, which is: F-T = a1F(NT)e(-a2t), where t is time after tillage. Predicted and observed fluxes showed good agreement based on determination coefficient (R-2), index of agreement and model efficiency, with R-2 as high as 0.97. The two parameters included in the model are related to the difference between the decay constant (k factor) of tilled and no-till plots (a(2)) and also to the amount of labile carbon added to the readily decomposable soil organic matter due to tillage (a,). These two parameters were estimated in the model ranging from 1.27 and 2.60 (a(1)) and - 1.52 x 10(-2) and 2.2 x 10(-2) day(-1) (a(2)). The advantage is that temporal variability of tillage-induced emissions can be described by only one analytical function that includes the no-till emission plus an exponential term modulated by tillage and environmentally dependent parameters. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Short-term temporal changes of bare soil CO2 fluxes after tillage described by first-order decay models

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

The sugarcane borer Diatraea saccharalis (Fabr.) (Lep., Crambidae) and its parasitoids: a synchrony approach to spatial and temporal dynamics

A data set on Diatraea saccharalis and its parasitoids, Cotesia flavipes and tachinid flies, was analysed at five spatial scales-sugarcane mill, region, intermediary, farm and zone-to determine the role of spatial scale in synchrony patterns, and on temporal population variability. To analyse synchrony patterns, only the three highest spatial scales were considered, but for temporal population variability, all spatial scales were adopted. The synchrony-distance relationship revealed complex spatial structures depending on both species and spatial scale. Temporal population variability [SD log(x+1)] levels were highest at the smallest spatial scales although, in the majority of the cases, temporal variability was inversely dependent on sample size. All the species studied, with a few exceptions, presented spatial synchrony independent of spatial scale. The tachinid flies exhibited stronger synchrony dynamics than D. saccharalis and C. flavipes in all spatial scales with the latter displaying the weakest synchrony levels, except when mill spatial scales were compared. In some cases spatial synchrony may at first decay and then increase with distance, but the presence of such patterns can change depending on the spatial scale adopted.

Spatio-temporal segregation and size distribution of fish assemblages as related to non-native species occurrence in the middle rio Doce Valley, MG, Brazil

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Modelling short-term temporal changes of bare soil CO2 emissions in a tropical agrosystem by using meteorological data

Determining the variability of carbon dioxide emission from soils is an important task as soils are among the largest sources of carbon in biosphere. In this work the temporal variability of bare soil CO2 emissions was measured over a 3-week period. Temporal changes in soil CO2 emission were modelled in terms of the changes that occurred in solar radiation (SR), air temperature (T-air), air humidity (AR), evaporation (EVAP) and atmospheric pressure (ATM) registered during the time period that the experiment was conducted. The multiple regression analysis (backward elimination procedure) includes almost all the meteorological variables and their interactions into the final model (R-2 = 0.98), but solar radiation showed to be the one of the most relevant variables. The present study indicates that meteorological data could be taken into account as the main forces driving the temporal variability of carbon dioxide emission from bare soils, where microbial activity is the sole source of carbon dioxide emitted. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

The use of landforms to predict the variability of soil and orange attributes

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Variabilidade temporal e mapeamento dos dados climáticos de Botucatu-SP

O trabalho teve objetivo estudar a variabilidade temporal da temperatura do ar, precipitação pluviométrica e umidade relativa do ar na cidade de Botucatu-SP, Brasil, utilizando técnicas geoestatísticas. Os dados de precipitação pluviométrica, temperatura do ar e umidade relativa do ar utilizados no presente estudo são provenientes da Estação Meteorológica da Fazenda Lageado, da Faculdade de Ciências Agronômicas-UNESP. As observações foram realizadas no período de 1988 a 2007, referem-se ao total mensal de precipitação pluvial expressa em altura de lâmina d'água (mm), médias mensais de temperatura em ºC e umidade relativa em %. Os dados foram avaliados por meio da estatística clássica e geoestatística. As variáveis climáticas tiveram sua dependência verificada por variogramas, apresentando dependência temporal maior que 76%. A série temporal de umidade relativa do ar foi a que apresentou maior alcance (8,67 meses) e, conseqüentemente, maior estabilidade climática. O conhecimento da distribuição temporal das variáveis climáticas é importante para o estudo e realização do zoneamento agroclimático, bem como para o dimensionamento do sistema de irrigação das culturas.

Estrutura de variabilidade espacial e temporal da emissão de CO2 e atributos do solo caracterizada por dimensão fractal em área de cana-de-açúcar

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Composição e variabilidade espaço-temporal da meiofauna de uma praia arenosa na região amazônica (Ajuruteua, Pará)

Este trabalho avalia a variabilidade espaço-temporal da meiofauna do médiolitoral na praia de Ajuruteua, Estado do Pará. As coletas foram realizadas a cada dois meses, entre abril de 2003 a fevereiro de 2004 durante as marés de sizígia, em diferentes zonas da praia. As amostras foram retiradas com um amostrador cilíndrico de 3,14 cm² e fixadas em formalina salina a 5%. Em laboratório, as amostras foram passadas em malha de 0,063 mm de abertura e os organismos retidos identificados em nível de grandes grupos taxonômicos, contados e fixados em álcool etílico a 70%. A meiofauna esteve representada por oito grupos: Turbellaria, Nematoda, Tardigrada, Polychaeta, Oligochaeta, Acari, adultos de Copepoda Harpacticoida e juvenis de Copepoda Harpacticoida. Nematoda foi o grupo dominante, representando 74% do total de indivíduos, seguido de Copepoda (19%). Pôde-se observar clara zonação horizontal da fauna, que se distribuiu em três faixas paralelas à linha de praia, com características significativamente distintas quanto à abundância, riqueza e densidade dos principais grupos taxonômicos. No médiolitoral médio foram observados valores significativamente mais elevados de riqueza e abundância, enquanto os valores mais baixos foram registrados no médiolitoral superior e inferior. A comunidade de meiofauna, ainda que não tenha variado significativamente entre períodos climáticos, foi mais rica e abundante nos meses secos. Os principais fatores responsáveis pelas variações espaço-temporais da meiofauna foram a ação das ondas e das marés e as variações na salinidade da água

Análise espacial e temporal de atributos do solo e da produtividade das culturas visando manejo específico em áreas agrícolas

Pós-graduação em Agronomia (Produção Vegetal) - FCAV

Avaliação quantitativa da dinâmica espaço-temporal da precipitação na região hidrográfica Tocantins-Araguaia

A análise do comportamento da precipitação em uma bacia hidrográfica é fundamental para a engenharia e gerenciamento dos recursos hídricos. A Região Hidrográfica Tocantins-Araguaia (RHTA) pela sua ocupação recente e potencialidades econômicas, ganha destaque no cenário nacional. Este trabalho avalia quantitativamente a dinâmica espaço-temporal da precipitação anual nesta região durante um período de 30 anos de dados. A dinâmica da precipitação pode ser analisada pelo cálculo da precipitação média em uma dada área, compondo assim mapas de isoietas de precipitação anual. No entanto, a confecção destes mapas requer um método de interpolação que melhor represente as características pluviométricas em locais não amostrados para posterior análise quantitativa do comportamento da precipitação. Para tanto, foram realizados análises exploratórias descritivas amostral e espacial como requisito de estacionaridade do método de interpolação geoestatístico, ajuste e validação do modelo teórico que se adéque ao variograma de precipitação anual. Após a confecção do mapa de isoietas pelo método de Krigagem Ordinária (sem tendência) e Krigagem Universal (com tendência) foi realizado o cálculo do volume precipitado na região hidrográfica pelo método dos contornos. A dinâmica espacial da precipitação foi realizada com base na análise da estatística descritiva, mapa de isoietas, mapa hipsométrico, Índice de Irregularidade Meteorológica (IMM) e Coeficiente de Variação. A dinâmica temporal foi analisada pela distribuição dos totais anuais de precipitação volumétrica para cada sub-bacia da RHTA, pelo Índice de Anomalia Padronizada, na variação interanual de precipitação e teste de tendência e magnitude representados respectivamente pelo Teste de Mann Kendall e Sen’s. Os resultados correlacionados com as anomalias meteorológicas do Oceano Atlântico (Dipolo) e Pacífico (ENOS) indicam o comportamento da precipitação bastante heterogêneo e com grande variabilidade temporal principalmente na sub-bacia Tocantins-Alto (TOA) (14%). Diminuição da amplitude pluviométrica, em anos de anomalia meteorológica intensa ocasionando um incremento de precipitação ao sul das sub-bacias TOA e ARA e diminuição da precipitação na sub-bacia TOB, em eventos de El Niño. Não se pode comprovar pelo teste de Mann Kendall que há uma tendência estatisticamente significativa no volume precipitado na RHTA, mas o estimador Sen’s dá indícios de queda na precipitação na sub-bacia TOA (-1,24 Km^³/ano) e Araguaia (ARA) (-1,13 Km^³/ano) e aumento da precipitação na sub-bacia do Tocantins Baixo (TOB) (0,53 Km^³/ano) e para a RHTA (-1,5 Km^³/ano). Assim a variabilidade espacial e temporal nas sub-bacias está intimamente relacionada aos eventos de anomalia meteorológica, na qual, a sua ação ocorre de maneira irregular ao longo da área de estudo e pode influenciar as diversas atividades sócio-econômicas na RHTA de acordo com sua magnitude e área de ocorrência.

Hot spots, hot moments, and spatio-temporal controls on soil CO2 efflux in a water-limited ecosystem

Soil CO2 efflux is the primary source of CO2 emissions from terrestrial ecosystems to the atmosphere. The rates of this flux vary in time and space producing hot moments (sudden temporal high fluxes) and hot spots (spatially defined high fluxes), but these high reaction rates are rarely studied in conjunction with each other. We studied temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a water-limited Mediterranean ecosystem in Baja California, Mexico. Soil CO2 efflux increased 522% during a hot moment after rewetting of soils following dry summer months. Monthly precipitation was the primary driver of the seasonal trend of soil CO2 efflux (including the hot moment) and through changes in soil volumetric water content (VWC) it influenced the relationship between CO2 efflux and soil temperature. Geostatistical analyses showed that the spatial dependence of soil CO2 efflux changed between two contrasting seasons (dry and wet). During the dry season high soil VWC was associated with high soil CO2 efflux, and during the wet season the emergence of a hot spot of soil CO2 efflux was associated with higher root biomass and leaf area index. These results suggest that sampling designs should accommodate for changes in spatial dependence of measured variables. The spatio-temporal relationships identified in this study are arguably different from temperate ecosystems where the majority of soil CO2 efflux research has been done. This study provides evidence of the complexity of the mechanisms controlling the spatio-temporal variability of soil CO2 efflux in water-limited ecosystems. (C) 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.

On the spatial and temporal dependence of CO2 emission on soil properties in sugarcane (Saccharum spp.) production

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Variabilidade espaço-temporal da emissão de CO2 do solo em curto período sob influência de eventos de precipitação

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Regional differences in the spatial and temporal heterogeneity of oceanographic habitat used by Steller sea lions

Over the past three decades, the decline and altered spatial distribution of the western stock of Steller sea lions (Eumetopias jubatus) in Alaska have been attributed to changes in the distribution or abundance of their prey due to the cumulative effects of fisheries and environmental perturbations. During this period, dietary prey occurrence and diet diversity were related to population decline within metapopulation regions of the western stock of Steller sea lions, suggesting that environmental conditions may be variable among regions. The objective of this study, therefore, was to examine regional differences in the spatial and temporal heterogeneity of oceanographic habitat used by Steller sea lions within the context of recent measures of diet diversity and population trajectories. Habitat use was assessed by deploying satellite-depth recorders and satellite relay data loggers on juvenile Steller sea lions (n = 45) over a five-year period (2000–2004) within four regions of the western stock, including the western, central, and eastern Aleutian Islands, and central Gulf of Alaska. Areas used by sea lions during summer months (June, July, and August) were demarcated using satellite telemetry data and characterized by environmental variables (sea surface temperature [SST] and chlorophyll a [chl a]), which possibly serve as proxies for environmental processes or prey. Spatial patterns of SST diversity and Steller sea lion population trends among regions were fairly consistent with trends reported for diet studies, possibly indicating a link between environmental diversity, prey diversity, and distribution or abundance of Steller sea lions. Overall, maximum spatial heterogeneity coupled with minimal temporal variability of SST appeared to be beneficial for Steller sea lions. In contrast, these patterns were not consistent for chl a, and there appeared to be an ecological threshold. Understanding how Steller sea lions respond to measures of environmental heterogeneity will ultimately be useful for implementing ecosystem management approaches and developing additional conservation strategies.