ÁREA: Ambiental
TÍTULO: ESTUDO DE FLUXO DE N2O SOBRE DUAS FLORESTAS TROPICAIS NA AMAZÔNIA CENTRAL
AUTORES: D’AMELIO M.T.S. (IPEN) ; GATTI, L. V. ()
RESUMO: O óxido nitroso, importante gás de efeito estufa devido, tem como principal fonte a emissão das florestas tropicais com processos naturais de nitrificação e desnitrificação do solo. Neste trabalho estudamos o fluxo de óxido nitroso (N2O) da costa brasileira a duas florestas tropicais na Amazônia Central. Foram coletadas amostras de ar em perfil vertical entre 150 e 4000m desde dezembro de 2000 sobre a Floresta Nacional do Tapajós, PA e desde dezembro de 2004 sobre a Reserva Biológica de Cuieiras, AM. Os resultados mostram maior fluxo médio anual entre a costa e Cuieiras (2,1 ± 1,0mgN2O m-²dia-¹) em relação à emissão entre a costa e Flona Tapajós (1,5 ± 1,6 mgN2O m-²dia-¹). Grande variabilidade de emissão foi observada na região da Flona.
PALAVRAS CHAVES: fluxo, n2o, amazônia
INTRODUÇÃO: O óxido nitroso (N2O) é considerado o 4º gás de efeito estufa (GEE) mais importante do planeta com potencial de aquecimento global cerca de 310 vezes maior que CO2 (IPCC, 2001, 2007; CICERONE, 1987). Por ter um longo tempo de vida na atmosfera, cerca de 120 anos (Schindlbacher, et al., 2004), consegue atingir a estratosfera tornando-se um dos contribuintes da destruição da camada de ozônio.
A concentração atmosférica do N2O vem aumentando desde cerca de 270 ppb (pré-industrial) para 319 ppb em 2005 (IPCC, 2007), devido principalmente à ação antrópica que já corresponde a cerca de 1/3 das emissões totais deste gás. Dentre diversas fontes de emissão de N2O como queima de biomassa, transformação de floresta para pastagem, por exemplo, a principal é os processos agrícolas com cultivo a base de fertilização nitrogenada (do Carmo et al., 2007).
A emissão natural de N2O tem como principal fonte os processos microbiais de nitrificação e desnitrificação do solo realizados durante a fixação de N (WRAGE et al., 2001) e correspondem à maioria da emissão de N2O para a atmosfera, cerca de 2/3 das emissões totais. As florestas tropicais são as principais contribuintes para essa emissão (DO CARMO et al., 2005).
A mudança de uso do solo próximo às regiões estudadas pode alterar os ciclos biogeoquímicos, alterando a emissão de gases, inclusive do N2O. Diversos estudos na Amazônia Central têm estimado a contribuição de florestas tropicais e de áreas modificadas e degradas na Amazônia na emissão de N2O (DO CARMO, et al., 2007, 2005; VAN HAREN et al., 2005; DAVIDSON & KINGERLEE, 1997). Estes estudos baseiam-se principalmente em fluxos de emissão do solo, estimando assim, apenas a contribuição local.
Este trabalho teve como objetivo o cálculo do fluxo de N2O em perfil vertical.
MATERIAL E MÉTODOS: Amostras de ar foram coletadas em perfil vertical entre 150 e 4000m de altitude desde dezembro de 2000 sobre a Floresta Nacional do Tapajós, PA (02º51’S, 54º58’O) e desde dezembro de 2004 sobre a Reserva Biológica de Cuieiras, AM (2°35’S, 60°12’O). As amostras foram coletadas utilizando-se um avião de pequeno porte e um sistema de duas malas semi-automáticas, sendo uma composta por dois compressores que sugam o ar externo ao avião e armazena na segunda mala que contém 17 frascos de vidro. Em cada frasco é armazenado ar correspondente a uma altura do perfil vertical, determinada em plano de vôo programado nesta mala. O sistema de coleta em espiral e a instalação de tubos para coleta de ar foram desenvolvidos de forma a não sofrer influência do monomotor da aeronave. O sistema de análise do N2O instalado no LQA/IPEN utiliza um cromatógrafo com detector de captura eletrônica. Gases de referência garantem a acurácia dos resultados, os quais apresentam desvio médio de 0,26%.
O cálculo do fluxo foi baseado na EQ. 1 (MILLER et al., 2007), que considera integração da concentração de N2O no local amostrado subtraído da concentração de background de todo o perfil, num tempo de transporte da massa de ar da Costa Atlântica à Amazônia Central. O tempo relativo ao deslocamento da massa de ar foi estimado pelo Hysplit (DRAXLER, 2003 - www.arl.noaa.gov/ready/open/hysplit4.html). A concentração de background foi estimada através da fração de influência de cada hemisfério nas regiões de estudo. Para tal utilizou-se a concentração de SF6, considerado como traçador de massas de ar uma vez que não é emitido por toda a trajetória estudada, nos locais de estudo e de duas estações de monitoramento global administradas pela NOAA representativas de massas de ar dos dois hemisférios.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Uma boa representatividade dos resultados obtidos é a distribuição em média trimestral dos fluxos de N2O calculados, gráfico o qual está representado na Fig.1. Observa-se que, em média, o fluxo entre a costa e a Reserva Biológica de Cuieiras (MAN) foi maior que o fluxo calculado entre a costa e a Flona Tapajós (SAN). Apenas no último trimestre do ano a média dos fluxos de SAN foi maior. A média total dos fluxos de MAN foi de 2,1 ± 1,0mgN2O m-²dia-¹, enquanto SAN foi de 1,5 ± 1,6 mgN2O m-²dia-¹. O alto desvio padrão observado em SAN indica grande variação na emissão de N2O neste local.
Percebe-se a existência de sazonalidade sobre MAN. Comparando as Fig. 1 e 2 observa-se que a maior emissão ocorre durante o período da estação chuvosa diminuindo com o a seca, o que é condizente com a literatura (DAVIDISON et al., 2007; VAN HAREN et al., 2005), a qual explica este decréscimo pela diminuição da atividade microbiana nos processos de nitrificação e desnitrificação do solo, principal fonte de N2O nesta região. Sobre SAN observa-se esta sazonalidade nos primeiros três trimestres, entretanto, no último trimestre o fluxo de N2O é maior que no período da estação chuvosa mesmo considerando a barra de desvio padrão, mesmo com a pluviometria média ainda baixa (~ 200mm). Esses valores foram altos em todos os anos amostrados, indicando a presença de fonte ainda não relatada neste período entre a costa e a Flona Tapajós. Assim, faz-se necessário estudar melhor as fontes de N2O em toda a trajetória das massas de ar. A barra de desvio padrão mostra que nesta integração sobre SAN, a variação entre os fluxos foi grande entre os anos e mesmo entre um mesmo ano.
Os valores de fluxo encontrados neste trabalho estão bastante coerentes com os encontrados na literatura.
CONCLUSÕES: A integração do fluxo da trajetória da massa de ar entre a costa e a Reserva de Cuieiras apresentou valor médio (2,1 ± 1,0mgN2O m-²dia-¹) superior ao valor médio entre a costa e a Flona Tapajós (1,5 ± 1,6 mgN2O m-²dia-¹), sendo que esta última também apresentou grande variação no fluxo de N2O. Esta última apresentou maior emissão no último trimestre do ano, indicando fontes ainda não relatadas durante este período na região.Para o fluxo em MAN, a emissão de N2O apresentou sazonalidade a qual está relacionada à pluviometria da região, com maiores emissões durante a estação chuvosa.
AGRADECIMENTOS: CAPES e à NOAA pelo auxílio financeiro, ao LQA-CQMA-IPEN pela estrutura e ao amigos e colegas que contribuíram para este trabalho.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: CICERONE, R.J. 1987. Changes in stratospheric ozone. Science, 237: 35-42.
DAVIDSON, E.A.; KINGERLEE, W. 1997. A global inventory of nitric oxide emissions from soils. Nutrient Cycling in Agroecosystems 48: 37–50.
DAVISDON, E.A.; CARVALHO, C.R.; FIGUEIRA, A.M.; ISHIDA, F.Y.; OMETTO, J.P.H.B.; NARDOTO, G.B.; SABÁ, R.T.; HAYASHI, S.N.; LEAL, E.C.; VIEIRA, I.C.G.; MARTINELLI, L.A. 2007 Recuperation of nitrogen cycling in Amazonian forests following agricultural abandonment. Nature, 447: 995-999.
DO CARMO, J.B.; ANDRADE, C.A.; CERRI, C.C.; PICCOLO, M.C. 2005. Disponibilidade de nitrogênio e fluxos de N2O a partir de solo sob pastagem após aplicação de herbicida. R. Bras. Ci. Solo, 29:735-746, 2005
DO CARMO, J.B.; PICCOLO, M.C.; ANDRADE, C.A.; CERRI, C.E.P.; FEIGL, B.J.; NETO, E.S.; CERRI, C.C. 2007. Short-term changes in nitrogen availability, gas fluxes (CO2, NO, N2O) and microbial biomass after tillage during pasture re-establishment in Rondônia, Brazil. Soil & Tillage Research, 96: 250–259.
DRAXLER, R.R.; ROLPH, G.D. 2003. HYSPLIT (HYbrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory) Model access via NOAA ARL READY Website (http://www.arl.noaa.gov/ready/hysplit4.html). NOAA Air Resources Laboratory, Silver Spring, MD.
IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). Climate Change 2001. The Scientific Basis – Contribution of Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change.
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WRAGE, N.; VELTHOF, G.L.; VAN BEUSICHEM, M.L.; et al. 2001. Role of nitrifier denitrification in the production of nitrous oxide. Soil Biology & Biochemistry, 33: 1723-1732.
