Quantification of carbon agroforestry system in cerrado area of central Brazil

Monografia (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Planaltina, 2013.A conversão da vegetação nativa em pastagem ou área agrícola, e os tradicionais usos da terra fazem dos sistemas agroflorestais (SAFs) uma alternativa de uso do solo, capazes de recuperar áreas degradadas, promover o desenvolvimento rural e alavancar níveis de produtividade com melhorias na qualidade da matéria orgânica do solo e acúmulo de carbono no sistema. Os SAF’s podem fornecer serviços ambientais com potencial de serem convertidos em créditos de carbono, aumentando o valor agregado da propriedade agrícola. O objetivo deste trabalho foi investigar a dinâmica de carbono e quantificar a biomassa epígea em um SAF localizado em área de Cerrado do Brasil Central. Foram realizadas medidas de δ13C e concentração de C foliar, serapilheira e do solo (0-20 cm de profundidade), estimou-se o estoque de carbono no solo e quantificou-se a biomassa epígea através do uso de equações alométricas específicas para verificação do carbono armazenado na estrutura da vegetação do SAF. O teor médio de carbono orgânico no solo foi de 2,4 ± 0,5% e o estoque de carbono do solo foi de 43,6 Mg C.ha-¹, nos primeiros 20 cm de profundidade, respectivamente. O δ13C da serapilheira foi de -28,4‰, o do solo da pastagem degradada adjacente à área do SAF usada como testemunha foi de -15,2‰ e o do solo do SAF foi, em média, - 20,4 ± 0,8 ‰. Após 10 anos de conversão no uso do solo com mudança na predominância de plantas do tipo C4 (gramíneas) para plantas do tipo C3 (arbóreas plantadas), cerca de 40% da matéria orgânica incorporada nos primeiros 20 cm de solo são provenientes das espécies plantadas no SAF. Os valores de δ13C foliar variam entre -33,4 e -27,8 ‰ com média de -30,7‰, indicando uma grande variação na eficiência no uso da água entre as espécies arbóreas e consequentemente na assimilação de carbono. A biomassa epígea do SAF, segundo a equação alométrica utilizada para florestas tropicais da Amazônia Central, ficou estimada em 39,5 Mg ha-1 enquanto a equação alométrica para SAFs em áreas de Cerrado indicou uma biomassa para o SAF em estudo de 28,4 Mg ha-1. Conclui-se que a maior quantidade de carbono armazenada no SAF se encontra na biomassa epígea, quando comparado a sistemas tradicionais de uso da terra e áreas nativas de cerrado enquanto o solo superficial do SAF não apresenta maiores quantidades de carbono quando comparados a sistemas tradicionais de uso da terra assim como de áreas de cerrado nativo. ________________________________________________________________________________ ABSTRACTThe conversion of native forest to pasture or croplands, with traditional practices, make the agroforestry systems (AFS) an alternative land use, able to recover degraded areas, to promote sustainable rural development, but also increasing the productivity with improvements to the quality of soil organic matter and carbon accumulation in the system. The AFS's can also provide environmental services with potential to be converted into carbon credits, increasing the value of agricultural property. The objective of this study was to investigate the carbon dynamics and estimate the aboveground biomass in an AFS located in an area of the Cerrado of Central Brazil. The foliar C and δ13C, as well as the fine litter and soil were measured. The aboveground biomass was estimated through the use of specific allometric equations for verification of carbon stored in vegetation structure of the AFS. The content of soil organic carbon was about 2.4 ± 0.5% in the first 20 cm depth, and the carbon stock of soil between 0 and 20 cm depth was about 43.6 Mg C.ha-¹. The average fine litter δ13C was -28.4 ‰., the soil δ13C of an adjacent degraded pasture used as a control was -15.2 ‰ and the soil δ13C of the AFS was on average - 20.4 ± 0.8 ‰ (0-20 cm depth). After 10-year period of land use onversion with change from the predominance of C4-type plants (grass) to C3 type plants (planted AFS trees), about 40% of organic matter incorporated in the firsts 20 cm of soil are already derived from the species planted in the AFS. The foliar δ13C for the tree species varied between -33.4 and -27.8 ‰ with an average of -30.7 ‰, indicating a large variation in the efficiency of water use among the species and consequently in carbon assimilation. The aboveground biomass according with the allometric equation used for tropical forests of Central Amazonia, was estimated as 39.5 Mg ha-1 while the allometric equation for AFSs in Cerrado areas indicated a biomass for the studied SAF of about 28.4 Mg ha-1. In general, higher amount of carbon is stored in the aboveground biomass in the AFS compared with traditional systems of land use as well as with native Cerrado areas while the soil from the AFS seems to storage less amounts of carbon when compared with traditional systems of land use as well as areas of native Cerrado