Carbon stock and dynamics on subtropical plantations of Eucalyptus saligna and mediterrânean plantations of eucalyptus globulus

O continuo aumento na concentração de dióxido de carbono na atmosfera, resultado da combustão de combustíveis fósseis, de mudanças no uso do solo e do desmatamento para a agricultura, é um assunto de grande importância devido a suas implicações no aquecimento global e nas mudanças climáticas. O florestamento é visto como uma solução para frear o aumento na concentração de CO2 atmosférico, podendo contribuir na mitigação das mudanças climáticas através do seqüestro de carbono na biomassa das árvores e no solo. O presente estudo teve como objetivo avaliar alguns dos processos que envolvem o estoque e a dinâmica do carbono em sistemas florestais manejados com eucalipto. O estudo abrangeu trabalhos de campo para quantificar o estoque de carbono nos componentes do sistema florestal com árvores de Eucalyptus saligna com três anos de idade na região Sul do Brasil e a investigação do efeito de variações sazonais e ontogenéticas sobre as emissões respiratórias de CO2 das folhas e do caule de Eucalyptus globulus com 6 e 11 anos de idade sob clima Mediterrâneo na região central de Portugal. Os resultados do experimento de campo realizado no Brasil mostraram que a biomassa do caule representa o principal pool de carbono no sistema florestal (média de 68% do estoque total), seguido pelo solo (média de 30%) enquanto que os pools mais lábeis de carbono, como a biomassa das folhas, raízes e a serrapilheira representam uma menor proporção do estoque total de carbono (média de 2%). O teor de argila e o conteúdo gravimétrico de água no solo foram positivamente relacionados com as variações observadas no estoque de carbono no solo e na biomassa de folhas e do caule. O acúmulo de carbono no solo não foi associado com a produção e composição química de serrapilheira. Por outro lado, as variações observadas no estoque de carbono nas frações do solo (carbono associado a minerais e carbono orgânico particulado) foram significativamente associadas com as características do solo, principalmente o teor de argila e a concentração de cobre; e com a composição química das raízes. As relações observadas entre as características do solo e das raízes com as frações de carbono associado a minerais e de carbono orgânico particulado parecem estar associadas com a função dessas variáveis sobre os processos de decomposição e estabilização da matéria orgânica no solo. Os resultados do experimento de campo conduzido em Portugal evidenciaram que a medida que as árvores tornam-se maiores e mais velhas ocorre um aumento nas perdas respiratórias de CO2 das folhas e do caule. Entretanto, o acentuado aumento observado nas emissões respiratórias nas árvores mais velhas (11 anos) ocorreu apenas durante o outono, sendo associado com a recuperação do status hídrico da planta após um período de déficit hídrico durante o verão. O aumento na respiração foliar e do caule nas árvores mais velhas após a recuperação do turgor celular durante o outono parece estar relacionado com o aumento na energia requerida para os processos de manutenção celular mais do que aos processos de respiração de crescimento. Os resultados deste estudo indicaram que em sistemas florestais manejados, o caule das árvores representa o principal pool de carbono e que as perdas de carbono através das emissões respiratórias de CO2 tornam-se mais acentuadas nas árvores mais velhas, apenas em condições ambientais favoráveis ao ganho de carbono, tais como no outono, sendo influenciadas pelo turgor celular. Por outro lado, o acúmulo de carbono no solo parece estar relacionado com a relação entre as características intrínsecas do solo, sobretudo a granulometria, e a composição química das raízes, sobre os processos de estabilização da matéria orgânica no solo do que em relação à quantidade de serrapilheira depositada no solo.The continuous increase in the concentration of carbon dioxide in the atmosphere, due to the combustion of fossil fuels, changes in land use and deforestation for agriculture, is a matter of great importance due to its implications on global warming and climate change. Afforestation is seen as a solution to mitigate the increase in atmospheric CO2 concentration and may contribute to climate change mitigation through carbon sequestration in the trees’ biomass and soil. In this study we tried to assess some of the processes involving the carbon balance in forestry systems with eucalyptus. The study included field work to quantify the carbon stocks in the components forest system with trees of Eucalyptus saligna in the South of Brazil and the investigation of the effect of seasonal and ontogenetic variations on CO2 respiratory emissions from the leaves and stem of Eucalyptus globulus under the Mediterranean climate in central Portugal. The results of the Brazilian experiment showed that the stem biomass is the main pool of carbon in the forestry system (average 68% of total stock), followed by soil (30%) while the more labile carbon pools, such as leaf and root biomass and litter mass represent a smaller proportion of total carbon stock (2%). Clay and gravimetric water contents in the soil were associated with the observed variations in carbon storage in the soil and in the leaf and stem biomass. The accumulation of soil carbon was not directly associated with the production and chemical composition of the litter. However, the observed variations in carbon stock in the soil fractions (particulate and mineral organic carbon) were significantly associated with soil characteristics, especially the clay content, the concentration of copper and the chemical composition of roots. The observed relationships between soil characteristics and root fractions with the mineral and particulate organic carbon fractions seem to be associated with the function of the variables, cited above, on the processes of decomposition and stabilization of organic matter in soil. The results of the field experiment conducted in Portugal revealed that as the trees become larger and older, there is an increase in CO2 respiratory losses from leaves and stems. However, the marked increase in respiratory emissions observed in the older trees occurred only during the autumn, being associated with the recovery of plant water status after a period of drought during the summer. The increase in leaf and stem respiration of older trees after the recovery of cell turgor during the autumn seem to be related to increased energy costs in the processes of cellular maintenance rather than on growth respiration. The results of this study indicated that in managed forestry systems, the tree stem represents the major pool of carbon and carbon losses through the CO2 respiratory emissions become more pronounced in older trees, only under conditions favorable for carbon gain, such as in the autumn, being influenced by cell turgor. Moreover, the accumulation of carbon in the soil seems to be more related to the relationship between the intrinsic characteristics of the soil, particularly grain size and chemical composition of roots on the processes of stabilization of organic matter in the soil rather than the amount of litter deposited in soil