Estoque de carbono e atributos florísticos e edáficos de ecossistemas florestais em processo de restauração

Abstract

Objetivou-se com o presente estudo: descrever o compartimento arbóreo de áreas em processo de restauração; analisar possíveis diferenças no processo de restauração de áreas com diferentes históricos e níveis de perturbação e quantificar e espacializar o estoque de carbono no estrato arbóreo, na serapilheira e no solo dos ecossistemas em processo de restauração. A pesquisa foi conduzida em áreas localizadas no entorno da Usina Hidrelétrica da Companhia Energética de Minas Gerais (CEMIG). Foram plotadas 36 unidades amostrais onde foi feito os estudos dos aspectos florísticos e estruturais da vegetação, análise química e granulométrica dos solos e estimativa do estoque de carbono. Foram aplicados os métodos da geoestatística (semivariograma e krigagem) para analisar a dependência espacial do estoque de carbono nos diferentes compartimentos e produção de mapas de krigagem. Os resultados demonstraram variação pouco pronunciada quanto ao número de espécies (DE = 50 e PE = 52) e de famílias (DE = 19 e PE = 20). Tanto na categoria DE quanto na PE, a família que apresentou maior número de espécies e de indivíduos foi Fabaceae. Os indivíduos estão quase em sua totalidade na menor classe diamétrica (5 a 10 cm) e entre 5 e 10 m de altura. A densidade de árvores foi de 1.292, 1.214 e 1.716 indivíduos.ha-1, para as categorias DE, PE e CON. A área basal foi 9,34 m2.ha-1, 15,10 m2.ha-1 e 8,24 m2.ha-1, demonstrando valores inferiores aos de levantamentos feitos na região empregando o mesmo critério de inclusão (DAP ≥ 5cm). Os índices de diversidade de Shannon (H’) e as equabilidades de Pielou (J’) foram de 3,17; 2,18 e 3,17 e 0,80; 0,71 e 0,76, verificados para as áreas DE, PE e CON, respectivamente. Houve tendência de formação de três grupos demonstrando que houve heterogeneidade espacial florística a um nível de corte de 25% no eixo de escala. A CCA produziu valores consideravelmente altos para as correlações espécie-ambiente (r > 0,8) para os primeiros eixos, sendo que os testes de permutação de Monte Carlo indicaram que as abundâncias das espécies e as variáveis edáficas foram significativamente correlacionadas. O uso da técnica de geoestatística possibilitou a descrição do estoque de carbono no estrato arbóreo, na serapilheira e no solo. A análise dos semivariogramas mostrou que o estoque de carbono nas áreas em processo de restauração e no fragmento de vegetação nativa apresentara dependência espacial, sendo baixa para o estrato arbóreo e solo na profundidade de 10 a 20 cm e moderada para serapilheira (ML e MNL) e solo (0 a 10 cm). Os dados se ajustaram ao semivariograma nos modelos Exponencial e Gaussiano. Na categoria PE, 47,44 ton.ha-1 de carbono estão estocadas na parte aérea das árvores, 2,02 na serapilheira e 57,47 no solo, totalizando 106,93 ton.ha-1, aos 19 anos de idade.

The objective of this study was: to describe the tree compartment of areas in restoration process 19 years after the implementation of the restoration process; analyze possible differences in the restoration process of five areas with different backgrounds and disturbance levels; and quantify and spacing carbon stock in the compartments (tree layer, litter and soil) of the ecosystem in restoration process. The research was conducted in six areas located near the Hydroelectric Power Plant of the Companhia Energética de Minas Gerais (CEMIG). Thirty six sampling units were plotted along the study areas, in which the study of the floristic and structural aspects of the vegetation, chemical and particle size soil analyses, estimation of the carbon stock of the tree layer in woody (ML) and non-woody (MNL) material, and estimation of the soil carbon stock (0 to 10 and 10 to 20 cm) were done. Geostatistical methods (semivariogram and kriging) were applied to analyze the spatial dependence of the carbon stock in the different compartments and the production of kriging maps. The results showed slightly pronounced variation regarding the number of species (DE = 50 and PE = 52) and families (DE = 19, PE = 20). The family Fabaceae had the highest number of species and individuals in both DE and PE categories. Individuals are almost entirely in the smallest diameter class (5-10 cm) and between 5 and 10 m in height. The tree density was of 1,292, 1,214 and 1,716 individuals.ha-1, for categories DE, PE and CON. The basal area was of 9.34, 15.10 and 8.24 m2.ha-1, showing values lower than those of surveys done in the region using the same inclusion criteria (DBH ≥ 5 cm). The Shannon diversity indexes (H') and Pielou equability (J') were of 3.17, 2.18 and 3.17, and of 0.80, 0.71 and 0.76, varifyed for the DE, PE and CON areas, respectively. A tendency to form three groups occurred, demonstrating that there was floral spatial heterogeneity at 25% harvesting level in the scale axis. The CCA has produced considerably high values for the species-environment correlations (r> 0.8) for the first axis, with the Monte Carlo permutation tests indicating that the species abundances and edaphic variables were significantly correlated. The use of geostatistical technique enabled the description of the carbon stock in the tree layer, litter and soil. The semivariogram analysis has shown that the carbon stock in the areas in restoration process and in the native vegetation fragment presented spatial dependence, being low to tree layer and soil at depths of 10 to 20 cm and moderate to litter (ML and MNL) and soil (0-10 cm). The data were adjusted to the semivariogram in the Exponential and Gaussian models. In the PE category, 47.44 ton.ha-1 of carbon are stored in the aerial parts of the trees, 2.02 in the litter and 57.47 in the soil, totalizing 106.93 ton.ha-1, at 19 years of age.