Dissertação/Tese TURFEIRAS DA SERRA DO ESPINHAÇO MERIDIONAL: MAPEAMENTO E ESTOQUE DE MATÉRIA ORGÂNICA - PPGCF

A Serra do Espinhaço Meridional - SdEM, nascente do Rio Jequitinhonha e de importantes afluentes dos Rio São Francisco e Doce, possui litologias predominantemente quartzíticas e é caracterizada por apresentar áreas dissecadas entremeadas a superfícies de aplainamento, onde, nas depressões, ocorrem as turfeiras, grandes reservatórios de matéria orgânica e de água. A turfeira pode ser definida como um substrato constituído por restos de vegetais mortos, em diferentes estágios de decomposição, que se acumulam em sucessão em lugares úmidos ou encharcados onde haja uma considerável redução na atividade biológica devido às inóspitas condições do meio. É formada pelo acúmulo em sucessão de restos vegetais, em locais que apresentam condições que inibem a atividade de microrganismos decompositores, como excesso de umidade, baixo pH, escassez de oxigênio e temperaturas amenas. Outro papel importante reservado para as turfeiras é sua utilização como arquivo ambiental e cronológico da evolução das paisagens, das mudanças climáticas e da deposição atmosférica de metais pesados, em escala regional ou mesmo global. O objetivo deste trabalho foi mapear as turfeiras da porção norte da SdEM, determinar seu estoque de matéria orgânica armazenada e utilizar isótopos de carbono para identificar mudanças ambientais regionais que ocorreram no Quaternário. Turfeiras pré-selecionadas foram mapeadas através de trabalhos de campo e de técnicas de geoprocessamento e sensoriamento remoto, utilizando os softwares Arcgis 9.3, Envi 4.5 e GPS Trackmaker Pro. A caracterização dos organossolos foi realizada de acordo com metodologia preconizada no Sistema Brasileiro de classificação de Solos. Amostras foram enviadas para determinação da composição isotópica (δ13C) e datações radiocarbônicas (14C) por espectrometria de cintilação líquida de baixa radiação de fundo. Numa primeira aproximação foi possível mapear 14.287,55 hectares de turfeiras distribuídas ao longo de 1.180.109 hectares da SdEM, o que representa 1,2% da área total. Essas turfeiras ocupam um volume médio de 170.021.845,00 metros cúbicos, armazenam 4.488.576,71 toneladas de matéria orgânica e acumulam em média 314,16 t ha-1. A maioria das turfeiras mapeadas segue o seguinte padrão ambiental: ocorrem em áreas aplainadas da superfície S2, tendo em sua base rochas quartzíticas, entre 1100 e 1350 metros de altitude, onde as temperaturas e precipitações anuais médias são respectivamente menores que 19°C e maiores que 1200 mm e estão colonizadas por vegetação campestre, com esparsos capões de mata. Nas turfeiras da SdEM predominam os estágios de decomposição da matéria orgânica avançado (sáprico), seguido do intermediário (hêmico). A taxa de crescimento vertical variou entre 0,058 e 0,43 mm ano-1, enquanto a taxa de acúmulo de carbono oscilou entre 0,95 e 53,91 g m-2 ano-1. As turfeiras que se situam em posições altimétricas de 1.000 a 1.200m e acima de 1.700 m são mais recentes (Holocênicas), ao passo que aquelas que ocupam posições entre 1.200 e 1.700 metros de altitude são mais antigas (Pleistocênicas). As turfeiras da SdEM, começaram a ser formadas no Pleistoceno Superior (42.175± 3390 anos A.P.), quando estavam colonizadas predominantemente por plantas de ciclo fotossintético CAM. A vegetação foi mudando gradativamente para plantas do ciclo fotossintético C3 ao longo da transição Pleistoceno- Holoceno, processo associado a mudanças paleoclimáticas. Através de mapeamentos via técnicas de geoprocessamento e sensoriamento remoto foi possível entender melhor a natureza geológica, geomorfológica e hidroclimatológica das turfeiras e sua inserção na paisagem regional. Os ambientes turfosos da SdEM guardam significativa importância no armazenamento de carbono orgânico e água e enquanto testemunho de mudanças paleoambientais, o que fundamenta uma necessidade urgente e emergente no sentido de proporcionar maior proteção e preservação a esses pedoambiente paleoambientais, o que fundamenta uma necessidade urgente e emergente no sentido de proporcionar maior proteção e preservação a esses pedoambientes.

The Range Espinhaço Meridional - SdEM, spring Jequitinhonha River and major tributaries of the Rio São Francisco and Doce, possesses predominantly quartzitic lithologies and it is characterized by dissected areas interspersed the planning surfaces where bogs, large reservoirs of organic matter and water occur in the depressions. The bog can be defined as a substrate consisting of remains of dead plants at different stages of decomposition which accumulate in succession in wet or moist places where there is a considerable reduction in biological activity due to inhospitable environmental conditions. It is formed by the accumulation of plant remains in succession, in places that present conditions that inhibit the activity of decomposing microorganisms, such as excessive moisture, low pH, lack of oxygen and warm temperatures. Another important role is reserved for use as peat environmental and chronological file of landscape evolution, climate change and atmospheric deposition of heavy metals in regional or even global. The study aims to map the peat bogs of the northern portion of SdEM, to determine their stock of organic matter stored and to use carbon isotopes to identify regional environmental changes that occurred in the Quaternary. Pre-selected Peatlands were mapped through field work and GIS techniques and remote sensing, using the software Arcgis 9.3, Envi 4.5 and GPS TrackMaker Pro. The characterization of Histosols was performed according to the methodology proposed in the Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. Samples were sent for determination of the isotopic composition (δ13C) and radiocarbon dating (14C) by liquid scintillation spectrometry of low background radiation. In a first approximation it was possible to map 14,287.55 hectares of peat bogs distributed over 1,180,109 hectares of SdEM, which represents 1.2% of the total area. These bogs occupy an average volume of cubic 170,021,845.00 meters, store 4,488,576.71 tons of organic matter and accumulate an average of 314.16 t ha-1. Most bogs mapped follow the environmental pattern: they occur in areas flattened of the S2 surface, having in its base quartzite rocks, being analyzed between 1100 and 1350 meters of altitude, where temperatures and annual rainfall averages are respectively less than 19 ° C and higher than 1200 mm and are colonized by grassland with scattered clumps of forest. In the bogs predominate advanced stage of decomposition of organic matter (sapric), followed by intermediate (hemic). The vertical growth rate varied between 0.058 and 0.43 mm yr-1, while the rate of carbon accumulation ranged between 0.95 and 53.91 g m-2 yr-1. The peat bogs which are located at altimetry positions between 1,000 and 1.200m and above 1,700 m are more recent (Holocene), while those in positions between 1,200 and 1,700 meters are older (Pleistocene). The peat bogs of SdEM began being formed in the Late Pleistocene (42,175 ± 3390 years BP), when plants were colonized predominantly by CAM photosynthetic cycle. The vegetation was changing gradually for plant by C3 photosynthetic cycle along the Pleistocene-Holocene transition, a process associated with paleoclimatic changes. By mapping through GIS techniques and remote sensing could better understand the geological, geomorphological and hydroclimatology of the bog and its insertion into the regional landscape. The environments of peat SdEM hold significant importance in organic carbon storage and water and as testimony of paleoenvironmental change, which underlies an emerging and urgent need in order to provide greater protection and preservation of these pedoenvironment.