Wildfire effects on forest soil organic matter stocks and losses by runoff - Estrela, Sílvia Regina Marques Faria (2017)
O solo é considerado o maior reservatório de carbono (C) global e, um importante sumidouro de CO2 atmosférico. Os incêndios florestais são um fenómeno frequente nos ecossistemas mediterrânicos, em especial em Portugal. Nas últimas décadas verificou-se um aumento do número de incêndios e os cenários de alterações climáticas sugerem que os regimes de incêndios se poderão intensificar no futuro. Os incêndios florestais podem provocar efeitos importantes a curto e médio prazo em fatores chave da qualidade do solo, tais como a quantidade e qualidade da matéria orgânica (SOM). Devido à grande quantidade de carbono (C) armazenado no solo, mesmo pequenas mudanças na SOM poderão ter um efeito significativo sobre os ciclos biogeoquímicos e, consequentemente, sobre o clima global. Embora existam vários estudos que documentam os efeitos pós-fogo sobre os processos hidrológicos e de erosão, em termos de impactos sobre a quantidade (em termos de stocks e perdas de carbono orgânico (OC) por escorrência superficial), qualidade da SOM e sedimentos exportados, bem como a sua recuperação pós-fogo tem sido pouco estudados. Estes foram os principais objetivos deste estudo, realizado em plantações de eucalipto (Eucalyptus globulus), um dos tipos de vegetação florestal mais suscetíveis ao fogo no centro-norte de Portugal. O efeito dos incêndios florestais na qualidade da SOM do solo foi avaliado na camada superficial do solo (0-2 cm) em 4 períodos de amostragem, imediatamente antes das primeiras chuvas até dois anos após o incêndio. Para tal, foram utilizadas várias técnicas analíticas, tais como a deteção e caraterização de biomarcadores lipídicos por cromatografia gasosa/espetrometria de massa (GC-MS), caraterização de SOM por pirólise acoplada à cromatografia gasosa e à espetrometria de massa (Py-GC/MS) e, por ressonância magnética nuclear 13C de estado sólido (13C NMR). As exportações pós-fogo de OC por escorrência superficial e as respetivas contribuições das frações de carbono orgânico dissolvido (DOC), carbono orgânico particulado (POC) e carbono inorgânico dissolvido (DIC) foram também determinados em amostras de escorrência superficial recolhidas em intervalos de 1 a 2 semanas ao longo do primeiro ano após o incêndio. Os resultados mostraram que o incêndio provocou mudanças consideráveis na quantidade e qualidade da SOM. Estas incluíram a degradação térmica e quebra de compostos de n-alquilo. Aumentaram os rácios das cadeias curto-longo de n-alcanos e das cadeias de n- FAMEs, assim como a alteração dos respetivos índices. Além disso, a abundância relativa de certos biomarcadores específicos de determinadas plantas foram modificados, especialmente diminuição de terpenóides, tais como epiglobulol, ledol e globulol que são característicos do Eucalyptus globulus. Outras diferenças observadas no solo queimado foram a presença de levoglucosano, um marcador típico para a alteração térmica de polissacarídeos, maior abundância relativa de compostos derivados da lenhina (vanilina e metoxifenol) e a presença de estruturas de N-heteroaromáticos. Os espetros de 13C NMR também indicaram que o fogo produziu um aumento considerável na aromaticidade e condensação aromática da SOM. Estas diferenças verificaram-se durante o período de estudo, sugerindo uma lenta recuperação das propriedades do solo, possivelmente influenciadas, quer por uma recuperação limitada da vegetação, quer pela intensificação das perda de solo após o incêndio. O presente trabalho abordou também um tema pouco estudado como são os efeitos pós-fogo nas perdas de OC no solo por escorrência superficial. Os principais resultados apontaram para (i) uma maior quantidades de cinzas na encosta orientada a norte do que na encosta orientada a sul, enquanto que para a quantidade total de carbono orgânico (TOC) nas cinzas, estas não apresentaram diferenças; (ii) quer a perda total de sedimentos, quer a quantidade TOC do solo apresentouse maior na encosta orientada a norte do que a sul; (iii) a fração de OC que apresentou as maiores perdas, para ambas as encostas, foi a particulada. A quantificação das perdas de OC pós-fogo podem contribuir de forma relevante para a proteção dos ecossistemas, nomeadamente em termos da fertilidade do solo.