Primeiras estimativas da produção de raízes finas em turfeiras tropicais e florestas de terra firme da Bacia Central do Congo

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 12315 (2023) Citar este artigo

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As turfeiras tropicais são ecossistemas densos em carbono porque acumulam material vegetal parcialmente decomposto. Uma fração substancial desta matéria orgânica pode derivar da produção de raízes finas (FRP). No entanto, existem poucas estimativas de FRP para turfeiras tropicais, e nenhuma do maior complexo de turfeiras do mundo na Bacia Central do Congo. Aqui relatamos sobre FRP usando fotografias repetidas de raízes de tubos transparentes in situ (minirhizotrons), medidas a 1 m de profundidade durante três períodos de um mês (abrangendo estações secas a chuvosas), em uma floresta de turfa dominada por palmeiras, uma floresta de madeira dura. floresta de turfeiras dominada e uma floresta de terra firme. Encontramos FRP de 2,6 ± 0,3 Mg C ha-1 ano-1, 1,9 ± 0,5 Mg C ha-1 ano-1 e 1,7 ± 0,1 Mg C ha-1 ano-1 nos três tipos de ecossistema, respectivamente (média ± padrão erro; não há diferenças significativas no tipo de ecossistema). Essas estimativas estão dentro da faixa FRP publicada em todo o mundo. Além disso, a nossa estimativa de pântanos de turfa de madeira dura é semelhante ao único outro estudo de FRP em turfeiras tropicais, também dominadas por madeira de lei, da Micronésia. Descobrimos também que o FRP diminuiu com a profundidade e foi mais elevado durante a estação seca. No geral, mostramos que os minirhizotrons podem ser usados ​​como um método de baixo distúrbio para estimar FRP em florestas tropicais e turfeiras.

A matéria orgânica do solo é o maior reservatório terrestre de carbono orgânico na Terra1, 2. A maior parte da matéria orgânica do solo é derivada da produção vegetal acima e abaixo do solo através da queda da serapilheira e das raízes3. Destes dois insumos para a matéria orgânica do solo, as raízes são mais eficientemente convertidas em compostos orgânicos estáveis ​​devido à sua composição bioquímica e ao contato direto com micróbios do solo e superfícies minerais2,3,4. Além disso, estima-se que as raízes finas – normalmente definidas como tendo um diâmetro inferior a 2 mm5 – representem até 30% da produção primária líquida anual6, tornando-as uma fonte significativa de carbono orgânico do solo7. Assim, é importante obter uma medição precisa da produção de raízes finas (FRP).

Globalmente, dois padrões principais apontam para a importância de estimar o FRP em turfeiras tropicais. Em primeiro lugar, o FRP atinge o seu nível mais elevado nos trópicos, sem surpresa, dadas as elevadas taxas globais de produtividade dos ecossistemas8,9,10,11. Em segundo lugar, as turfeiras acumulam material orgânico parcialmente deteriorado proveniente da vegetação morta, resultando em alguns dos ecossistemas mais densos em carbono da Terra12, 13. Portanto, compreender o FRP nestes sistemas é uma prioridade. No entanto, as estimativas de FRP são raras em turfeiras tropicais em todo o mundo e, até onde sabemos, apenas uma estimativa de FRP neste ecossistema, da Micronésia, foi publicada14. Para o maior complexo de turfeiras tropicais do mundo, na Bacia Central do Congo13, não temos qualquer estimativa de FRP. A escassez de estimativas de FRP em turfeiras tropicais decorre em parte das dificuldades metodológicas de trabalhar nestes ambientes, particularmente no estudo de processos subterrâneos sob condições alagadas.

Criticamente, os métodos padrão para avaliar FRP em florestas tropicais de terra firme (não inundadas, não ribeirinhas) são inadequados para solos turfosos tropicais. A aplicação de núcleos de crescimento interno (gaiolas cheias de solo sem raízes que capturam o crescimento de novas raízes) e rizotrons (covas de solo cortadas verticalmente equipadas com uma janela para medir o crescimento fino de raízes)15 é dificultada em turfeiras tropicais por causa de densos tapetes de raízes (removendo todos raízes de turfa para núcleos de crescimento é um desafio) e condições alagadas (as janelas do rizotron não podem ser vistas porque estão submersas). Para superar estes problemas de estimativa do FRP na nossa área de estudo nas turfeiras da Bacia Central do Congo, utilizámos uma técnica de minirhizotron recentemente desenvolvida para solos de mangais - o sistema EnRoot16. O sistema minirhizotron EnRoot compreende tubos de acrílico transparente instalados no solo, nos quais um módulo de imagem pode ser inserido para tirar fotografias repetidas ao longo do tempo para determinar as taxas de mudança no comprimento da raiz . Isso permite uma estimativa precisa de FRP em turfeiras tropicais.