Carbon and biomass stocks in a fragment of cerradão in Minas Gerais state, Brazil

Morais, Vinícius Augusto; Scolforo, José Roberto Soares; Silva, Carlos Alberto Silva; Mello, José Márcio de; Gomide, Lucas Rezende; Oliveira, Antônio Donizette de

doi:10.1590/s0104-77602013000200007

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“…To decrease the amplitude, average values per vegetation type were generated (Table 3), and the values are similar to those shown in other studies (IPCC 2006;Caldeira et al, 2008;Vieira et al, 2010;Froufe et al, 2011;Paiva et al, 2011;Ribeiro et al, 2011;Watzlawick et al, 2012;Morais et al, 2013;Torres et al, 2013) for various vegetation types. The differences among the averages for physiognomies correlated with the number of trees and biomass stock, which means the higher the values of these characteristics, the higher the stocks of biomass and C in the litter.…”

Section: Basic Statistical Analysissupporting

confidence: 53%

“…This characteristic is noticed when viewing the data presented in Table 2, which presents a wide range of biomass stock values and also those for the carbon content, which therefore also affects the C stock values. However, it should be noted that the wide range of values, which demonstrate high variability, a characteristic also mentioned by Aduan and Vilela, Klink, (2003) and Watzlawick et al (2012), even taken just a single fragment (Morais et al, 2013), hinders comparison with other studies. It occurs due to the both scarce and available data, even in those studies already cited, in which almost was employed different procedures for collection as well as data analysis methods (Caldeira et al, 2008;Watzlawick et al, 2012).…”

Section: Basic Statistical Analysismentioning

confidence: 85%

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Spatial distribution of the litter carbon stock in the Cerrado biome in Minas Gerais state, Brazil

Morais

Mello

et al. 2017

Ciênc. agrotec.

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Litter corresponds to the layer of decomposing dead organic matter present on the soil surface. This layer is very important for nutrient cycling and contributes with organic matter accumulation in the soil, besides the carbon stock. The objective herein was to quantify the carbon biomass, both content and stock, and map the litter C-stock in the Cerrado biome, which is formed by Savanna Grassland (SG), Cerrado Stricto Sensu (CE) and Forest Savanna (FS), in Minas Gerais state, southeastern Brazil. The data were collected in 26 fragments in Minas Gerais state, totaling 210 sampling locations. A variographic study was conducted and, for mapping, the ordinary kriging method was used for delimitation of homogeneous zones. It was possible to detect high variability in the carbon biomass, carbon content and C-stock in the Cerrado biome litter in Minas Gerais state. The carbon content presented lower variability, ranging from 40 to 44%, so that it is not responsible for explaining the variability of the litter C-stock. Savanna Grassland and Savanna Forest present, respectively, the lowest and highest C-stocks. C-stock presented a considerable spatial structure dependence, allowing to use the geostatistical procedures for mapping it in the Cerrado biome of the Minas Gerais state. The C-stock kriging map showed good accuracy, allowing to verify that the lowest C-stocks in the litter are found from the center to the northern of the Minas Gerais since the highest air temperatures are also verified in this direction.Index terms: Climate change; Kriging; mapping procedures; accumulated biomass. RESUMOA serrapilheira corresponde à camada de matéria morta em decomposição presente sobre o solo. Esta camada é de grande importância na ciclagem de nutrientes e aporte de matéria orgânica sobre o solo, além de estocar carbono. Objetivou-se quantificar a biomassa, teor e estoque de carbono e espacializar o estoque de C da serrapilheira do Cerrado de Minas Gerais. Os dados foram coletados em 26 fragmentos de Cerrado no Estado de MG, totalizando 335 pontos amostrados em todo estado. Foi realizado o estudo variográfico e, para o mapeamento, utilizou-se a Krigagem, para delimitação de zonas homogêneas. Foi possível detectar alta variabilidade nas características avaliadas, biomassa, teor e estoque de carbono na serrapilheira do Cerrado em Minas Gerais, Brasil. O teor de C foi a característica que apresentou menor variabilidade, com intervalo de 40-44%, de modo que não é um atributo crítico para explicar o estoque de C na serrapilheira. O Campo Cerrado tem o mais baixo estoque de C, e o Cerradão o mais alto. O estoque de C apresenta considerável dependência da estrutura espacial, permitindo o uso de procedimentos geoestatísticos para mapeá-lo no bioma Cerrado do estado de Minas Gerais. O mapa de krigagem de estoque de C mostrou boa precisão e com base nele, foi possível verificar que os estoques de menor teor de carbono na serrapulheira são encontrados do centro para o norte do estado de Minas Gerais, onde temse as maiores tempera...

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Section: Basic Statistical Analysissupporting

confidence: 53%

Section: Basic Statistical Analysismentioning

confidence: 85%

Spatial distribution of the litter carbon stock in the Cerrado biome in Minas Gerais state, Brazil

Morais

Mello

et al. 2017

Ciênc. agrotec.

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“…Os totais estimados para produção em volume de madeira e biomassa, para o fragmento de cerradão no Parque Estadual do Lajeado, em Palmas, TO (Tabela 4), são compatíveis com os obtidos em um estudo realizado em áreas de cerradão no Estado de Minas Gerais, onde se estimaram, em média, 117 m³ ha -1 para volume de madeira total e 57 Mg ha -1 para biomassa total (Morais et al, 2013). Isso indica que ambos os modelos ajustados (regressão e de redes), em função da área basal e dos índices de vegetação obtidos a partir das imagens do satélite ResourceSat1 (IRS-P6), mostraram-se eficazes em estimar as variáveis volume de madeira e biomassa lenhosa.…”

Section: Resultsunclassified

Redes neurais artificiais para a modelagem do volume de madeira e biomassa do cerradão com dados de satélite

Miguel

Rezende

Leal

et al. 2015

Pesq. agropec. bras.

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Resumo -O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficácia da aplicação de modelos de análise de regressão e redes neurais artificiais (RNAs) na predição do volume de madeira e da biomassa acima do solo, da vegetação arbórea em área de cerradão. Volume de madeira e biomassa foram estimados com equações alométricas desenvolvidas para a área de estudo. Os índices de vegetação, como variáveis preditoras, foram estimados a partir de imagens do sensor LISS-III, e a área basal foi determinada por medições na floresta. A precisão das equações foi verificada pela correlação entre os valores estimados e observados (r), erro-padrão da estimativa (Syx) e gráfico residual. As equações de regressão para o volume de madeira total e do fuste (0,96 e 0,97 para r, e 11,92 e 9,72% para Syx, respectivamente) e para a biomassa (0,91 e 0,92 para r, e 22,73 e 16,80% para Syx, respectivamente) apresentaram bons ajustes. As redes neurais também apresentaram bom ajuste com o volume de madeira (0,99 e 0,99 para r, e 4,93 e 4,83% para Syx) e a biomassa (0,97 e 0,98 r, e 8,92 e 7,96% para Syx, respectivamente). A área basal e os índices de vegetação foram eficazes na estimativa do volume de madeira e biomassa para o cerradão. Os valores reais de volume de madeira e biomassa não diferiram estatisticamente dos valores estimados pelos modelos de regressão e redes neurais (χ² ns ); contudo, as RNAs são mais acuradas.Termos para indexação: índice de vegetação, inventário florestal, produção, regressão, sensoriamento remoto. Artificial neural networks for modeling wood volume and aboveground biomass of tall Cerrado using satellite dataAbstract -The objective of this work was to evaluate the effectiveness of regression models and artificial neural networks (ANNs) in predicting wood volume and aboveground biomass of arboreal vegetation in area of tall Cerrado (a forest, savanna-like vegetation). Wood volume and biomass were estimated with allometric equations developed for the studied area. The vegetation indices, as predictor variables, were estimated from LISS-III sensor imagery, and the basal area was determined from field measurements. Equation precision was verified by the correlation between estimated and observed values (r), standard error of estimate (Syx), and by the residual plot. The regression equations for total wood volume and bole volume (0.96 and 0.97 for r, and 11.92 and 9.72% for Syx, respectively), as well as for aboveground biomass (0.91 and 0.92 for r, and 22.73 and 16.80% for Syx, respectively) showed good adjustments. The neural networks also showed good adjustments for both wood volume (0.99 and 0,99 for r, and 4.93 and 4.83% for Syx) and biomass (0.97 and 0.98 for r, and 8.92 and 7.96% for Syx, respectively). Basal area and vegetation indices were effective in estimating wood volume and biomass for the tall cerrado vegetation. Measured wood volume and aboveground biomass did not differ statistically from the predicted values by both the regression models and neural networks (χ² ns ); however, the ANNs are more accurate.

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“…Surveys indicate that in Cerrado ecosystems, the soil may concentrate more than 70% of carbon (MORAIS et al, 2013a;MORAIS et al, 2013b), however, there is a lack of studies that elucidates how the carbon in soil distributes across the forest and how strong is the dependence between carbon in different compartments, for example soil, roots and litter.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Spatial and Vertical Distribution of Litter and Belowground Carbon in a Brazilian Cerrado Vegetation

Morais

Santos

Mello

et al. 2017

CERNE

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Forest ecosystems contribute significantly to store greenhouse gases. This paper aimed to investigate the spatial and vertical distribution of litter, roots, and soil carbon. We obtained biomass and carbon of compartments (litter, roots, and soil) in a vegetation from Cerrado biome, state of Minas Gerais, Brazil. The materials were collected in 7 0.5 m² sub-plots randomly allocated in the vegetation. Root and soil samples were taken from five soil layers across the 0-100 cm depth. Roots were classified into three diameter classes: fine (<5 mm), medium (5-10 mm), and coarse (>10 mm) roots. The carbon stock was mapped through geostatistical analysis. The results indicated averages of soil carbon stock of 208.5 Mg . ha -1 (94.6% of the total carbon), root carbon of 6.8 Mg . ha -1 (3.1%), and litter of 5 Mg . ha -1 (2.3%). The root carbon was majority stored in coarse roots (83%), followed by fine (10%), and medium roots (7%). The largest portion of fine roots concentrated in the 0-10 cm soil depth, whereas medium and coarse roots were majority in the 10-20 cm depth. The largest portion of soil (53%) and root (85%) carbon were stored in superficial soil layers (above 40 cm). As conclusion, the carbon spatial distribution follows a reasonable trend among the compartments. There is a vertical relation of which the deeper the soil layer, the lower the soil and root carbon stock. Excepting the shallowest layer, coarse roots held the largest portion of carbon across the evaluated soil layers. DISTRIBUIÇÃO ESPACIAL E VERTICAL DO CARBONO EM SERAPILHEIRA E SUBSOLO EM VEGETAÇÃO DO CERRADO BRASILEIRORESUMO: Ecossistemas florestais contribuem significativamente para estocar gases do efeito estufa. Objetivou-se investigar a distribuição espacial e vertical do carbono em serapilheira, raízes e solo. Foram obtidos biomassa e carbono de compartimentos (serapilheira, raiz e solo) em vegetação do bioma Cerrado, Minas Gerais, Brasil. O material foi coletado em 7 sub-parcelas de 0,5 m² aleatoriamente alocadas na vegetação. As amostras de raízes e solo foram tiradas de cinco camadas do solo na profundidade de 0-100 cm. Raízes foram classificadas em três classes: raízes finas (<5 mm), médias (5-10 mm) e grossas (>10 mm). Estoques de carbono foram mapeados usando análise geoestatística. Resultados indicaram médias do estoque de carbono no solo de 208,5 Mg . ha -1 (94,6% do carbono total), carbono nas raízes de 6,8 Mg . ha -1 (3,1%), e na serapilheira de 5 Mg . ha -1 (2,3%). Carbono de raízes foi majoritariamente estocado nas raízes grossas (83%), seguido das finas (10%) e médias (7%). A maior porção das raízes finas se concentrou na camada de 0-10 cm, enquanto que raízes médias e grossas majoritariamente entre 10-20 cm. A maior porção do carbono em solo (53%) e raízes (85%) estiveram estocados nas camadas superficiais do solo (acima de 40 cm). Como conclusão, a distribuição espacial do carbono segue razoável tendência entre os compartimentos. Há uma relação vertical de que quanto mais profunda a camada de solo, menor o estoque ...

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Carbon and biomass stocks in a fragment of cerradão in Minas Gerais state, Brazil

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Spatial distribution of the litter carbon stock in the Cerrado biome in Minas Gerais state, Brazil

Spatial distribution of the litter carbon stock in the Cerrado biome in Minas Gerais state, Brazil

Redes neurais artificiais para a modelagem do volume de madeira e biomassa do cerradão com dados de satélite

Spatial and Vertical Distribution of Litter and Belowground Carbon in a Brazilian Cerrado Vegetation

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