Mapping of Carbon Stock in Litter and Soil Using Krigage and Inverse Distance Weighted

Abstract

The significant climate changes occurring on the planet are mainly due to the increase in concentrations of carbon dioxide in the atmosphere. In this context, the objective of this field study was to quantify, evaluate and map the carbon stored in litter and soil in the Mário Xavier National Forest, in Seropédica, Rio de Janeiro, Brazil. For this, 20 sampling units (1 m²) were installed using the simple casual sampling process, where samples of litter present on the soil surface were collected and after that a trench was opened to collect the soil. For the soil, undisturbed and deformed samples were collected in the following five depths. After sorting, the litter samples were taken to the muffle furnace to determine the organic matter content, and then the carbon stock was calculated. For the soil samples, after determining the density, the total soil organic content was obtained using the methods proposed by Yeomans and Bremner and then the carbon stock was determined. Next, an analysis of the experimental semivariogram and adjustment of the geostatistical models was carried out to obtain the parameters and apply ordinary kriging. The carbon stock in litter has a spatially dependent structure, with an average value of 3.38 Mg ha^-1. The soil didn´t show spatial dependence, having to be mapped using the inverse weighted method, but the highest average carbon stock is in the 20 – 30 cm layer with 42.57 Mg ha-¹.

Keywords: Geostatistics. Spatial dependence. Atlantic forest. Conservation Unit.

Resumo

As expressivas mudanças climáticas que ocorrem no planeta são, principalmente, devido ao aumento das concentrações de dióxido de carbono na atmosfera. Nesse contexto o objetivo deste estudo de campo foi quantificar, avaliar e mapear o carbono estocado na serapilheira e no solo na Floresta Nacional Mário Xavier, em Seropédica, Rio de Janeiro, Brasil. Para isso, foram instaladas 20 unidades amostrais (1 m²) pelo processo de amostragem casual simples, onde foram realizadas coletas de amostras de serapilheira presente na superfície do solo e após isso foi aberta uma trincheira para a coleta do solo. Para o solo foram coletadas amostras indeformadas e deformadas nas seguintes em cinco profundidades. Após a triagem as amostras de serapilheira foram levadas as mufla para determinação do teor de matéria orgânica, para em seguida ser calculado o estoque de carbono. Para as amostras de solo, após a determinação da densidade, foi obtido o orgânico total solo utilizando os métodos propostos por Yeomans e Bremner e em seguida determinado o estoque de carbono. Em seguida foi realizado análise do semivariograma experimental e ajuste dos modelos geoestatísticos para obtenção dos parâmetros e aplicação da krigagem ordinária. O estoque de carbono na serapilheira apresenta estrutura de dependência espacial, sendo o seu valor médio de 3,38 Mg ha^-1. O solo não apresentou dependência espacial, tendo que ser mapeado pelo método do Inverso do Quadrado da Distância, mas a maior média de estoque de carbono está na camada de 20 – 30 cm com 42,57 Mg ha^-1.

Palavras-chave: Geoestatística. Dependência Espacial. Mata Atlântica. Unidade de Conservação.