Modelagem espaço-temporal da alteração pelo cultivo dos estoques de matéria orgânica em solos da região de Vacaria nos Campos de Cima da Serra - Rio Grande do Sul | Spatial-temporal modeling of alteration through the cultivation of organic matter stocks in the soil in the region of Vacaria, in Campos de Cima da Serra – Rio Grande do Sul state

Os modelos de simulação, uma vez calibrados localmente, são ferramentas úteis para a avaliação dos impactos da agricultura sobre a dinâmica do carbono orgânico do solo (COS) e planejamento de sistemas agrícolas sustentáveis em escala regional. O presente trabalho teve como principal objetivo avaliar as alterações no estoque de carbono por meio do estudo da evolução espaço-temporal dos sistemas de uso e manejo dos solos de uma área localizada ao norte da zona urbana do Município de Vacaria - RS, por simulações com o modelo Century – versão 4.0, apoiado em levantamentos históricos e técnicas de geoprocessamento e sensoriamento remoto. Além disto, estimou-se as emissões de CO2 pelos solos desta região e seu potencial de seqüestro relacionado à adoção de cenários conservacionistas. Para tanto, uma base de dados geoespaciais foi criada em um Sistema de Informações Geográficas (SIG). O modelo Century foi calibrado com os estoques de COS obtidos por amostragem (0-20cm de profundidade) sob vegetação nativa e sob lavouras da região de estudo. Foram realizadas simulações com o modelo para cada combinação “solo - posição na paisagem - início da agricultura”, caracterizando as unidades de simulação. Verificou-se que, para o período atual (ano 2008), a mudança de uso do solo, representada pela conversão da vegetação nativa em agricultura, causou uma redução no conteúdo de carbono ao longo dos anos, sendo que as lavouras com maior tempo de exploração e submetidas ao preparo convencional apresentaram os menores estoques. Por outro lado, nas simulações futuras (ano 2058) verifica-se que todas as unidades de simulação podem recuperar, e até superar, os estoques de carbono orgânico encontrados no solo sob vegetação nativa de campo. Conforme os resultados de emissão e adição de carbono no solo, verificou-se que, mesmo com a adoção de 50 anos de preparos conservacionistas (2008 a 2058), obtém-se um balanço de CO2 negativo (emissão). Porém, os resultados apontam uma tendência de diminuição futura destas emissões, havendo, com isso, um aumento das adições (seqüestro) de carbono no solo ao longo do tempo.

Simulation models, when locally calibrated, are useful tools for evaluation of agriculture impacts on the dynamics of soil organic carbon (SOC) and planning of sustainable agricultural systems on a regional scale. The present study main objective was to evaluate the changes of soil carbon stocks through the study of spatial-temporal evolution of soil use and management in an area located to the north of Vacaria city urban area, by simulations with Century model - version 4.0, supported by historical surveys and GIS and remote sensing techniques. Moreover, CO2 emissions from soils of this region and its potential for sequestration related to the adoption of conservation scenarios were estimated. Therefore, a geospatial database was created in a Geographic Information System (GIS). The Century model was calibrated with the stocks of SOC obtained by sampling (0-20cm depth) under native vegetation and crops in the study area. Simulations with the model for each combination "soil - position in the landscape - beginning of agriculture" were taken, featuring the simulation units. It was found that for the current period (year 2008), the change of land use, represented by the conversion of native vegetation to agriculture, caused a reduction in carbon content over the years, and crops submitted to longer periods of conventional tillage present the lowest stocks. On the other hand, future simulations (year 2058) show that the simulation units can recover, and even exceed, the organic carbon in the soil under field native vegetation. According to the results of emission and addition of carbon to the soil, it was found that even with the adoption of 50 years of conservation tillage (2008 to 2058), a negative balance of CO2 (emissions) is obtained. However, the results indicate a downward trend in the future emissions, pointing to an increase of carbon additions (sequestration) in the soil over time.