Partição do fluxo de CO2 e eficiência do uso de água em pastagem natural | Partitioning the CO2 net flux into assimilation and respiration components and estimating water use efficiency in a grassland ecossystem

As pastagens naturais são importantes para os ciclos de água e carbono no planeta, contribuindo para o armazenamento de matéria orgânica no solo, alimentação animal e para a diversificação da fauna e flora. Dessa forma, o objetivo do trabalho foi particionar o fluxo de carbono e quantificar a eficiência do uso de água em pastagem natural por meio da técnica de covariância de vórtices turbulentos. O sítio experimental está localizado em uma área de pastagem natural com aproximadamente 3.487 hectares, na Universidade do Estado do Kansas, em Manhattan, Kansas, Estados Unidos. Foram analisados dados de fluxos obtidos durante o período de maio a outubro de 2016. As medições dos fluxos de CO 2 e fluxo de calor latente foram realizadas por meio da técnica da covariância de vórtices turbulentos. As medidas de velocidade do vento, concentração de CO 2 , calor sensível e vapor d’água ocorreram a uma frequência de 20 Hz utilizando-se um sistema de aquisição de dados. Os dados brutos foram processados pelo software EddyPro 6.0. Foi realizada a estimativa da respiração durante o dia, a partir da relação não linear entre a troca líquida do ecossistema durante a noite e a temperatura e umidade do solo noturna, a cada dois meses (maio-junho, julho- agosto, setembro-outubro), em que foi obtida melhor relação apenas com a temperatura do solo. Em seguida, foi feita a separação do fluxo de CO 2 em fotossíntese (GPP) e respiração do ecossistema (Reco) e análise da eficiência do uso de água durante a estação de crescimento. Observou-se variação de NEE na pastagem entre -30 μmol CO 2 m -2 s -1 e 15 μmol CO 2 m -2 s -1 . Ao realizar a partição do fluxo de CO 2 do ecossistema, verificou-se maior intervalo de incerteza nos meses de julho e agosto, em decorrência do baixo R 2 encontrado, porém foram obtidas maiores taxas de fotossíntese em relação à respiração do ecossistema em todos os meses analisados. O valor médio de eficiência do uso de água do ano de 2016 foi de 3,1 gC/kg H 2 O. Durante o experimento, o ecossistema atuou como sumidouro de carbono, o que refletiu em aumento de biomassa. Além disso, as atividades metabólicas e balanço de água são afetados diretamente pela temperatura do ar.

Grasslands play an important role for water and carbon global cycles. Grasslands contribute to the storage of organic matter in the soil, animal feed and for biodiversity. The objective this study was to partition of the CO 2 net ecossystem exchange (NEE) and to quantify the use water use efficiency in grassland using the eddy covariance technique. The experimental site is located in a grassland ecossystem with and area of approximately 3,487 hectares at the Kansas State University in Manhattan, Kansas, United States. The flux data obtained were analyzed during the period from May to October 2016. The measurements of CO 2 and latent heat fluxes were measured using the eddy covariance technique. Measurements of wind velocity orthogonal components, CO 2 and water vapor concentration were taken at a frequency of 20 Hz using a datalogger. The raw files were processed using the EddyPro 6.0 software. Estimates of daytime respiration were performed using the nonlinear relationship between nighttime net ecosystem exchange and soil temperature for bi-monthly periods (May-June, July-August, September-October). Then, the net ecosystem exchange was separate in gross primary productivity (GPP) and ecosystem respiration (Reco). The water use efficiency was calculated for the growing season. The values of NEE in the grassland varied from -30 μmol CO 2 m -2 s - to 15 μmol CO 2 m -2 s -1 . The flux partitioning uncertainties were larger for the months of July and August, due to the low R 2 found. The average value of water use efficiency was 3,1 gC/kg H 2 O. Thus, that ecosystem acted as a carbon sink, which reflected an increase in biomass. In addition, metabolic activities and water balance are directly affected by air temperature.

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