Incertezas na estimativa da variabilidade espacial da emissão de CO2 do solo e propriedades edáficas em área de cana crua

Abstract

A emissão de CO2 do solo (FCO2) apresenta alta variabilidade espacial, sendo devida a grande dependência espacial existente nas propriedades do solo que a influenciam. Neste estudo objetivou-se (i) caracterizar e relacionar a variabilidade e a distribuição espacial da FCO2, temperatura do solo, porosidade livre de água (PLA), teor de matéria orgânica do solo (MO) e densidade do solo (Ds), (ii) avaliar a acurácia dos resultados fornecidos pelo método da krigagem ordinária (KO) e simulação sequencial Gaussiana (SSG), e (iii) avaliar a incerteza na predição da variabilidade espacial das FCO2 e demais propriedades utilizando a SSG. O estudo foi conduzido em uma malha amostral regular de 60 x 60 m2 com 141 pontos, com espaçamento mínimo variando de 0,50 a 10 m, instalada em área de cana-de-açúcar. Nestes pontos foram avaliados a FCO2, temperatura do solo, PLA, determinadas com base na média de 07 dias de avaliação, MO e Ds. Todas as variáveis apresentaram estrutura de dependência espacial, sendo ajustados modelos Gaussianos, esféricos e exponenciais. A configuração da malha amostral e possivelmente a presença de espessa camada de resíduos da cultura sobre o solo influenciaram a estrutura de variabilidade espacial da FCO2, temperatura e MO. FCO2 apresentou correlações positivas com a MO (r = 0,25, p < 0,05) e PLA (r = 0,27, p < 0,01) e negativa com a Ds (r = - 0,41, p < 0,01). No entanto, quando os valores digitais estimados espacialmente (N=8.833) são considerados, a PLA passa a ser a principal variável responsável pelas características espaciais da FCO2, apresentando correlação de 0,26 (p < 0,01). As simulações individuais propiciaram, para todas as variáveis analisadas, melhor reprodução das funções de distribuição acumuladas (fdac), e dos variogramas em comparação...

The soil CO2 emission (FCO2) has high spatial variability, which caused due to the strong spatial dependence in soil properties that influence it. This study aimed to (i) to characterize the variability and spatial distribution of FCO2, soil temperature, air-filled pore space (AFPS), soil organic matter (OM) and soil bulk density (BD) and related properties, (ii) evaluate the accuracy of the results provided by the method of ordinary kriging (OK) and sequential Gaussian simulation (SGS), and (iii) evaluate the uncertainty in predicting the spatial variability of FCO2 and other properties using the SSG. The study was conducted on an regular sampling grid with 141 points, with spacing ranging from 0.50 to 10 m, installed in a sugarcane area. In this place were evaluated FCO2, soil temperature, AFPS, were based on the average of 07 days of evaluation, OM and BD. All variables showed spatial dependence structure, and models adjusted Gaussian, spherical and exponential. The configuration of the sampling grid and the presence of intense layer of crop residues in the soil influenced the structure of spatial variability of FCO2, temperature, and OM. The FCO2 showed positive correlations with OM (r = 0.25, p <0.05) and AFPS (r = 0.27, p <0.01) and negatively with Ds (r = - 0.41, p <0.01). However, when the estimated spatially values are considered, the AFPS becomes the main variable responsible for the spatial characteristics of FCO2, showing correlation of 0.26 (p <0.01). The individual simulations led to all variables, better reproduction of the cumulative distribution functions (cdf), and variograms compared to OK and E-type estimate. The analysis results show strong similarities between the E-type estimates to those generated by the procedure of OK. The major uncertainties in predicting FCO2 were associated with areas with the highest... (Complete abstract click electronic access below)