Carbon stocks in mangroves, tidal salt marshes and subaqueous soils of the semi-arid region, Northeast Brazil

Rabech Grasiely Gomes Marques; Gustavo Souza Valladares; Jéssica Cristina Oliveira Frota; Léya Jéssyka Rodrigues Silva Cabral; Marcos Gervasio Pereira; Otavio Augusto Queiroz dos Santos; Francimeire do Nascimento Costa

doi:10.26848/rbgf.v18.6.p4400-4411

Autores

Rabech Grasiely Gomes Marques Universidade Federal do Piauí https://orcid.org/0000-0003-3597-8634
Gustavo Souza Valladares Universidade Federal do Piauí https://orcid.org/0000-0002-4884-6588
Jéssica Cristina Oliveira Frota Universidade Federal do Piauí https://orcid.org/0000-0001-5314-8058
Léya Jéssyka Rodrigues Silva Cabral Universidade Federal do Piauí https://orcid.org/0000-0001-7141-9210
Marcos Gervasio Pereira Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro https://orcid.org/0000-0002-1402-3612
Otavio Augusto Queiroz dos Santos Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro https://orcid.org/0000-0001-9554-303X
Francimeire do Nascimento Costa Instituto Bonfarto Kaj Konservado https://orcid.org/0000-0002-3286-0887

DOI:

https://doi.org/10.26848/rbgf.v18.6.p4400-4411

Palavras-chave:

blue carbon, soil carbon pools, mineral carbon, tropical wetlands

Resumo

Due to the climate changes that have occurred in recent years, studies on carbon sequestration and storage have aroused great global interest. The main objective of this study is to quantify the total carbon stocks in the soil (TCstc) in mangrove, tidal salt marsh and subaqueous soils areas in the semi-arid region of Northeast Brazil. Soil samples were collected from ten mangroves, five tidal salt marshes and two subaqueous soils up to 100 cm deep and the stocks of total organic carbon (TOCstc), total mineral carbon (TMCstc) and aboveground biomass were quantified. The TCstc is the sum of the TOCstc plus TMCstc. For mangrove areas, the average aboveground biomass found was 176 Mg ha^-1. The average TCstc was 549 Mg ha^-1 in subaqueous soils areas, 236 Mg ha^-1 in tidal salt marsh areas and 345 Mg ha^-1 in mangrove areas. The results showed that the stocks of TOCstc and TMCstc are similar and superior to several regions of the world. Mangrove and subaqueous soils areas have higher TOCstc at 0-20 cm depth, while in tidal salt marsh areas the highest TOCstc values were found at shallower depths. As for TCstc, underwater soils show the highest values, followed by mangrove forests and tidal salt marshes. However, this research reinforces the importance of these ecosystems in the sequestration and storage of carbon in the soil, demonstrating that the inspection of these areas should be intensified to ensure greater protection.

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Biografia do Autor

Rabech Grasiely Gomes Marques, Universidade Federal do Piauí

UFPI

Gustavo Souza Valladares, Universidade Federal do Piauí

Possui graduação em Agronomia, Mestrado e Doutorado em Ciência do Solo, pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (2003). Atualmente é Professor Associado da Universidade Federal do Piauí. É Professor do programa de Mestrado em Geografia da UFPI e do Doutorado em Desenvolvimento e Meio Ambiente da UFPI em rede. É Pós-Doutorando no Instituto de Geociências da Unicamp. Foi entre 2002 e 2008 pesquisador da Embrapa na área de gênese e classificação dos solos. Entre 2009 e 2011 professor da UFC. Tem experiência na área de Ciência do Solo, com ênfase em Gênese, Morfologia e Classificação dos Solos e Geoprocessamento atuando principalmente nos seguintes temas: mapeamento pedológico, química do solo, manejo, organossolo, geoprocessamento, qualidade do solo e aptidão agrícola.

Jéssica Cristina Oliveira Frota, Universidade Federal do Piauí

Possui graduação em geografia pela Universidade Federal do Piauí (2010-2014). Mestrado em Geografia pela Universidade Federal do Piauí (2015-2017). Doutoranda no Programa de Pós - Graduação em Desenvolvimento e Meio Ambiente. Foi bolsista pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES. Participou na condição de pesquisadora do Grupo de Pesquisa em Geografia Física, vinculado à UFPI onde desenvolveu suas pesquisas junto ao Laboratório de Geomática da UFPI. Desenvolveu pesquisa junto a Empresa Júnior de Oceanografia do Paraná (MARIS). Atualmente é professora substituta na UEMA/CAXIAS, professora da Faculdade Ieducare em Tianguá- CE e é professora do Centro de Educação aberta e a distância da UFPI. Atua principalmente nos seguintes temas: Estoque de carbono e biomassa em vegetação de mangue; Geomorfologia, com destaque para a geomorfologia costeira, Geologia e Pedologia, possuindo afinidade com a área de Geoprocessamento

Léya Jéssyka Rodrigues Silva Cabral, Universidade Federal do Piauí

Doutoranda em Desenvolvimento e Meio Ambiente pelo Programa de Pós-graduação em Desenvolvimento e Meio Ambiente - PRODEMA/UFPI - associação plena em rede. Mestra em Geografia pela Universidade Federal do Piauí - UFPI. Licenciada em Geografia pela Universidade Federal do Piauí (2010-2015).Foi Bolsista do programa de Iniciação Cientifica - PIBIC e Iniciação Cientifica Voluntária ICV, na Universidade Federal do Piauí. Participa do Grupo de Pesquisa em Geografia Física, vinculado à UFPI. Desenvolve pesquisas relacionadas a Geografia Física. Atuando principalmente nos temas: Pedologia, Geologia, Geomorfologia, Geoprocessamento e Serviços Ecossistêmicos.

Marcos Gervasio Pereira, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

Marcos Gervasio Pereira é Engenheiro Agrônomo formado pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ), concluiu o doutorado em Agronomia (Ciência do Solo) nesta Instituição em 1996. Atualmente é professor Titular do Departamento de Solos da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. Foi chefe do Departamento de Solos, no período de 2000 a 2001. De abril de 2009 até outubro de 2013 foi Coordenador do Curso de Pós-Graduação em Agronomia - Ciência do Solo (CPGA-CS) da UFRRJ. A partir de outubro de 2013 passa a ser Coordenador Substituto do CPGA-CS. É orientador do Curso de Pós-Graduação em Agronomia (Ciência do Solo), do Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais e Florestais e do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola e Ambiental, na UFRRJ. Bolsista de Produtividade 1B do CNPq e Cientista do Nosso Estado pela FAPERJ. Membro da Comissão da CAPES de Avaliação de Programas de Pós-graduação na área de Ciências Agrárias a partir de 2013. Membro do Comitê Assessor do CNPq (CA-AG) período 2024-2027. Foi Coordenador da 3rd International Soil Judging Contest (RJ, Brasil, 2018). Publicou 633 artigos, 145 livros e capítulos de livros e 715 resumos em eventos. Recebeu 50 prêmios, títulos ou homenagens. Atua na orientação de monografias, trabalhos de conclusão de curso, bolsistas de iniciação científica, dissertações de mestrado, teses de doutorado e supervisão de pós-doutorados nas áreas de Agronomia, Recursos florestais e Engenharia Florestal, Botânica e Ecologia. Recebeu 36 prêmios e/ou homenagens. No período de agosto de 2013 a agostou de 2015 foi 2 Vice-Diretor da Regional Leste da Sociedade Brasileira de Ciência do Solo. Vice-diretor da Divisão 3 - Uso e Manejo do Solo, da Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, participando ainda da Comissão de Planejamento do Uso da Terra desta Divisão, da qual foi Vice-coordenador. Foi membro titular da Comissão de História, Epistemologia e Sociologia da Ciência da Divisão 4 - Solo, Ambiente e Sociedade (SBCS). No período de 2015 a 2017 passou a ser Diretor da Regional Leste da Sociedade Brasileira de Ciência do Solo e Vice-Coordenador da Comissão 3.3 - Manejo e Conservação do Solo e da Água. A partir de 2019 passou a ser Vice-Diretor do Núcleo Regional Leste, Vice- Diretor da Comissão 1.1. Gênese e Morfologia do Solo da Sociedade Brasileira de Ciência do Solo. A partir de 2023 passou a ser Diretor da Divisão 1 da Socidades Brasileira de Ciência do Solo. Líder do Grupo de Trabalho "Publicação das Reuniões de Correlação e Classificação de Solos (RCC)" e Vice- Líder do Grupo de Trabalho Soil Judging Contest no Brasil ambos da Sociedade Brasileira de Ciência do Solo. Em 2023 iniciou a sua participação junto ao ITPS, no "Status of the Worlds Soil Resouces Report" que será publicado em 2025. Participa como membro científico do INCT-ABC (Agricultura de Baixa Emissão de Carbono), INCT Biodiversidade do Solo e do Brazilian Soil Health Partnership. Coordena e participa de projetos de pesquisa relacionados a Pedologia, Matéria Orgânica do Solo, Ciclagem de Nutrientes e Uso e Manejo do Solo nos Biomas, Caatinga, Floresta Atlântica, Cerrado, Pantanal, Amazônico e Pampa. Em 2024 ocupou a quinta posição, na área de Agricultura e Florestas, segundo o AD Scientific Index 2024 que avalia professores e pesquisadores de todo o Brasil.

Otavio Augusto Queiroz dos Santos, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

Mestre em Agronomia - Ciência do Solo da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ). Graduado em Agronomia pela UFRRJ. Participou de ensaios com bactérias fixadoras de nitrogênio em cana-de-açúcar na EMBRAPA Agrobiologia - Seropédica, RJ. Possui experiência na condução de ensaios de campo, vasos e sistema hidropônico em casa de vegetação. Foi monitor de Física do Solo e Aptidão Agrícola e Manejo dos Solos na UFRRJ. Participou de projeto para caracterização química de carbono orgânico de áreas cultivadas com cana-de-açúcar em Campos dos Goytacazes, RJ. Atualmente desenvolve pesquisas relacionadas na avaliação das modificações nos atributos dos Organossolos quando submetidos a diferentes tipos de manejo agrícola.

Francimeire do Nascimento Costa, Instituto Bonfarto Kaj Konservado

raduada em Licenciatura em Ciências Biológicas pela Universidade Federal do Piauí UFPI (2011). Mestre em Ecologia e Recursos Naturais pela Universidade Federal do Ceará (2014 - 2016). É Doutoranda em Ecologia e Recursos Naturais pela Universidade Federal do Ceará (2016 - 2021). Desenvolveu pesquisa com Heterogeneidade ambiental em ambientes vegetados por angiospermas marinhas e macrofauna bentônica associada no Sistema Estuarino Timonha Ubatuba na divisa dos Estado do Piauí e Ceará. Com experiência em taxonomia de angiospermas marinhas (seagrass), crustáceos e moluscos de praias arenosas e estuários. Atualmente é doutoranda em Ecologia e Recursos Naturais, pela Universidade Federal do Ceará (2016 - atual), onde desenvolve pesquisa em Ecologia de Organismos Aquáticos com foco na estrutura populacional e alocação de recursos em duas espécies de caranguejo-ermitão do gênero Clibanarius Dana, 1852 em estuários do Nordeste do Brasil. Tem experiência na área de Ecologia, com ênfase em Ecologia de ecossistemas e ecologia de organismos aquáticos, atuando principalmente nos seguintes temas: Angiosperma marinhas, Estuário, Crustáceos (principalmente Amphipoda e Anomura) e moluscos.

Referências

Adame M. F, Kauffman J. B, Medina I, Gamboa J N, Torres O. et al. (2013). Carbon Stocks O Tropical Coastal Wetlands Within The Karstic. Landscape Of The Mexican Caribbean. Plos One, v. 8, n. 2, p. e56569. Https://Doi.Org/10.1371/Journal.Pone.0056569.

Biondi, C. M; Silva, A. C. B. L. (2023). O papel do solo de manguezal na regulação de carbono e contaminantes. In: Silva, Y. A. B; Silva, A. J; Alves, G. B. (2023). Combate a poluição do solo e recuperação de áreas degradadas no nordeste.(2023). Boletim Infirmativo, Sociedade Brasileiro de Ciência do Solo..8, Recife.

Brasil. (2020). Plano de Manejo da área de proteção ambiental Delta do Parnaíba. Brasília: ICMBio.

Cavalcanti, A. P. B. (1996). Caracterização e análise das unidades geoambientais na planície deltaica do rio Parnaíba/PI. Dissertação (Mestrado em Geografia) - Programa de Pós Graduação em Geografia. Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Rio Claro.

Cooray, P. L. I. G. M et al. (2021). Climate and intertidal zonation drive variability in the carbon stocks of Sri Lankan mangrove forests. Geoderma, v. 389, n. 1, [S. p.], maio. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2021.114929

Cusack, M.; Saderne, V.; Arias-ortiz, A.; Masqué, P.; Krishnakumar, P. K.; Rabaoui, L.; Qurban, M. A.; Qasem, A. M.; Prihartato, P.; Loughland, R. A.; Elyas, A. A.; Duarte, C. M. (2018). Organic carbon sequestration and storage in vegetated coastal habitats along the western coast of the Arabian Gulf. Environmental Research Letters, v.13, n.7. https://doi.org/10.1088/1748-9326/aac899.

Eid, E. M. et al. Evaluation of carbon stock in the sediment of two mangrove species, Avicennia marina and Rhizophora mucronata, growing in the Farasan Islands, Saudi Arabia. (2020). Oceanologia, v. 62, n. 2, p. 200-213 https://doi.org/10.1016/j.oceano.2019.12.001

Fagundes, T. F. Da S; Silva, L. B. da S. Potencial uso dos resíduos de conchas de moluscos: uma revisão. (2022). Research, Society and Development, v. 11, n. 3, p. e43011326614-e43011326614, 2022. http://dx.doi.org/10.33448/rsd-v11i3.26614

Food And Agriculture Organization Of The United Nations.(2015), World reference base for soil resources 2014, International soil classification system for naming soils and creating legends soil maps. Rome.

Fromard F. et al (1988) Structure, above-ground biomass and dynamics of mangrove ecosystems: new data from French Guiana. Oecologia 115:39-53 https://doi.org/10.1007/s004420050.

Fundação Cepro. (1996). Macrozoneamento Costeiro do Estado do Piauí: Relatório Geoambiental e Socioeconômico. Teresina: s.e.

Giri, C ; Ochieng, E.; Tieszen, L.L; Zhu, Z.; Singh, A.; Loveland, T.; Masek, J.; Duke, N. Status and distribution of mangrove forests of the world using earth observation satellite data.(2011). Global Ecology and Biogeography, v. 20, p. 154–159. https://doi.org/10.1111/j.14668238.2010.00584.x.

Hatje, V.; Copertino, M.; Patire, V. F.; Ovando, X.; Ogbuka, J.; Johnson, b. J.; Kennedy, H.; Masque, P.; Creed, J. C. (2023). Vegetated coastal ecosystems in the Southwestern Atlantic Ocean are an unexploited opportunity for climate change mitigation. Communications Earth & Environment, v. 4, n. 1, p. 160. https://doiorg.ez17.periodicos.capes.gov.br/10.1038/s43247-023-00828-z.

Heiri, O.; Lotter, A. F.; Lemcke, G.(2001). Loss on ignition as a method for estimating organic and carbonate content in sediments: reproducibility and comparability of results. Journal of paleolimnology, v. 25, p. 101-110. https://doi.org/10.1023/A:1008119611481.

Howard, J.; Hoyt, S.; Isensee, K.; Telszewski, M.; Pidgeon, E.(eds.). (2014). Coastal Blue Carbon: Methods for assessing carbon stocks and emissions factors in mangroves, tidal salt marshes, and seagrass meadows. Conservation International, Intergovernmental Oceanographic Commission of UNESCO, International Union for Conservation of Nature: Virginia, USA.

ICMBIO. (2018). Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade. Atlas dos Manguezais do Brasil. Brasília: ICMBio. 176 p.

IPCC. (2022). Climate Change. Synthesis report of the ipcc sixth assessment report. Disponível em: https://www.ipcc.ch/report/sixth-assessment-report-working-group-i/. Acesso em: 12 mar. 2022.

Kauffman, J. B.; D. C. Donato. (2012). Protocols for the measurement, monitoring, and reporting of structure, biomass and carbon stocks in mangrove forests. CIFOR Working Paper 86. Indonesia: Center for International Forest Research.

Kauffman, J. B.; Bhomia, R. K. (2017). Ecosystem carbon gradients in West-Central Africa:global and regional comparisons. PLoS ONE 7, v. 12, n. 11.http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0187749.

Kauffman, J.B; Bernardino, A.F; Ferreira, T.O; Giovannoni, L.R De O; GOMES, L.E, Romero, D.J, Jimenez, Lcz; Ruiz, F .(2018a). Carbon stocks of mangroves and salt marshes of the Amazon region, Brazil. Biology Letters, p.02-04. http://dx.doi.org/10.1098/rsbl.2018.0208.

Kauffman, J.B.; Bernardino, A.F.; Ferreira, T.O.; Bolton, N.W.; Gomes L.E.O.; Nobrega, G. N.(2018b). Shrimp ponds lead to massive loss of soil carbon and greenhouse gas emissions in Northeastern Brazilian mangroves. Ecol. Evol. v.8, n.1–11. http://dx.doi.org/10.1002/ece3.4079.

Lima Júnior C et al. Estimation of ‘‘caatinga’’ woody biomass using allometric equations and vegetation index. Forest Sciences 42(102):289–298. Disponível: https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/114649/1/ScientiaForestalis.pdf. Acesso 27 de maio de 2022.

Lira, M. V. (2016). Caracterização da dinâmica ambiental dos municípios de Barroquinha e Chaval, Estado do Ceará, por meio do uso de geotecnologias. Dissertação (Mestrado em Geologia) - Programa de Pós-Graduação em Geologia. Universidade Federal do Ceará. Fortaleza.

Muller, P; Kutzbach, L., Mozdzer, T.J., Jespersen, E., Barber, D.C. Eller, F. (2023). Minerogenic salt marshes can function as important inorganic carbon stores. Limnology and Oceanography, v. 68, n. 4, p. 942-952. https://doi.org/10.1002/lno.12322.

Nóbrega, G. N. et al. (2018). Pedological studies of subaqueous soils as a contribution to the protection of seagrass meadows in Brazil. Revista Brasileira de Ciência do Solo, São Paulo, v. 42, jul.https://doi.org/10.1590/18069657rbcs20170117

Panchal, P. et al. (2022). Soil carbon sequestration by root exudates. Trends in Plant Science, [S. l.], v. 27, n. 8, [S. p.], 2022. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2022.04.009

Pfaltzgraff, P. A. S.; Torres, F. S. M. B. R. L.(2010). Geodiversidade do estado do Piauí, Recife. E-BOOK. Disponível https://rigeo.cprm.gov.br/xmlui/handle/doc/16772. Acesso em: abr. 2020.

Portela, M. G. T.; Espindola, G. M.; Valladares, G. S.; Amorim, J. V. A.; Frota, J. C. O.(2020) Vegetationbiomass and carbon stocks in the Parnaíba River Delta, NE Brazil. Wetlands Ecology And Management, v. 3, n. 1, [S. p.]. https://doi.org/10.1007/s11273-020-09735-y

Portela, M. G. T. (2019). Estoques de carbono do solo e da biomassa vegetal no delta do parnaíba-pi. 2019. Tese (Doutorado em Ciências) - Programa de Pós-Graduação em Agronomia - Agricultura Tropical. Universidade Federal do Piauí, Teresina.

Rodrigues, J. V. M. (2022). Carbono Azul no Semiárido Nordestino: estoque de carbono do solo de um manguezal em recuperação no estuário do Rio Pacoti. 2022. Dissertação (Mestrado em Ciências Marinhas) - Programa de Pós-Graduação em Ciências Marinhas Tropicais – Universidade Federal do Ceará, CE. http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/66013.

Rodrigues, J. V.; COTOVICZ Jr, L. C., Beloto, N.; Gmach, M. R.; Bezerra, L. E. A.(2024). Historical land use changes lead to massive loss of soil carbon stocks in a recovering, semiarid mangrove. Marine Pollution Bulletin, v. 208, p. 116980. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2024.116980.

Röhr, M. E.; Holmer, M.; Baum, J. K.; Björk, M.; Boyer, K.; Chin, D. (2018). Blue Carbon Storage Capacity Of Temperate Eelgrass(Zostera Marina)Meadows. Global Biogeochemical Cycles, https://doi.org/10.1029/2018GB005941.

Santos, H. G.; Jacomine, P. K. T.; Anjos, L. H. C.; Oliveira, V. A.; Lumbreras, J. F.; Coelho, M. R.; Almeida, J. A.; Araujo Filho, J.172c.; Oliveira, J. B.; Cunha, T. J. F.(2018). Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. 5 ed. rev. ampl. Brasília, DF: Embrapa. 353p.

Santos, H. V. S et al. (2017). Allometric models for estimating the aboveground biomass of the mangrove Rhizophora mangle. Brazilian Journal of Oceanography, v. 65, n. 1, p. 44-53. https://doi.org/10.1590/S1679-87592017127006501.

Sousa, R. S.(2019). Zoneamento geoecológico do complexo fluviomarinho dos rios Cardoso/Camurupim e porção costeira adjacente, litoral leste piauiense. 2019. Tese (Doutorado em Geografia) - Programa de Pós-Graduação em Geografia. Universidade Federal do Ceará.

Teixeira, P. C.; Donagema, G. K.; Fontana, A.; Teixeira, W. G. (Ed. Técnicos).(2017). Manual de métodos de análise de solo, 3. ed. rev. e ampl. Brasília: Embrapa, 575p.

Tiefenbacher, A. et al. (2021) Optimizing carbon sequestration in croplands: a synthesis. Agronomy, [S. l.], v. 11, n. 5, [S. p.]. https://doi.org/10.3390/agronomy11050882

Veldkamp, E. (1994). Organic Carbon Turnover in Three Tropical Soils under Pasture after Deforestation. Soil Science Society of America Journal, v.58, p.175-180. https://doi.org/10.2136/sssaj1994.03615995005800010025x.

Ward, R. D. (2020). Carbon sequestration and storage in Norwegian Arctic coastal wetlands: Impacts of climate change. Science of the Total Environment, [S. l.], v. 748, p. 141343. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.141343

Zannela, M. E. (2005), As Características Climáticas E Os Recursos Hídricos Do Estado Do Ceará. In: BORZACCIELLO, J. S.; Cavalcante, T.; Dantas, E. W. C.; Souza, M. S. Ceará: Um Novo Olhar Geográfico. 1. Ed. Fortaleza: Edições Demócrito Rocha.

ZHANG, Guangliang et al. (2021). Soil carbon storage and carbon sources under different Spartina alterniflora invasion periods in a salt marsh ecosystem. Catena, v. 196, p. 104831. https://doi.org/10.1016/j.catena.2020.104831