Evasion of CO2 and dissolved carbon in river waters of three small catchments in an area occupied by small family farms in the eastern Amazon.

摘要

Abstract: CO2 effluxes from streams and rivers has been hypothesized to be a critical pathway of carbon flow from the biosphere back to the atmosphere. This study was conducted in three Amazonian small catchments to evaluate carbon evasion and dynamics, where land-use change has occurred on small family-farms. Monthly field campaigns were conducted from June 2006 to May 2007 in the Cumaru (CM), Pachibá (PB) and São João (SJ) streams. Electrical conductivity, pH, temperature, and dissolved oxygen measurements were done in situ, while water samples were collected to determine dissolved organic carbon (DOC) and dissolved inorganic carbon (DIC) concentrations, as well as carbon dioxide partial pressures (pCO2) and CO2 evasion fluxes. Instantaneous discharge measured by a current meter was used to calculate DOC fluxes. The sites? DOC, DIC, pCO2, and CO2 flux measurements ranged as follows, respectively: 0.27 - 12.13 mg L-1; 3.5 - 38.9 mg L-1; 2,265 - 26,974 ppm; and 3.39 - 75.35 mmol m-2 s-1. DOC annual flux estimates for CM, SJ and PB were, respectively, 281, 245, and 169 kg C ha-1. CO2 evasion fluxes ranged from 3.39 to 75.35 mmol m-2 s-1, with an average of 22.70 ± 1.67 mmol m-2 s-1. These CO2 evasion fluxes per unit area were similar to those measured for major Amazonian rivers, thus confirming our hypothesis that small streams can evade substantial quantities of CO2. As secondary vegetation is abundant as a result of family farming management in the region, we conclude that this vegetation can be a major driver of an abundant carbon cycle. Resumo: Os fluxos de CO 2 a partir de igarapés e rios têm sido sugeridos como uma possível e crítica via para os fluxos de retorno do carbono da biosfera para a atmosfera. Esse estudo foi conduzido em três pequenas bacias amazônicas para avaliar a dinâmica e evasão de carbono em região onde as mudanças de uso da terra resultaram em paisagens dominadas por pequenas propriedades de agricultores familiares. Campanhas de campo mensais foram realizadas no período de Junho/2006 a Maio/2007 nas bacias dos igarapés Cumaru (CM), Pachibá (PB) e São João (SJ). Medidas de condutividade elétrica, pH, temperatura, e oxigênio dissolvido foram realizadas in situ, enquanto coletas de amostras de água fluvial foram feitas para determinação das concentrações de carbono orgânico dissolvido (COD) e de inorgânico dissolvido (CID), assim como para as medidas da pressão parcial do dióxido de carbono (pCO 2 ) e dos fluxos de evasão de CO 2 . A vazão instantânea medida em cada campanha foi usada para cálculo dos fluxos de COD. Considerados todos os igarapés, os fluxos de COD, CID, pCO 2 , e CO 2 variaram da seguinte forma, respectivamente: 0,27 - 12,13 mg L -1 ; 3,5 - 38,9 mg L -1 ; 2.265 - 26.974 ppm; and 3,39 - 75,35 mmol m -2 s -1 . Os fluxos anuais estimados de COD em CM, SJ e PB foram respectivamente 281, 245 e 169 kg C ha -1 . Os fluxos de evasão de CO 2 variaram de 3,39 a 75,35 mmol m -2 s -1 , com média de 22,70 ± 1,67 mmol m -2 s -1 . Essa evasão de CO 2 por unidade de área foi similar aos maiores fluxos de evasão medidos nos principais rios amazônicos, confirmando assim nossa hipótese de que nos pequenos igarapés podem ocorrer valores substanciais de evasão de CO 2 . Como a floresta secundária é abundante nessa região, em decorrência da prática da agricultura familiar, concluímos que essa vegetação pode ser o fator determinante da ciclagem abundante de carbono.