Publication: CARBON FIXING CAPACITY OF AMAZONIAN SOILS IN RELATION TO ITS DEGRADATION CONDITIONS
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Abstract in spanish
Amazonian deforestation and transformation alert about their effects worldwide. One concern is the increase of the Carbon (C) levels emitted. Previous works have estimated the fixed C in Amazon forests without including the C stored in soils. Within soil, the organic carbon molecules are highly sensitive to degradation, affecting the natural capacity of soils to fix and store C. The present study evaluates the impact of degradation in the natural capacity of Amazon soils to fix C. Thirty five farms with different typology were selected in Caquetá department which hold the highest deforestation and soil degradation rates in the Colombian Amazon. Soil samples were taken from natural forest relicts, cropping areas and introduced pastures of the farms, in locations with high, intermediate and low soil degradation. Aerial biomass was estimated in pastures with different level of soil degradation. Changes in the labile C stock were estimated from the soil organic carbon and the microbial biomass using substrate induced respiration. Results showed that the main C pool is in the natural forest relicts and the crops of the farms, independently from the size or type of farm sampled. The hills with higher intervention showed the lowest soil C fixation capacities. The soil C fixation capacity was related with changes in the soil microbial composition where conserved soils store preferentially C as fungal biomass while degraded soils store C as bacterial biomass. These estimations contribute to establish the cost of sustainability and soil degradation in the Colombian Amazon.ResumenLa deforestación y transformación de la Amazonia alertan sobre sus efectos en todo el mundo. Una preocupación es el aumento de los niveles de C emitidos. Trabajos anteriores han calculado el C fijado en los bosques amazónicos sin incluir el C almacenado en el suelo. Las moléculas de carbono orgánico en el suelo son muy sensibles a la degradación, afectando la capacidad natural de los suelos para fijar y almacenar C. Este trabajo evaluó el impacto de la degradación de la capacidad natural de los suelos amazónicos para fijar C. Treinta y cinco granjas con diferentes tipologías fueron seleccionadas en el Departamento de Caquetá, que posee las tasas más altas de deforestación y de degradación del suelo en la Amazonia colombiana. Las muestras de suelo fueron tomadas de relictos de bosques naturales, zonas de cultivo y pastos introducidos de las granjas, en lugares con alta, media y baja degradación de suelos. La biomasa aérea se calculó en los pastos con diferente nivel de degradación del suelo. Los cambios en stock C lábil se estimaron a partir del carbono orgánico del suelo y la biomasa microbiana mediante la respiración inducida por sustrato. Los resultados mostraron que el C pool se encuentra en los relictos de bosques naturales y en los cultivos de las granjas, independientemente del tamaño o tipo de granja analizada. Las colinas con una mayor intervención mostraron la más baja capacidad de fijación de C del suelo. La capacidad de fijación de C del suelo se relaciona con los cambios en la composición microbiana del suelo, donde en los terrenos conservados C es almacenado como biomasa fúngica, mientras que los suelos degradados almacenan C como biomasa bacteriana. Estas estimaciones contribuyen a establecer el costo de la sostenibilidad y la degradación del suelo en la Amazonia colombiana. ResumoO desmatamento e a transformação da Amazônia alertando de seus efeitos em todo o mundo. Uma preocupação é o aumento de níveis C emitidos. Trabalhos anteriores tem calculado o C fixando em florestas amazônicas excluindo o C armazenada no solo. As moléculas de carbono orgânico no solo são altamente sensíveis à degradação, afetando a capacidade natural do solo para fixar armazenar C. Este estudo avaliou o impacto da degradação da habilidade natural dos solos da Amazônia para fixar C. Trinta e cinco diferentes tipos fazendas foram selecionados em Caqueta, que tem as maiores taxas de desmatamento e degradação do solo na Amazônia colombiana. As amostras de solo foram retiradas de remanescentes florestais em áreas naturais, zonas de cultivo e de pastagem introduzidas nas fazendas em locais com alta, média e baixa gradação. A biomassa aérea foi calculada em pastagens com diferentes níveis de degradação do solo. As mudanças nos estoques C lábil foram estimados a partir de carbono orgânico no solo e a biomassa microbiana pela respiração induzida por substrato. Os resultados mostraram que o C pool é encontrado nos relictos das florestas naturais e plantações de agrícolas das fazendas, independentemente do tamanho ou tipo de fazendas analisadas. As ladeiras com maiores intervenções apresentaram a menor capacidade fixação de C no solo. A capacidade de fixação de C do solo se relaciona com alterações na composição microbiana do solo, onde os terrenos conservados armazenam C como biomassa fúngica, enquanto que os solos degradados armazenam C como biommassa bacteriana. Estas estimativas ajudam a estabelecer o custo da sustentabilidade e da degradação do solo na Amazônia colombiana.
Abstract in english
Amazonian deforestation and transformation alert about their effects worldwide. One concern is the increase of the Carbon (C) levels emitted. Previous works have estimated the fixed C in Amazon forests without including the C stored in soils. Within soil, the organic carbon molecules are highly sensitive to degradation, affecting the natural capacity of soils to fix and store C. The present study evaluates the impact of degradation in the natural capacity of Amazon soils to fix C. Thirty five farms with different typology were selected in Caquetá department which hold the highest deforestation and soil degradation rates in the Colombian Amazon. Soil samples were taken from natural forest relicts, cropping areas and introduced pastures of the farms, in locations with high, intermediate and low soil degradation. Aerial biomass was estimated in pastures with different level of soil degradation. Changes in the labile C stock were estimated from the soil organic carbon and the microbial biomass using substrate induced respiration. Results showed that the main C pool is in the natural forest relicts and the crops of the farms, independently from the size or type of farm sampled. The hills with higher intervention showed the lowest soil C fixation capacities. The soil C fixation capacity was related with changes in the soil microbial composition where conserved soils store preferentially C as fungal biomass while degraded soils store C as bacterial biomass. These estimations contribute to establish the cost of sustainability and soil degradation in the Colombian Amazon.ResumenLa deforestación y transformación de la Amazonia alertan sobre sus efectos en todo el mundo. Una preocupación es el aumento de los niveles de C emitidos. Trabajos anteriores han calculado el C fijado en los bosques amazónicos sin incluir el C almacenado en el suelo. Las moléculas de carbono orgánico en el suelo son muy sensibles a la degradación, afectando la capacidad natural de los suelos para fijar y almacenar C. Este trabajo evaluó el impacto de la degradación de la capacidad natural de los suelos amazónicos para fijar C. Treinta y cinco granjas con diferentes tipologías fueron seleccionadas en el Departamento de Caquetá, que posee las tasas más altas de deforestación y de degradación del suelo en la Amazonia colombiana. Las muestras de suelo fueron tomadas de relictos de bosques naturales, zonas de cultivo y pastos introducidos de las granjas, en lugares con alta, media y baja degradación de suelos. La biomasa aérea se calculó en los pastos con diferente nivel de degradación del suelo. Los cambios en stock C lábil se estimaron a partir del carbono orgánico del suelo y la biomasa microbiana mediante la respiración inducida por sustrato. Los resultados mostraron que el C pool se encuentra en los relictos de bosques naturales y en los cultivos de las granjas, independientemente del tamaño o tipo de granja analizada. Las colinas con una mayor intervención mostraron la más baja capacidad de fijación de C del suelo. La capacidad de fijación de C del suelo se relaciona con los cambios en la composición microbiana del suelo, donde en los terrenos conservados C es almacenado como biomasa fúngica, mientras que los suelos degradados almacenan C como biomasa bacteriana. Estas estimaciones contribuyen a establecer el costo de la sostenibilidad y la degradación del suelo en la Amazonia colombiana. ResumoO desmatamento e a transformação da Amazônia alertando de seus efeitos em todo o mundo. Uma preocupação é o aumento de níveis C emitidos. Trabalhos anteriores tem calculado o C fixando em florestas amazônicas excluindo o C armazenada no solo. As moléculas de carbono orgânico no solo são altamente sensíveis à degradação, afetando a capacidade natural do solo para fixar armazenar C. Este estudo avaliou o impacto da degradação da habilidade natural dos solos da Amazônia para fixar C. Trinta e cinco diferentes tipos fazendas foram selecionados em Caqueta, que tem as maiores taxas de desmatamento e degradação do solo na Amazônia colombiana. As amostras de solo foram retiradas de remanescentes florestais em áreas naturais, zonas de cultivo e de pastagem introduzidas nas fazendas em locais com alta, média e baixa gradação. A biomassa aérea foi calculada em pastagens com diferentes níveis de degradação do solo. As mudanças nos estoques C lábil foram estimados a partir de carbono orgânico no solo e a biomassa microbiana pela respiração induzida por substrato. Os resultados mostraram que o C pool é encontrado nos relictos das florestas naturais e plantações de agrícolas das fazendas, independentemente do tamanho ou tipo de fazendas analisadas. As ladeiras com maiores intervenções apresentaram a menor capacidade fixação de C no solo. A capacidade de fixação de C do solo se relaciona com alterações na composição microbiana do solo, onde os terrenos conservados armazenam C como biomassa fúngica, enquanto que os solos degradados armazenam C como biommassa bacteriana. Estas estimativas ajudam a estabelecer o custo da sustentabilidade e da degradação do solo na Amazônia colombiana.