PARENT SESSION
Oral Session 2 / Sesion Orales 2: Production Systems / Sistemas de Produccion
Moderated by: Gross, Kay,
Thursday, January 12 / Jueves, 12 de Enero, 8:30 am - 12:30 pm, Salon Uxmal, Level 1, Holiday Inn

Soil organic matter dynamics from forest to pasture conversion in the Brazilian Amazon using modelling approach.

Cerri, Carlos Eduardo^*,1, Easter, Mark², Paustian, Keith², Coleman, Kevin³, Bernoux, Martial⁴, Melillo, Jerry⁵, Cerri, Carlos Clemente¹, ¹ Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA/USP), Piracicaba, Sao Paulo, Brazil² Natural Resource Ecology Laboratory, Colorado State University, Fort Collins, CO, USA³ Rothamsted Research, Agriculture and Environment Division, Harpenden, Hertfordshire, United Kingdom⁴ Institut de Recherche pour le Developpement, Montpellier, France⁵ The Ecosystems Center, Marine Biological Laboratory, Woods Hole, MA, USA

ABSTRACT- Land use and land cover changes in the Brazilian Amazon have major implications for regional and even global carbon cycling. Cattle pasture represents the largest single use (about 70%) of this once-forested land in most of the region. The main objective of this study was to use a modelling approach to examine the dynamics of soil carbon when forest is converted to pasture in the Brazilian Amazon. We used data from eleven site-specific forest to pasture chronosequences with the Century Ecosystem Model and the Rothamsted Carbon Model. The Century and RothC models predicted that forest clearance and conversion to well managed pasture would cause an initial decline in soil C stocks (0-20 cm depth), followed by a slow rise to levels exceeding those under native forest. The only exception to this pattern was found for a chronosequence in Suia-Missu, which is under degraded pasture. Statistical tests were applied to determine levels of agreement between simulated soil organic carbon stocks and observed stocks for all the sites within the 11 chronosequences in the Brazilian Amazon. The models also provided reasonable estimates (coefficient of correlation = 0.8) of the microbial biomass C in the 0-10 cm soil layer for two chronosequences when compared with available measured data. The Century model adequately predicted the magnitude and the overall trend in delta13C for the six chronosequences where measured delta13C data were available. Our results suggest that modelling techniques can be successfully used for monitoring soil C stocks and changes, allowing both the identification of current patterns in the soil and the prediction of future conditions. Keywords: Soil organic carbon, Century model, RothC model, forest-to-pasture chronosequence, Brazilian Amazon

SPANISH ABSTRACT- Los cambios de la utilización del suelo y de la cubierta de la tierra en el Amazona brasileño tienen implicaciones importantes para la región e incluso para el ciclo global del carbono. El pasto para ganado representa el mayor uso de las tierras deforestadas (cerca de 70 %) en gran parte de la región. El objetivo principal de este estudio fue utilizar un modelo para examinar la dinámica del carbono del suelo cuando el bosque es convertido en pasto en el Amazona brasileño. Utilizamos datos de diecisiete sitios específicos con crono-secuencias bosque a pasto en los modelos Century Ecosystem Model y Rothamsted Carbon Model. Los modelos Century y RothC predijeron que la tala de bosque y conversión para pasto bien manejado causarían una declinación inicial del carbono almacenado en el suelo (0-20 cm de profundidad), seguido por un incremento lento hasta niveles que exceden a los de aquellos bajo bosque nativo. La única excepción a este patrón de comportamiento fue encontrada por una crono-secuencia en Suia-Missu, la cual está bajo pasto degradado. Los análisis estadísticos fueron aplicados para determinar el nivel de concordancia entre los valores simulados y observados del carbono orgánico almacenado en el suelo de todos los sitios, dentro de las once crono-secuencias en el Amazona brasileño. Los modelos también providenciaron estimados razonables (coeficientes de correlación = 0.8) del carbono de la biomasa microbiana en la capa de suelo de 0-10 cm por dos crono-secuencias, cuando fueron comparados con los resultados disponibles medidos. El modelo Century predijo adecuadamente la magnitud y la tendencia general del delta13C en las seis crono-secuencias donde estaban disponibles los datos de delta13C medido. Nuestros resultados sugieren que las técnicas de modelaje pueden ser utilizadas con éxito para monitorear el C almacenado en el suelo y sus cambios, permitiendo la identificación de los patrones actuales en el suelo y la predicción de condiciones futuras.