Long-term impact of prescribed burning on soil labile carbon and nitrogen pools in suburban forest ecosystems of subtropical Australia

Resumo Técnico: Impacto de Longo Prazo da Queima Prescrita nos Estoques de Carbono e Nitrogênio Lábil do Solo

Definição do Problema
A queima prescrita é uma ferramenta de manejo amplamente utilizada para mitigar os riscos de incêndios florestais em florestas nativas e de plantação. No entanto, embora o fogo libere nutrientes temporariamente, ele também acarreta riscos de depleção de longo prazo nos estoques de carbono (C) e nitrogênio (N) do solo através da combustão e subsequente lixiviação. Pesquisas anteriores produziram resultados conflitantes em relação às taxas de recuperação dos estoques de C e N lábeis do solo após a queima, com variações atribuídas aos tipos de solo, vegetação, clima e métodos analíticos. Especificamente, há uma necessidade de quantificar os impactos de longo prazo (9–14 anos) da queima prescrita em indicadores de solo sensíveis em ecossistemas de florestas subtropicais suburbanas, onde os dados sobre cronogramas de recuperação permanecem limitados.

Metodologia
O estudo foi conduzido na Toohey Forest, um ecossistema de floresta suburbana no sudeste de Queensland, Austrália, caracterizado por um clima subtropical e diversos tipos de solo (litossolos, podzóis vermelhos e amarelos, terra vermelha e aluvial). Três locais de estudo distintos foram estabelecidos, cada um representando uma duração diferente desde a última queima prescrita:

• Sítio 1 (S1): 9 anos pós-queima (última queima em agosto de 2011).
• Sítio 2 (S2): 12 anos pós-queima (última queima em abril de 2008).
• Sítio 3 (S3): 14 anos pós-queima (última queima em maio de 2006).

Amostras de solo foram coletadas em agosto de 2019 do topo de 20 cm do perfil do solo em três profundidades (0–5 cm, 5–10 cm e 10–20 cm). O estudo mediu seis parâmetros fundamentais do solo:

1. Carbono Orgânico Extraível em Água Quente (HWEOC) e Nitrogênio Total (HWETN).
2. Carbono Orgânico Extraível em Água (WEOC) e Nitrogênio Total (WETN) (extraídos com água fria).
3. Carbono da Biomassa Microbiana (MBC) e Nitrogênio (MBN) (determinados via método de fumigação-extração).

A análise estatística foi realizada por meio de ANOVA de duas vias e testes post-hoc de Tukey HSD para comparar os valores atuais com dados históricos de pouco antes das últimas queimas e de 3–5 anos após a queima. Cada sítio foi avaliado de forma independente devido às variações nas propriedades do solo e na cobertura vegetal.

Principais Resultados
O estudo revelou trajetórias de recuperação divergentes para diferentes estoques lábeis de C e N após 9–14 anos de queima prescrita:

• Estoques Extraíveis em Água Quente (HWEOC & HWETN): Estes estoques demonstraram recuperação total em todos os três sítios e todas as profundidades do solo (0–20 cm). De fato, os níveis de HWEOC e HWETN 9–14 anos pós-queima foram significativamente superiores aos níveis registrados pouco antes dos eventos de queima.
• Carbono da Biomassa Microbiana (MBC): O MBC recuperou-se totalmente em todos os sítios e profundidades após 9–14 anos. Notavelmente, os níveis de MBC em 12–14 anos pós-queima foram superiores aos registrados 3–5 anos após a queima.
• Estoques Extraíveis em Água (WEOC & WETN): Ao contrário dos extratos em água quente, o WEOC e o WETN não se recuperaram totalmente. No Sítio 1 (9 anos), estes estoques permaneceram significativamente menores do que os níveis pré-queima em todo o perfil do solo. No Sítio 3 (14 anos), o WEOC e o WETN na profundidade de 10–20 cm também falharam em recuperar-se.
• Nitrogênio da Biomassa Microbiana (MBN): A recuperação do MBN foi inconsistente. No Sítio 1 (9 anos) e no Sítio 2 (12 anos), o MBN nas profundidades de 0–5 cm e 5–10 cm permaneceu significativamente inferior aos níveis pré-queima. No entanto, no Sítio 3 (14 anos), o MBN não mostrou diferença significativa entre 5 e 14 anos pós-queima, sugerindo uma potencial estabilização, embora a recuperação total para as linhas de base pré-queima não tenha sido explicitamente confirmada para todas as profundidades.

Significância e Alegações
Os autores concluem que o impacto da queima prescrita nos estoques lábeis de C e N do solo persiste por pelo menos 9–14 anos em florestas subtropicais suburbanas, mas a natureza desse impacto depende fortemente do método de extração e do estoque de nutrientes específico medido.

• Sensibilidade Diferencial: O estudo identifica o WEOC e o WETN como os indicadores mais sensíveis à perturbação pelo fogo. A falha de recuperação destes, mesmo após 14 anos, sugere que o ciclo de queima (atualmente de 8–10 anos) pode ser frequente demais para permitir a restauração completa do carbono e nitrogênio extraíveis em água, que estão intimamente ligados à recuperação da camada de serapilheira e à produtividade florestal.
• Recuperação de Estoques em Água Quente: A recuperação do HWEOC, HWETN e MBC indica que o espectro mais amplo de compostos lábeis e a biomassa de carbono microbiana podem se restabelecer dentro do intervalo de 9–14 anos.
• Implicações de Manejo: Os achados sugerem que os intervalos atuais de queima prescrita podem precisar ser estendidos para facilitar a recuperação total dos estoques de C e N extraíveis em água, que são críticos para o ciclo de nutrientes do solo. O estudo confirma que, embora algumas propriedades do solo se recuperem, outras permanecem comprometidas por mais de uma década, destacando o legado de longo prazo dos regimes de fogo na química do solo nesses ecossistemas.