Papers by Carlos Ernesto G. R. Schaefer
Permafrost and Periglacial Processes, 2014
Thawed soils in Antarctica represent organic carbon (C) reservoirs with great potential to increa... more Thawed soils in Antarctica represent organic carbon (C) reservoirs with great potential to increase the net losses of CO 2 to the atmosphere under climate change scenarios. This study spatially zones CO 2 emissions from soil and vegetation along a transect in front of the retreating margin of Ecology Glacier in Admiralty Bay, King George Island, South Shetlands, near the Polish Antarctic station Henryk Arctowski. Two experiments were carried out to determine soil respiration: (1) a transect of 150 measuring points spaced 1 m apart, statistically analysed with split moving windows, identified three regions with different patterns of CO 2 emissions; (2) a survey with three grids containing 60 sampling points, with a minimum distance between points of 0.30 m, totalling 2.7 × 1.5 m, in each of the identified locations. The survey showed that CO 2 emission rates decreased (from 2.38 to 0.00 μmol m -2 s -1 ) and soil temperature at 5 cm depth increased (from 1.9 to 7°C) near the glacier. The site farthest from the glacier provided an emission 3.5 times higher than the closest site. The spatial variability of CO 2 emissions decreased with distance from the glacier. Soil development and vegetation are identified as key drivers of CO 2 emissions. Soil formation and vegetation growth increased with longer exposure since deglaciation, leading to enhanced homogeneity of CO 2 emissions, independent of permafrost occurrence and stability.
Acta Amazonica, 2005
Significant part of Amazonia soils stays partially or completely waterlogged for varying periods ... more Significant part of Amazonia soils stays partially or completely waterlogged for varying periods of days to months, as result of widespread inundation or drainage deficiency in some areas, causing changes in chemical, physical and biological properties. In this work, we aimed to evaluate the dynamics of mobilization of Al, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, Si, P in soils subjected to controlled six months inundation. Soil solution aliquots were collected periodically during the inundation period, determining all elements in solution. The inundation influenced the kinetics of elements, increasing their mobilization, notably in the first weeks. Levels of Fe in solution were higher in soils with greater amounts of amorphous Fe. In soils with low amorphous Fe and low organic matter contents, mobilization of Fe was very low. Levels of P in solution were influenced by all P forms, but Fe-P forms exerted the greatest influence on mobilized P. Levels of Ca, Mg, K and Na in solution were directly influenced by their exchangeable levels, as well by the Mn and Fe kinetics.
Microbial Ecology, 2014
Next-generation, culture-independent sequencing offers an excellent opportunity to examine networ... more Next-generation, culture-independent sequencing offers an excellent opportunity to examine network interactions among different microbial species. In this study, soil bacterial communities from a penguin rookery site at Seymour Island were analyzed for abundance, structure, diversity, and interaction networks to identify interaction patterns among the various taxa at three soil depths. The analysis revealed the presence of eight phyla distributed in different proportions among the surface layer (0-8 cm), middle layer (20-25 cm), and bottom (35-40 cm). The bottom layer presented the highest values of bacterial richness, diversity, and evenness when compared to surface and middle layers. The network analysis revealed the existence of a unique pattern of interactions in which the soil microbial network formed a clustered topology, rather than a modular structure as is usually found in biological communities. In addition, specific taxa were identified as important players in microbial community structure. Furthermore, simulation analyses indicated that the loss of potential keystone groups of microorganisms might alter the patterns of interactions within the microbial community. These findings provide new insights for assessing the consequences of environmental disturbances at the whole-community level in Antarctica.
Engenharia Sanitaria e Ambiental, 2007
Resumo: Este trabalho teve por objetivo a proposição de cenários para o equacionamento da disposi... more Resumo: Este trabalho teve por objetivo a proposição de cenários para o equacionamento da disposição de resíduos sólidos gerados por áreas urbanas da região do Baixo Ribeira de Iguape, localizado no estado de São Paulo. Utilizou-se a análise multicritério, que ...
Revista Brasileira De Ciencia Do Solo, 2006
Pouco se conhece sobre os atributos mineralógicos e químicos dos solos da região do Alto Solimões... more Pouco se conhece sobre os atributos mineralógicos e químicos dos solos da região do Alto Solimões, em comparação aos solos do Médio e Baixo Amazonas, mais estudados. No Alto Solimões, pela maior proximidade do ambiente andino, há maior possibilidade de enriquecimento dos solos. Este trabalho teve por objetivo ampliar o conhecimento dos solos dessa região por meio da caracterização de atributos mineralógicos e químicos de três solos de uma toposseqüência na região de Benjamin Constant (AM), próximo à fronteira Brasil-Peru. Tais solos situam-se das partes mais elevadas até a várzea, sendo classificados como Argissolo Amarelo Ta alumínico abrupto, Plintossolo Argilúvico alumínico abrúptico e Neossolo Flúvico Ta eutrófico. Os resultados mostram que estes solos possuem maior riqueza de nutrientes e de minerais alteráveis, com menor grau de intemperismo, em comparação aos solos mais bem drenados da parte oriental da Amazônia, derivados de sedimentos mais antigos ou de rochas cristalinas. Os baixos teores de Fe e Mn no Plintossolo em todas as frações analisadas, em comparação aos demais solos da toposseqüência, indicam o predomínio de processos de remoção nesse ambiente, enquanto, no Neossolo Flúvico, a remoção é superada pela deposição de novos sedimentos, possibilitando a ocorrência em teores elevados de Fe e Mn. Os valores de capacidade máxima de adsorção de fosfato são baixos nos horizontes superficiais, tornando-se elevados nos horizontes subsuperficiais mais ricos em argila ou com ocorrência de plintita, podendo representar, em caso de erosão, um fator limitante ao cultivo agrícola.
Revista Brasileira De Ciencia Do Solo, 2008
A contaminação de solos é um problema atual que requer investigação detalhada no sentido de estab... more A contaminação de solos é um problema atual que requer investigação detalhada no sentido de estabelecer critérios para a distinção entre anomalias naturais e contribuição antrópica. O trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a distribuição e as formas de ocorrência de Zn para identificar a origem de valores anômalos em solos adjacentes a áreas de mineração no município de Vazante-MG. Foram coletadas amostras de perfis de solos em remanescentes sobre a área minerada e em posições a jusante e a montante desta, nas camadas de 0-2, 2-5, 5-10, 10-20, 20-50, 50-100, e 100-150 cm. Um estudo de extração seqüencial avaliou os teores de Zn nas formas: (a) solúvel; (b) trocável; (c) associada a carbonatos; (d) associada a óxidos amorfos; (e) associada a óxidos cristalinos; (f) associada à matéria orgânica; (g) residual; e (h) total. Verificou-se que os teores de Zn, de modo geral, são mais elevados nas áreas localizadas sobre a zona de mineralização, com solos mais jovens (Cambissolos e Neossolos), em relação aos solos mais intemperizados (Latossolos e Argissolos), localizados tanto a montante quanto a jusante da área minerada. Os teores totais foram muito altos. Mesmo considerando apenas as formas solúvel e trocável, mais lábeis, em alguns perfis os valores foram superiores aos teores totais encontrados naturalmente em solos. Verificou-se um padrão decrescente dos teores com a profundidade nos perfis localizados fora da área minerada. Por outro lado, os teores de Zn aumentaram com a profundidade em um Cambissolo localizado na área minerada. Não houve diferença significativa entre os teores de Zn das áreas a montante e a jusante em todas as formas químicas avaliadas, sugerindo que não se pode presumir efeito antrópico na dispersão do Zn em áreas adjacentes à zona de mineralização.
Espinhaço and Mantiqueira are two mountain ranges of great importance in Brazil. In the uppermost... more Espinhaço and Mantiqueira are two mountain ranges of great importance in Brazil. In the uppermost parts of these areas, unique ecosystems occur, generally associated with rock outcrops, they are collectively called High Altitude Rocky Complexes. These environments show distinct soil and biota characteristics in relation to the surrounding biome. The soils are generally shallow, coarse textured, with high Al3+ and varying amounts of organic matter. Entisols, Inceptsols and Histosols are dominant, directly associated with the rock outcrops, and forming a complex mosaic of soils. Some of these soils are endemic, based on peculiar conditions of parent materials, topography and vegetation, and this pedodiversity is important for detecting unique and endangered soils. In these soils, organic matter is highly humified, with a great amount of soluble forms and conspicuous presence of charcoal. Spodic horizons and dark water rivers are typically associated with quartzite and quartzite outcrops, formed by illuviation of organic compounds, being less common in granitic rocks. The very low nutrient content of these soils and other environmental limitations required the development of specific physiological and morphological plant adaptations. Most high altitude environments are unstable under current climatic conditions, and anthropic interventions may be accelerating this process. Detailed soil surveys are necessary for a better understanding of the role of these soils in ecological processes and for the development of adequate conservation policies.
Revista Brasileira De Ciencia Do Solo, 2009
Pouco se conhece sobre a diferenciação pedogenética no Alto Paranaíba (MG), quando são comparados... more Pouco se conhece sobre a diferenciação pedogenética no Alto Paranaíba (MG), quando são comparados materiais de composição química tão variada, como tufitos, rochas ígneas alcalinas e ultramáficas e carbonatitos, todos de ocorrência na região. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo caracterizar física, química e mineralogicamente os solos representativos de três topolitossequências do Alto Paranaíba. Para isso, foram descritos e coletados 11 perfis de solos, entre os municípios de Serra do Salitre, Patrocínio e Coromandel, representando as variações litológicas na faixa do contato geológico entre os grupos Bambuí, rochas vulcânicas ultramáficas e Araxá. Nas amostras de solos foram realizadas análises físicas e químicas de rotina, além de determinações de Fe, Al e Si após extração por ataque sulfúrico; Fe por DCB e oxalato; Fe, Ca, Mg, K, P, Ti e outros metais pesados após digestão total (ataque triácido); e determinação dos diferentes componentes da fração argila por difratometria de raios X. Os Latossolos do Alto Paranaíba são extremamente intemperizados e com índices Ki e Kr muito baixos, indicativos de solos ricos em óxidos de Fe e de Al, não possuindo uma filiação definida com os materiais de origem subjacente, indicando intensa pedoturbação e provável mistura com materiais alóctones. As assinaturas geoquímicas indicativas da natureza ultramáfica são os teores elevados de Cr, Ni, Mn, Fe e Mg. A mineralogia da fração argila dos Latossolos indica a coexistência de vermiculita com hidroxi-Al entrecamadas, caulinita, gibbsita e anatásio, evidenciando uma gênese policíclica dos minerais da fração mais fina e o elevado grau de intemperismo. Nos Cambissolos, a rápida dessilificação atual conduz à coexistência de gibbsita e óxidos de Fe com esmectitas e illitas, em virtude da rápida ação do intemperismo nos substratos de rochas máficas ou ultramáficas-alcalinas, pobres em sílica.
Revista Brasileira De Ciencia Do Solo, 2006
Para avaliar a redução da taxa de infiltração em solos sujeitos ao encrostamento decorrente da ap... more Para avaliar a redução da taxa de infiltração em solos sujeitos ao encrostamento decorrente da aplicação de chuvas simuladas, foi realizado um experimento em esquema fatorial 5 x 6, sendo cinco solos (Argissolo Vermelho, Argissolo Vermelho-Amarelo, Latossolo Vermelho-Amarelo, Neossolo Flúvico e Neossolo Quartzarênico) e seis energias cinéticas de chuva (0, 525, 1051, 2102, 3153 e 4204 J m-2), com três repetições. A partir dos dados de taxa de infiltração da água no solo e da espessura da crosta, determinadas por micromorfometria, calcularam-se a condutividade e a resistência hidráulica da crosta. Todos os solos apresentaram redução da taxa de infiltração, quando a energia cinética de chuva simulada aplicada aumentou. A resistência hidráulica da crosta aumentou com a energia cinética (especialmente para os solos Argissolos Vermelho-Amarelos e Vermelho) até atingir um valor máximo, a partir do qual ocorreu diminuição, atribuída ao desgaste erosivo da crosta provocado pelo aumento do escoamento superficial, associado aos maiores valores de energia cinética da chuva simulada. Por meio de análise de regressão múltipla, foram determinadas a relação da resistência hidráulica da crosta com a energia cinética da chuva e as características químicas e físicas de cada solo. A variável resistência hidráulica da crosta mostrou-se adequada a ser utilizada nos modelos infiltração da água no solo para descrever a influência do encrostamento neste processo.
Geoderma, 2007
Birds nesting activity during the short antarctic summer promotes intense localized sea–land tran... more Birds nesting activity during the short antarctic summer promotes intense localized sea–land transference of nutrients and organic matter, originating the ornithogenic soils. This study presents chemical, physical and mineralogical data as well as some micropedological and submicroscopical characteristics of ornithogenic and non-ornithogenic soils from the western coast of the Admiralty Bay, King George Island. Chemical analyses of selected soil properties
Revista Brasileira De Ciencia Do Solo, 2008
A faixa atlântica brasileira possui extrema diversidade ambiental, onde é expressiva a ocorrência... more A faixa atlântica brasileira possui extrema diversidade ambiental, onde é expressiva a ocorrência de Argissolos, descritos e identifcados em diversos estudos, sem que tenham sido exauridas as possibilidades de interpretações. O objetivo deste estudo foi avaliar, por meio da análise multivariada, as principais diferenças nos atributos físicos e químicos de Argissolos da faixa atlântica brasileira. Foram analisados 91 perfis de solos oriundos de levantamentos pedológicos realizados pelo Projeto RADAMBRASIL, agrupados em três domínios geomorfológicos distintos: Planaltos Soerguidos, Planaltos Rebaixados e Tabuleiros Costeiros, por meio da análise de componentes principais e análise de função discriminante. Para isso, foram selecionadas 14 variáveis para identificar as peculiaridades de cada grupo geomorfológico e suas principais diferenças. A análise dos componentes principais demonstrou que os cinco primeiros componentes respondem por aproximadamente 70 % da variação dos dados. A análise integrada confirmou que os Argissolos dos Planaltos Soerguidos são mais rasos, associando maiores taxas de erosão com menor espessura dos horizontes Bt, e são quimicamente pobres, embora mais rejuvenescidos e rasos. Já os Argissolos nos Planaltos Rebaixados, submetidos a um clima mais seco e, ou, sazonal que os situados nos Planaltos Soerguidos e Tabuleiros Costeiros, mostram-se menos intemperizados e com maior CTC. As análises realizadas (componentes principais e análise discriminante) permitem melhor entender as relações geomorfopedológicas dos Argissolos nos diferentes domínios estudados.
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