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Título: Impacts and recovery after soil compaction from logging machinery in Central Amazonia
Autor: De Armond, Daniel
Orientador: Lima, Adriano José Nogueira
Palavras-chave: Logging
Soil compaction
Skid trails
Data do documento: 9-Nov-2023
Editor: Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Programa: Ciências de Florestas Tropicais - CFT
Abstract: Each year, vast areas of old-growth tropical forest are logged throughout Amazonia. Often, the timber is extracted with heavy machinery, which inadvertently leads to soil compaction. Currently, the majority of research on this topic has been conducted in temperate forests. In the tropics, there is an overall scarcity of research on logging induced soil compaction, especially in the Amazon biome. Therefore, the aim of this work was to quantify the initial impacts and subsequent recovery of soil disturbed by logging machinery in the Central Amazon. Sampling occurred in skid trails, experimental tractor trails, log landings and adjacent undisturbed controls on soil dominated by low activity clay. The experimental trails were established with a D6 track-type tractor to test the differences in soil compaction between seasons (e.g., wet, dry) and traffic intensity (e.g., 1, 3, 12 machine cycles). Time since compaction events ranged from less than a year to 1, 13, 19, 23, 26, 27 and 28 years after soil disturbance. Samples were collected for the following attributes: soil bulk density, soil penetration resistance, fine root biomass, forest floor litter, foliar nutrients (total N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn) and soil chemical properties (total N, NH4+, NO3-, available P, K+, Ca2+, Mg2+, Na+, Fe2+, Mn2+, Zn2+, Al3+, organic C, pH, cation exchange capacity, base saturation, aluminum saturation). Regardless of season, the first machine cycle caused the greatest increase in soil compaction. There was less damage to macroporosity in the wet season when soil water was above field capacity. At 1 year after compaction, tractor trail soil chemical properties were most affected by heavy compaction in the wet season. Over time, soil recovery occurred at approximately 15 years for cation exchange capacity, 20 years for soil organic C and 25 years for soil bulk density. By 27 after logging, log landings still had not recovered the soil physical properties of fine root biomass encountered in adjacent undisturbed old-growth forest. After 28 years, recovered topsoil in skid trails was still affected by the compacted soil layer below that acted as a hardpan. These findings indicate that impacts from logging machinery are immediate and long-lasting. Therefore, the implications for forest management are to minimize to the greatest extent feasible the construction of logging infrastructure such as skid trails and log landings and plan their layout for future reuse.
Resumo: A cada ano, vastas áreas de floresta madura são derrubadas em toda a Amazônia. Muitas vezes, a madeira é extraída com máquinas pesadas, o que leva à compactação do solo. Atualmente, a maioria das pesquisas sobre este tema tem sido conduzida em florestas temperadas. Nos trópicos, há uma escassez geral de pesquisas sobre a compactação do solo induzida pela exploração madeireira, especialmente no bioma Amazônico. O objetivo deste trabalho foi quantificar os impactos iniciais e a posterior recuperação do solo revolvido por máquinas empregadas na extração de madeira na Amazônia Central. A amostragem ocorreu em trilhas de arraste, trilhas experimentais de trator, pátios de estocagem e controles não perturbados adjacentes em solo dominado por argila de baixa atividade. As trilhas experimentais foram estabelecidas com um trator de esteira D6 para testar as diferenças na compactação do solo entre as estações (por exemplo: chuvosa, seca) e a intensidade do tráfego (por exemplo: 1, 3, 12 ciclos de máquina). O tempo desde os eventos de compactação variou de menos de um ano a 1, 13, 19, 23, 26, 27 e 28 anos após a perturbação do solo. Amostras foram coletadas para os seguintes atributos: densidade do solo, resistência do solo à penetração, biomassa de raízes finas, serapilheira, nutrientes foliares (total N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn) e propriedades químicas do solo (total N, NH4+, NO3-, P disponível, K+, Ca2+, Mg2+, Na+, Fe2+, Mn2+, Zn2+, Al3+, carbono orgânico, pH, capacidade de troca catiônica, saturação de base, saturação de alumínio). Independentemente da estação, o primeiro ciclo da máquina causou o maior aumento na compactação do solo. Houve menos danos à macroporosidade na estação chuvosa, quando a água do solo estava acima da capacidade de campo. Um ano após a compactação, as propriedades químicas do solo da trilha do trator foram mais afetadas pela compactação pesada na estação chuvosa. A recuperação do solo ocorreu em aproximadamente 15 anos para a capacidade de troca catiônica, 20 anos para o carbono orgânico e 25 anos para a densidade. Aos 27 anos após a exploração, os pátios de estocagem ainda não haviam recuperado as propriedades físicas do solo e da biomassa de raízes finas em relação aos valores encontrados em floresta madura adjacente. Depois de 28 anos, o solo superficial recuperado em trilhas de arraste ainda era afetado pela camada de solo inferior compactado, o qual agia como um duripã. Estes resultados indicam que os impactos das máquinas madeireiras são imediatos e duradouros. Portanto, atividades de manejo florestal devem incorporar métodos e tecnologias que minimizem ao máximo a construção de infraestrutura madeireira, como trilhas de arraste e pátios de estocagem. A infraestrutura de exploração deve prever a manutenção e logística de áreas de exploração atual e futura.
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