The peatlands are ecosystems extremely sensitive to changes in hydrology, and are considered as faithful \"natural archives of ecological memory\". In the Serra do Espinhaço Meridional, Minas Gerais State, Brazil, mountain peatlands has been studied by soil scientists, but until now multi-proxy studies are almost absent. The location of these peatlands is ideal because they are in an area influenced by the activity of the South America Monsoon Systems (SAMS), which controls the amount and distribution of annual rainfall. The aim of this work was to reconstruct the environmental changes occurred throughout the late Pleistocene and Holocene, both at the local and regional scale by using a multi-proxy approach (stratigraphy, physical properties, 14C and OSL datings, pollen and geochemistry). However, determining of the processes involved in the genesis and evolution of peatlands soils was also necessary step. The physico-chemical properties and elemental composition of five peat cores (PdF-I, PdF-II, SJC, PI and SV) from four selected mires (Pau de Fruta, São João da Chapada, Pinheiros and Sempre Viva) seem to have responded to four main processes: relative accumulation of organic and mineral matter, linked to the evolution of the catchment soils (local erosion); deposition of dust from distant/regional sources; preservation of plant remains; and long and short-term peat decomposition. The combination of proxies of PdF-I core defined six main phases of change during the Holocene: (I) 10-7.4 cal kyr BP, wet and cold climate and soil instability in the mire catchment; (II) 7.4-4.2 cal kyr BP, wet and warm with catchment soils stability and enhanced deposition of regional dusts; (III) 4.2-2.2 cal kyr BP, dry and warm and a reactivation of soil erosion in the catchment; (IV) 2.2-1.2 cal kyr BP, dry and punctuated cooling, with enhanced deposition of regional dusts; (V) 1.2 cal kyr-400 cal yr BP, sub-humid climatic and the lowest inputs of local and regional dust and the largest accumulation of peat in the mire; and (VI) <400 cal yr BP, sub-humid conditions but both local and regional erosion largely increased. For the late Pleistocene, a combination of proxies applied to the PI core also defined six main phases: (I) 60-39.2 cal kyr BP, from sub-humid to dry amid colder conditions than today, and high soil instability in the mire catchment; (II) 39.2-27.8 cal kyr BP, dry and warm with cooling events under still high local erosion rates; (III) 27.8-16.4 cal kyr BP, wet and very cold with a decreased in soil erosion in the catchment; (IV) 16.4-6.6 cal kyr BP, very wet and very cold conditions with low intensity of local erosion; (V) 6.6-3.3 cal kyr BP, very dry and warm with increasing rates of local erosion; and (VI) <3.3 cal kyr BP, from dry and warm to sub-humid climate, with local erosion trend similar to the previous period. The climate is seen as the most important driving force of environmental change, but human activities are likely to have been at least partially responsible for the significant changes recorded over the past 400 years. Given the value as environmental archives, mires from Serra do Espinhaço Meridional should be fully protected. / As turfeiras são ecossistemas extremamente sensíveis às mudanças da hidrologia, e são por excelência consideradas como \"arquivos naturais da memória ecológica\". Na Serra do Espinhaço Meridional, Minas Gerais, Brasil, as turfeiras de montanha vem sendo estudadas pelos cientistas do solo, mas até então estudos multi-proxy são quase ausentes. A localização destas é ideal pois estão em uma área influenciada pela atividade do Sistema Monçônico da América do Sul (SMAS), que controlam a quantidade e distribuição de precipitação anual. O objetivo deste trabalho foi reconstruir as mudanças ambientais ocorridas através do Holoceno e Pleistoceno Tardio, tanto sob escala local quanto regional, usando uma abordagem multiproxy (estratigrafia, propriedades físicas, datações 14C e LOE, pólen e geoquímica). No entanto, determinação dos processos envolvidos na gênese e evolução dos solos das turfeiras também foi um passo necessário. As propriedades físico-químicas e composição elementar de cinco testemunhos de turfa (PdF-I, PdF-II, SJC, PI e SV) de quatro turfeiras selecionadas (Pau de Fruta, São João da Chapada, Pinheiros e Sempre Viva) parecem ter respondido a quatro processos principais: acumulação relativa de matéria orgânica e material mineral, ligados à evolução dos solos das bacias das turfeiras (erosão local); deposição de poeira de fontes distantes/regionais; preservação de restos de plantas; e decomposição da turfa em longo e curto prazo. A combinação de proxies de PdF-I definiu seis principais fases de mudanças durante o Holoceno: (I) 10-7,4 mil anos cal AP, clima úmido e frio e instabilidade do solo na bacia da turfeira; (II) 7,4-4,2 mil anos cal AP, úmido e quente com solo na bacia estável e aumento de deposição de poeiras regionais; (III) 4,2-2,2 mil anos cal AP, seco e quente e reativação da erosão do solo na bacia; (IV) 2,2-1,2 mil anos cal AP, seco e resfriamentos pontuais, com aumento de poeiras regionais; (V) 1,2 mil anos-400 anos cal AP, sub-úmido e com os mais baixas entradas de poeiras local e regionais e as maiores acumulações de turfa; e (VI) <400 anos cal AP, sub-úmido com forte erosão local e regional. Para o Pleistoceno tardio, uma combinação de proxies aplicada para PI também definiu seis principais fases: (I) 60-39,2 mil anos cal AP, de sub-úmido para seco em meio à temperaturas mais frias que o atual, e alta instabilidade do solo na bacia da turfeira; (II) 39,2-27,8 mil anos cal AP, seco e quente com alguns resfriamentos e ainda sob elevadas taxas de erosão local; (III) 27,8-16,4 mil anos cal AP, úmido e muito frio com redução da erosão do solo na bacia; (IV) 16,4-6,6 mil anos cal AP, muito úmido e muito frio com baixa intensidade de erosão local; (V) 6,6-3,3 mil anos cal AP, muito seco e quente com taxas crescentes de erosão local; e (VI) <3,3 mil anos cal AP, de seco e quente para sub-úmido, com tendência de erosão local semelhante ao período anterior. O clima é visto como o forçante mais importante das mudanças ambientais, mas é provável que atividades humanas tenham sido parcialmente responsáveis pelas mudanças significativas registradas ao longo dos últimos 400 anos. Dado o valor como arquivos ambientais, as turfeiras da Serra do Espinhaço Meridional devem ser completamente protegidas.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-14042014-163954 |
| Date | 12 February 2014 |
| Creators | Ingrid Horak Terra |
| Contributors | Pablo Vidal Torrado, Marcia Aguiar de Barros, Peter Buurman, Antonio Marttinez Cortizas, Marco Madella |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Agronomia (Solos e Nutrição de Plantas), USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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