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Ciclagem de nutrientes

 

Áreas intactas

Exploração seletiva de madeira

Áreas fragmentadas

 

 

 

 

Áreas intactas

 

 

Fertilidade do solo e sua relação com a topografia da floresta

 

Os padrões e processos ecossistêmicos foram estudados em diferentes áreas e relacionados à topografia local (Araujo et al. 2002; Luizão et al. 2004) (Tabela 1). Os resultados mostram que os solos de platôs e baixios diferem nas concentrações e disponibilidade de nutrientes chave, como o nitrogênio (N) e fósforo (P), e nos seus conteúdos de argila e areia (teores muito altos de argila nos platôs e muito altos de areia nos baixios (Tabela 1)).

 

Na Reserva Biológica do Cuieiras (sítio PELD), a respiração do solo foi maior na vertente, seguida do platô e baixio, com menores emissões de CO2 onde a água está menos disponível e também onde o solo está saturado (áreas de baixio). No platô e na vertente, os solos estão próximos à capacidade de campo, induzindo a uma maior respiração do solo (F.B. Zanchi, com. pessoal 2009). Porém, durante a estação seca do ano, a respiração do solo foi maior no baixio, que tem o lençol freático mais próximo à superfície. As concentrações de C orgânico e de N na camada superficial do solo (0-10 cm) foram menores no baixio (Luizão et al. 2004). No entanto, quando analisamos a profundidade, há uma inversão nos valores, nos quais os estoques calculados para três profundidades (0-40 cm, 0-100 cm e 0-200 cm) foram maiores nos Espodossolos do baixio do que nos Latossolos de platô e Argissolos da vertente, por haver um forte acúmulo de C orgânico entre 20 e 40 cm de profundidade no solo arenoso do baixio (Marques 2009).

 

Os estoques médios de C até 2 m de profundidade foram 187 (SD 28,5) Mg.ha-1 (Latossolo), 171 (SD 71,2) Mg.ha-1 (Argissolo) e 241 (SD 23,8) Mg.ha-1 (Espodossolo). A camada de 40-100 cm contribuiu com aproximadamente 45% do total de C contido no Latossolo e no Argissolo, enquanto que no Espodossolo cerca de 66% do C estava na camada de 0-40 cm (Marques 2009). 

 

A maior parte do C das camadas superficiais do solo está na fração leve e livre (FLL), mais lábil, da matéria orgânica do solo. Entretanto, nas camadas mais profundas do solo o C está mais associado à fração pesada, especialmente à fração argila (C-argila), formando uma matéria orgânica mais estável, que vai aumentando em profundidade (Marques 2009). Os solos de baixio tiveram uma maior proporção de C nas frações leves (FLL e FIA) (Tabela 1).

 

As taxas de mineralização de nitrogênio e de nitrificação foram significativamente menores no solo de baixio, com imobilização do N, principalmente na estação chuvosa (Luizão et al. 2004). A produção de liteira fina (que inclui material lenhoso com DAP ≤ 2 cm) e sua decomposição foram ligeiramente maiores nos platôs do que nos baixios (Tabela 1) (Luizão et al. 2004). As concentrações de N nas folhas vivas, na liteira e no solo foram menores em áreas com solos arenosos nos baixios do que nos platôs e vertentes com solos argilosos (Luizão et al. 2004).

 

 

Tabela 1: Características da textura e fertilidade dos solos superficiais (0-10 cm de profundidade) nas três reservas sob floresta intacta, e em diferentes topografias na Reserva do Cuieiras.

 

 

Decomposição, produção e uso de carbono pela floresta

 

Luizão et al. (2004) e Conceição (2006) estudaram a produção de liteira, decomposição e o ciclo do nitrogênio e do carbono em parcelas de 100 m2 em diferentes partes do relevo na Reserva Biológica do Cuieiras (sítio PELD). As concentrações de nitrogênio nas folhas vivas, na serrapilheira e no solo foram menores em áreas com solos arenosos nos vales (baixios) do que em áreas de platô e vertente (terreno inclinado) com solos argilosos. A produção de liteira e a decomposição foram ligeiramente maiores nos platôs do que nos vales. No entanto, Luizão et al. (2004) mostraram que o acúmulo de liteira nos vales foi similar às outras partes da topografia, sugerindo que processos físicos, como chuvas fortes e alagamento possam carrear o material.

 

Geralmente, sobre solos arenosos acumula-se uma grossa camada de folhas devido ao processo de decomposição lento (provavelmente devido à pobreza de nutrientes desses solos). Os resultados mostram que pequenas variações de topografia (~ 50 m de diferença em altitude) podem determinar diferenças nos processos de ciclagem de nutrientes. Essas diferenças devem ser levadas em consideração em modelos de previsão de emissão de carbono que utilizam dados de decomposição nas suas estimativas.

 

Chambers et al. (2004) estudaram o processo ciclagem do carbono em duas parcelas de 5 ha de floresta primária na área. Os resultados mostraram que a floresta de terra firme possui baixa eficiência no uso do carbono. As emissões de carbono via respiração das árvores e da matéria orgânica superam a absorção pela atividade fotossintética das árvores. A floresta na área provavelmente não está respondendo em crescimento ao aumento da concentração de CO2 atmosférico, mostrando que é pouco provável que haja um sumidouro de carbono. Esses resultados são contrastantes com outros estudos que mostram um aumento de biomassa nas florestas na região (Castilho et al., 2010).

 

 

 

Extração seletiva de madeira

 

Mudanças nos estoques e processos em conseqüência da extração seletiva de madeira e da fragmentação florestal

 

A extração seletiva de madeira resultou em grande redistribuição da biomassa e nutrientes nas clareiras formadas durante a exploração. Alguns locais das clareiras, principalmente na área central, ficaram temporariamente com solo exposto e com pouca ou nenhuma cobertura de plantas ou liteira. Outros locais acumularam resíduos vegetais (copas das árvores selecionadas para o corte e resíduos foliares e lenhosos de árvores danificadas ou tombadas) (Yano 2001). Os resíduos acumulados foram se decompondo nos anos seguintes ao corte, liberando carbono e nutrientes para o solo, bem como CO2 para atmosfera. Nos primeiros quatro anos após a exploração madeireira, a maior parte do fósforo (71,8%) e do potássio (78,5%) foi perdida da madeira morta em decomposição (Summers et al. 2002). A extração seletiva de 50 m3 resultou em 80 Mg.ha-1 de madeira morta no chão da floresta, aumentando a respiração da floresta em 19,9 Mg.ha-1 de C nos primeiros cinco anos e outras 20 Mg.ha-1 de C nos 15 anos seguintes (Summers et al. 2002).

 

Nas clareiras formadas pela extração seletiva de madeira, a liberação dos nutrientes da liteira grossa aumentou a concentração de potássio, cálcio e magnésio disponíveis no solo nos dois anos seguintes à exploração (Tabela 2) (Ferreira et al. 2001), o que favoreceria as espécies clímax (Yano 2001), que aumentaram sua proporção de indivíduos em relação às espécies pioneiras e intermediárias. Nas clareiras, a razão espécies pioneiras: espécies clímax decresceu de 1,54 nos locais sem acúmulo de resíduos para 0,96 nos locais com acúmulo de resíduos. Com relação à razão de espécies intermediárias: clímax observou-se um decréscimo de 1,02 para 0,78 (Yano 2001).

 

Tabela 2: Mudanças nos estoques e processos em conseqüência da extração seletiva de madeira e da fragmentação florestal nas Reservas do Cuieiras e PDBFF.

1Luizão et al. 2004; 2Vasconcelos & Luizão 2004; 3Nascimento & Laurance 2004; 4Summers et al. 2002; 5Pinto 2008; 6Ferreira et al. 2004; 7Yano 2001; - dados não disponíveis

 

 

 

Áreas fragmentadas

 

 

Os estoques de liteira fina e grossa acumulados sobre o solo aumentaram significativamente próximo às bordas da floresta (Nascimento & Laurance 2004). A produção anual de liteira fina nas parcelas próximas à borda (< 100 m) foi 0,68 Mg.ha-1 maior do que no interior da floresta (> 250 m da borda) (Tabela 2), mostrando um efeito significativo da distância da borda. Com relação aos macro-nutrientes, a concentração de cálcio na liteira foi significativamente maior próximo das bordas (Vasconcelos & Luizão 2004).

 

 

Referências

 

Araújo, A.C. et al. 2002. Comparative measurements of carbon dioxide fluxes from two nearby towers in a central Amazonian rainforest: The Manaus LBA Site. Journal of Geophysical Research-Atmosphere 107:8090.

 

Castilho, C.V., W.E. Magnusson, R.N.O. Araújo, and F.J. Luizão. 2010. Short-term temporal changes in tree live biomass in a Central Amazonian forest, Brazil. Biotropica 42:95-103.

 

Chambers, J.Q., Higuchi, N., Teixeira, L.M., Santos, J., Laurance, S.G., Trumbore, S.E. 2004. Response of tree biomass and wood litter to disturbance in a Central Amazon forest. Oecologia 141, 596–614.

 

Conceição, A.C. 2006. Contribuição da liteira fina para o fluxo de carbono e nutrientes para o solo e igarapé numa bacia hidrográfica na Amazônia Central. Relatório Técnico. Manaus.

 

Ferreira, S.J.F., S. Crestana, F.J. Luizão, and S.A.F. Miranda. 2001. Nutrientes no solo em floresta de terra firme cortada seletivamente na Amazônia central. Acta Amazonica 31:381-396.

 

Luizão, R.C.C., F.J. Luizão, R.Q. Paiva, T.F. Monteiro, L.S. Sousa, and B. Kruijt. 2004. Variation of carbon and nitrogen cycling processes along a topographic gradient in a Central Amazonian forest. Global Change Biology 10:592-600.

 

Marques, J.D.O. 2009. Relação dos atributos pedológicos e hídricos do solo com a variação do carbono orgânico e nutrientes sob diferentes coberturas vegetais: floresta, pastagem, capoeira e sistemas agro-florestais na Amazônia central. Tese de Doutorado. Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia. Manaus, AM.

 

Nascimento, H.E.M., and W.F. Laurance. 2004. Biomass dynamics in Amazonian forest fragments. Ecological Applications 14(Supplement):127-138.

 

Pinto, A.C.M. 2008. Dinâmica de uma floresta de terra-firme manejada experimentalmente na região de Manaus (AM). Tese de Doutorado. Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, Manaus, AM.

 

Summers, P.M., F.J. Luizão, and  N. Higuchi. 2002. Coarse wood debris deposition, decomposition, and nutrient release in a selectively logged forest in central Amazonia. Annals of the II International Conference of LBA Project, Manaus, Brasil. (www.lba/cptec.inpe/lba).

 

Vasconcelos, H.L., and F.J. Luizão. 2004. Influence of habitat, litter type, and soil invertebrates on leaf-litter decomposition in a fragmented Amazonian landscape. Ecological Applications 14:884-892.

 

Yano, C.Y.2001. Efeito da liteira fina sobre a disponibilidade de nutrientes e o crescimento de plântulas em área de extração seletiva de madeira na Amazônia Central. Dissertação de Mestrado. Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, Manaus, AM.