Ciclagem de nutrientes em diferentes estádios sucessionais da Mata Atlântica na bacia do rio Paraíba do Sul, RJ / Nutrient cycling in different successional stages of forest atlantic in river basin sul Paraíba, RJ

Em ecossistemas florestais, o aporte e decomposição da serapilheira constituem o principal meio de transferência de nutrientes para o solo, sendo de grande importância para a sustentabilidade desses sistemas. Contudo, ainda são incipientes os estudos sobre a influência de estágios de sucessão na dinâmica da ciclagem de nutrientes em florestas secundárias, principalmente as localizadas em áreas de relevo movimentado, onde concentram-se grande parte dos fragmentos da Mata Atlântica na região sudeste do Brasil. Este trabalho teve como objetivo estudar a ciclagem de nutrientes em diferentes estágios de sucessão de uma Floresta Estacional Semidecidual Submontana, por meio da estimativa da deposição mensal e anual de serapilheira, do aporte de nutrientes e da taxa de decomposição do material foliar. Foram selecionadas três áreas com diferentes estádios sucessionais, localizadas em Pinheiral, RJ: floresta em estádio inicial (FEI), floresta em estádio médio (FEM) e floresta em estádio avançado (FEA). A produção de serapilheira foi avaliada mensalmente durante um ano (abril/2009 a março/2010) por meio de coletores cônicos de 0,21m2. A serapilheira foi seca, estratificada nas frações folhas, ramos, materiais reprodutivos e outras (frações não identificáveis), e pesada. Foram determinados os teores dos macronutrientes N, P, K, Ca e Mg para a serapilheira produzida. A decomposição do material foliar foi avaliada durante 120 dias, utilizando-se sacolas de decomposição. A deposição anual de serapilheira foi estimada em 7,47 Mg ha-1 na FEI; 8,96 Mg ha-1 na FEM e 14,7 Mg ha-1 na FEA, com a fração foliar representando, respectivamente, 86,4%, 80,7% e 66,1% do total aportado. Os teores e conteúdos de nutrientes, de maneira geral, foram menores na FEI, intermediários na FEM e maiores na FEA. A serapilheira se mostrou como uma importante via de transferência de N e Ca para o solo, destacando-se o N na FEA e o Ca na FEM e FEI. O tempo de meia vida para a FEA foi de 151 dias, seguido pela FEM (217 dias) e FEI (315 dias), observando-se na FEA maiores taxas de decomposição durante todo o período do estudo. Os resultados desse estudo evidenciaram que a idade sucessional afetou a quantidade total de nutrientes produzidos via serapilheira, função da complexidade estrutural em termos de aumento de riqueza de espécies vegetais e área basal. Desta forma, é possível supor que, desde que existam condições favoráveis tais como fontes de propágulos e dispersores, a sucessão florestal secundária, em áreas de relevo acidentado e com solos de baixa fertilidade natural, condicionará a formação de uma floresta nutricionalmente sustentável.

In forest ecosystems, the contribution and decomposition of litterfall are the primary means of transferring nutrients to the soil, being of great importance for the sustainability of these systems. However, studies about the influence of succesional stages in the dynamics of nutrient cycling in secondary forests are scarce, especially those located in relief irregular, where are concentrated much of the Atlantic Forest fragments in southeastern Brazil. This work aimed to study the cycling of nutrients in different successional stages of submontane semideciduous seasonal forest, through of monthly and annual litterfall production, by nutrient availability and the rate of decomposition of leaf material. We studied three areas with different successional stages, located in Pinheiral, RJ: forest in initial stage (FIS), forest in intermediate stage (FINS) and forest in advanced stage (FAS). The litter production was evaluated monthly for one year (April/2009 to March/2010) through conical collector 0,21m2. The litter collected was dried and stratified into leaves, branches, and other reproductive materials (fractions unidentifiable) and weighed. Subsequently, the material was homogenized and N, P, K, Ca and Mg concentrations were determined . The decomposition of leaf material was evaluated for 120 days using litter bags. It was found annual litter of 7.47 Mg ha-1 in FIS, 8.96 Mg ha-1 in FINS and 14.7 Mg ha-1 in FAS, with the leaf fraction representing, respectively, 86.4%, 80.7% and 66.1% of the total contributed. Concentration and content of nutrients, in general, were less in FIS, intermediate in FINS and higher in FAS. The litter was shown to be an important route of transfer of N and Ca to the soil, especially N in FAS and Ca in FINS and FEI. The half-life in FAS was 151 days, followed FINS (217 days) and FIS (315 days), observing the FAS greater loss of material throughout the study period. Ours results showed that the successional age affected the total amount of nutrients produced via litter, according to the structural complexity in terms of increase of plant species richness and basal area. Thereby, one can expect that, provided there are favorable conditions such as sources of propagules and dispersers, secondary forest succession in areas of relief irregular and with low fertility soils, condition the formation of a nutritionally sustainable forest.

Decomposição da serrapilheira, diversidade e funcionalidade de invertebrados do solo em um fragmento de floresta atlântica / Litter decomposition, diversity and functionality of soil invertebrates in an atlantic rain forest fragment

Florestas de borda têm características de estádios iniciais de sucessão. No entanto, essas florestas em estádio inicial produzem folhas de decomposição mais difícil e tem uma menor diversidade de invertebrados do solo que participam da decomposição da serrapilheira. Assim, é provável que a decomposição da camada de serrapilheira e a fauna do solo sejam influenciadas por características da borda em fragmentos recém criados. O objetivo desse estudo foi avaliar a decomposição da serrapilheira e a comunidade de invertebrados do solo em um fragmento de floresta Atlântica localizado em Pinheiral, RJ. Litter bags e armadilhas pittfall foram instaladas na borda e no interior do fragmento para avaliar a perda de massa da serrapilheira e a fauna do solo, respectivamente. A serrapilheira se decompôs de maneira mais lenta na borda, onde houve menor diversidade da fauna do solo e maior expressão de invertebrados micrófagos. Já no interior, onde houve maior diversidade da fauna do solo e maior atividade de invertebrados saprófago-predadores, a decomposição da serrapilheira mostrou tendência de ser mais rápida. Nesse sentido, a fragmentação em florestas secundárias pode retardar a dinâmica de decomposição da serrapilheira e, dessa forma, influenciar na ciclagem dos nutrientes na camada superficial do solo.

The vegetation of the forests edge shows characteristics of early succession stages. However, this initial stage forest produce leaves that are hard to decompose and have a lower diversity of the soil invertebrates that participate in litter decomposition. Thus, it is likely that the litter decomposition and soil fauna are influenced by the newly created fragments border characteristics. The aim of this study was to evaluate the litter decomposition and soil invertebrates in a Atlantic Rain Forest fragment located in Pinheiral, RJ, Brazil. Litter bags and pitfall traps were installed at the edge and in the interior of the forest to assess the loss of litter mass and the soil fauna, respectively. The litter decomposed more slowly on the edge, where the soil fauna was less diverse and with more expression of bacteria and fungi predators. On the forest interior, with greater soil fauna diversity and higher activity of decomposers and predators invertebrates, litter decomposition showed a tendency to be faster. Accordingly, the fragmentation in secondary forests may slow the dynamic of litter decomposition and, thus, alter the nutrient cycling in the upper soil layer.