Litterfall production in intact and selectively logged forests in southern of Amazonia as a function of basal area of vegetation and plant density / Produção de serrapilheira em florestas intactas e exploradas seletivamente no sul da Amazônia em função da área basal da vegetação e da densidade de plantas

Nutrient recycling in the forest is linked to the production and decomposition of litter, which are essential processes for forest maintenance, especially in regions of nutritionally poor soils. Human interventions in forest such as selecttive logging may have strong impacts on these processes. The objectives of this study were to estimate litterfall production and evaluate the influence of environmental factors (basal area of vegetation, plant density, canopy cover, and soil physicochemical properties) and anthropogenic factors (post-management age and exploited basal area) on this production, in areas of intact and exploited forest in southern Amazonia, located in the northern parts of Mato Grosso state. This study was conducted at five locations and the average annual production of litterfall was 10.6 Mg ha-1 year-1, higher than the values for the Amazon rainforest. There were differences in litterfall productions between study locations. Effects of historical logging intensity on litterfall production were not significant. Effects of basal area of vegetation and tree density on litterfall production were observed, highlighting the importance of local vegetation characteristics in litterfall production. This study demonstrated areas of transition between the Amazonia-Cerrado tend to have a higher litterfall production than Cerrado and Amazonia regions, and this information is important for a better understanding of the dynamics of nutrient and carbon cycling in these transition regions.

A capacidade de reaproveitamento de nutrientes pela floresta está ligada à produção e decomposição da serrapilheira, sendo estes processos essenciais para manutenção da floresta, especialmente em regiões de solos nutricionalmente pobres. Intervenções humanas na floresta como a extração seletiva de madeira, podem ter fortes impactos sobre esses processos. Os objetivos deste trabalho foram estimar a produção de serrapilheira e avaliar a influência de fatores ambientais (área basal da vegetação, densidade de plantas, abertura de dossel, atributos físico-químicos do solo) e antrópicos (idade pós-exploração e área basal explorada) sobre esta produção, em áreas de floresta intactas e exploradas no sul da Amazônia, norte do estado de Mato Grosso. Este estudo foi conduzido em cinco áreas e a produção média anual de serrapilheira foi de 10,6 Mg ha-1 ano-1, superior aos valores geralmente encontrados para a floresta amazônica. Houve diferença entre a produção de serrapilheira entre as áreas de estudo. Os efeitos do histórico de exploração madeireira e da intensidade de exploração não foram significativos sobre a produção de serrapilheira. Foi observado o efeito da área basal da vegetação e da densidade de árvores sobre a produção de serrapilheira, destacando a importância das características da vegetação local para a produção de serrapilheira. Este estudo demonstrou que áreas de transição entre Amazônia-Cerrado tendem a apresentar uma maior produção de serrapilheira que regiões típicas de Cerrado e Amazônia, e estas são informações importantes para uma melhor compreensão da dinâmica de ciclagem de nutrientes e carbono nestas regiões de transição.

The influence of the conservation status and changes in the rainfall regime on forest-savanna mosaic dynamics in Northern Brazilian Amazonia / Influência do status de conservação e da variação da precipitação na dinâmica de mosaicos floresta-savana ao norte da Amazônia Brasileira

Coupled carbon/climate models are predicting changes in Amazon carbon and water cycles for the near future, with conversion of forest into savanna-like vegetation. However, empirical data to support these models are still scarce for Amazon. Facing this scenario, we investigated whether conservation status and changes in rainfall regime have influenced the forest-savanna mosaic over 20 years, from 1986 to 2006, in a transitional area in Northern Amazonia. By applying a spectral linear mixture model to a Landsat-5-TM time series, we identified protected savanna enclaves within a strictly protected nature reserve (Maracá Ecological Station - MES) and non-protected forest islands at its outskirts and compared their areas among 1986/1994/2006. The protected savanna enclaves decreased 26% in the 20-years period at an average rate of 0.131 ha year-1, with a greater reduction rate observed during times of higher precipitation, whereas the non-protected forest islands remained stable throughout the period of study, balancing the encroachment of forests into the savanna during humid periods and savannization during reduced rainfall periods. Thus, keeping favorable climate conditions, the MES conservation status would continue to favor the forest encroachment upon savanna, while the non-protected outskirt areas would remain resilient to disturbance regimes. However, if the increases in the frequency of dry periods predicted by climate models for this region are confirmed, future changes in extension and directions of forest limits will be affected, disrupting ecological services as carbon storage and the maintenance of local biodiversity.

Modelos acoplados carbono/clima prenunciam mudanças nos ciclos do carbono e da água em um futuro próximo, substituindo gradualmente florestas tropicais por savanas. No entanto, dados empíricos que dão suporte a estes modelos ainda são escassos para a Amazônia. Diante deste cenário, investigamos se o status de conservação e as variações de precipitação influenciaram as mudanças ocorridas em 20 anos nos mosaicos floresta-savana, em uma área de transição ao norte da Amazônia. Utilizando imagens-fração do modelo de mistura aplicado à série temporal Landsat-5TM, enclaves de savana protegidos da Estação Ecológica de Maracá e ilhas de mata não protegidas do seu entorno foram identificados e suas áreas comparadas entre os anos 1986, 1994 e 2006. Os enclaves protegidos contraíram 26% em 20 anos a uma taxa média de 0,131 ha ano-1, com maiores taxas de retração em períodos de maior precipitação. As ilhas de mata não protegidas permaneceram estáveis no período total amostrado, porém com avanço de florestas sobre savanas em períodos mais úmidos e savanização em períodos mais secos. Mantendo-se as condições climáticas favoráveis, o status de conservação da Estação Ecológica Maracá continuará favorecendo o avanço de florestas e as áreas não protegidas permanecerão resilientes aos distúrbios. Porém, confirmada a tendência de aumento da frequência de eventos climáticos de seca prevista pelos modelos climáticos para essa região, a extensão e direção de mudanças futuras dos limites florestais serão afetadas, comprometendo os serviços ecológicos como a estocagem de carbono e a manutenção da biodiversidade local.

Oxidation is Key for Black Carbon Surface Functionality and Nutrient Retention in Amazon Anthrosols.

Aims: Soil black carbon (BC) has been shown to possess large amounts of cation exchange sites and surface charge, and is viewed as a potential soil amendment to improve nutrient retention and for pollutant remediation. This study investigated the nanoscale distribution of reactive functional groups and the binding of cations on the surface of micron-size BC particles, identified the key processes, and explored the sources of surface functionality and their relative contribution to cation exchange capacity (CEC). Materials and Methods: Elemental microprobe and synchrotron-based Scanning Transmission X-ray Spectromicroscopy (STXM) coupled with Near Edge X-ray Absorption Fine Structure (NEXAFS) spectroscopy were used for nano-scale mapping of cations and reactive functional groups, and further distinction of the sources of reactive functional groups generated either by oxidation of BC surfaces or by adsorption of non- BC organic matter onto the BC surfaces. Their respective contribution to cation adsorption was obtained using a depth profile of a BC-rich Anthrosol from the central Amazon, Brazil. Results and Discussion: Adsorption of Non-BC organic matter is more dominant on the surface of BC particle in topsoil as evidenced by a stronger signal of microbial biomass and humic substances extracts. In comparison, a greater level of oxidation was found on the outerlayer of BC particles in subsoil horizons. Organic C in subsoils was found to generate 23-42% more CEC per unit C than topsoil. Based on CEC per unit C, the capacity of BC in creating CEC was 6-7 times higher than Non-BC, and the BC in deeper horizons had up to 20% higher CEC than the topsoil horizon. Near BC surfaces, higher ratios of Ca/C and K/C in subsoil than topsoil horizons reinforce the observation that BC in subsoil horizons had a higher capacity in binding cations and creating CEC than in the topsoil horizon. Conclusions: Oxidation of BC is suggested to be more efficient and important for creating CEC than the adsorption of non-BC onto BC surfaces, thus identified as being key for BC surface functionality and nutrient retention in Amazon Anthrosols.

Soil CO2 efflux in central Amazonia: environmental and methodological effects / Efluxo de CO2 do solo na Amazônia central: efeitos ambiental e metodológico

Soil respiration plays a significant role in the carbon cycle of Amazonian rainforests. Measurements of soil respiration have only been carried out in few places in the Amazon. This study investigated the effects of the method of ring insertion in the soil as well as of rainfall and spatial distribution on CO2 emission in the central Amazon region. The ring insertion effect increased the soil emission about 13-20 percent for sandy and loamy soils during the firsts 4-7 hours, respectively. After rainfall events below 2 mm, the soil respiration did not change, but for rainfall greater than 3 mm, after 2 hours there was a decrease in soil temperature and respiration of about 10-34 percent for the loamy and sand soils, with emissions returning to normal after around 15-18 hours. The size of the measurement areas and the spatial distribution of soil respiration were better estimated using the Shuttle Radar Topographic Mission (SRTM) data. The Campina reserve is a mosaic of bare soil, stunted heath forest-SHF and tall heath forest-THF. The estimated total average CO2 emissions from the area was 3.08±0.8 µmol CO2 m-2 s-1. The Cuieiras reserve is another mosaic of plateau, slope, Campinarana and riparian forests and the total average emission from the area was 3.82±0.76 µmol CO2 m-2 s-1. We also found that the main control factor of the soil respiration was soil temperature, with 90 percent explained by regression analysis. Automated soil respiration datasets are a good tool to improve the technique and increase the reliability of measurements to allow a better understanding of all possible factors driven by soil respiration processes.

Respiração do solo possui um importante papel no ciclo do carbono em florestas tropicais Amazônicas. Entretanto poucas medidas de respiração do solo foram feitas. Neste estudo são apontados os efeitos na metodologia de instalação dos anéis no solo, bem como os efeitos da precipitação e a distribuição espacial da emissão de CO2 na Amazônia central. Os efeitos da inserção de anéis no solo aumentaram de 13 a 20 por cento para o solo arenoso e argiloso, o efeito durou de 4 a 7 horas, respectivamente. Já os efeitos na precipitação, notamos que os eventos abaixo de 2 mm a respiração do solo permaneceu indiferente, mas para precipitação acima de 3 mm, 2 horas depois, houve uma diminuição da temperatura e respiração em 10 a 34 por cento para o solo argilosos e arenosos, retornando a emissão normal após 15 a 18 horas. Para estimar a distribuição espacial da respiração do solo e o tamanho correto das áreas medidas, foram utilizadas as imagens do Shuttle Radar Topographic Mission (SRTM). Considerando que a Reserva de Campina é um mosaico de solo desnudo, floresta alagável de baixa e alta estatura (SHF e THF). A emissão total média de CO2 para a área foi de 3.08±0.8 µmol CO2 m-2 s-1. Já a Reserva do Cuieiras possui outro mosaico de florestas de platôs, encostas, Campinaranas e riparias, sendo a emissão média total desta área foram de 3.82±0.76 µmol CO2 m-2 s-1. Encontramos também que a respiração do solo foi controlada pela temperatura do solo, sendo uma correlação de 90 por cento encontrada pela análise de regressão. Dados obtidos com sistema automático de respiração do solo é uma grande oportunidade de melhoramento da técnica e o aumento da confiança nas medidas em relação aos possíveis fatores que controlam os processos de emissão de CO2 do solo.

Fine litter accumulation in Central Amazonian Tropical Rainforest canopy / Acúmulo de liteira fina no dossel de uma Floresta Tropical na Amazônia Central

Fine litter dynamics within the canopy differ from litter dynamics on the forest floor for reasons such as differences in microclimate, substrate, disturbance level, stratum influence and decomposition rates. This study is the first attempt to quantify the fine litter accumulated in the canopy of Central Amazonian forests. We compared the canopy litter accumulation to fine litter-layer on forest floor and to other forests and also investigated which were the mostly accumulated litter omponents. We found that Central Amazonian Rainforest intercepts greater fine litter in the canopy (294 g.m-2) compared to other forest formations with higher winds speed as in a Costa Rican Cloud Forest (170 g.m-2). The mean canopy fine litter accumulated at the end of the dry season was less than a half of that on soil surface (833 g.m-2) and the fine wood component dominates the canopy samplings (174 g.m-2) while leafy component predominate on soil surface litter (353 g.m-2).

A dinâmica da liteira fina no dossel difere da dinâmica no chão da floresta por razões como diferenças no microclima, tipo de substrato, taxas de decomposição, distúrbios e influência dos estratos. Esta é a primeira tentativa de quantificar a liteira fina acumulada no dossel das florestas da Amazônia Central. Comparamos o acúmulo da liteira no dossel com a camada de liteira do chão da floresta e com outros tipos de florestas e investigamos quais componentes da liteira acumularam em maiores quantidades. A floresta estudada na Amazônia Central interceptou uma maior quantidade de liteira no dossel (294 g.m-2) do que outras florestas com maior influência dos ventos, como na Costa Rica (170 g.m-2). A média de liteira no dossel no fim da estação seca foi menos da metade da acumulada sobre o solo (833 g.m-2). Os galhos finos dominaram nas amostras do dossel (174 g.m-2) enquanto as folhas predominaram na liteira sobre o solo (353 g.m-2).

Eficiência no uso dos nutrientes por espécies pioneiras crescidas em pastagens degradadas na Amazônia central / Nutrient use efficiency for pioneer species grown on abandoned pastures in central Amazonia

Nas últimas décadas, considerável parcela da floresta amazônica tem sido transformada em pastagens que, em função da baixa fertilidade natural dos solos e do manejo deficiente, decrescem rapidamente em produtividade e são abandonadas, dando lugar a uma sucessão secundária arbórea adaptada à baixa disponibilidade de nutrientes. O objetivo deste estudo foi obter informações sobre a eficiência no uso dos nutrientes por espécies arbóreas freqüentes nesses ambientes degradados, após calagem e aplicação de fosfato. O experimento realizado numa área de sucessão secundária com seis anos de idade, consistiu na aplicação de quatro tratamentos: controle; aplicação de fósforo (P); aplicação de fósforo e calcário (P+Cal); e aplicação de fósforo, calcário e gesso (P+Cal+G). As determinações das taxas de fotossíntese, bem como as coletas de amostras de solo e de folhas foram realizadas oito meses após a aplicação dos tratamentos. A aplicação do corretivo e do fosfato favoreceu o desempenho das espécies nos tratamentos P+Cal e P+Cal+G. Bellucia grossularioides acumulou mais N, P e Zn, enquanto que Laetia procera acumulou mais Ca e Mn. Vismia japurensis foi a espécie mais eficiente no uso dos nutrientes, em função dos altos valores da taxa fotossintética; apresentou baixos teores foliares de P quando comparada com Bellucia grossularioides, sugerindo ser uma espécie bem adaptada a ambientes com baixa disponibilidade de nutrientes, como ocorre em áreas degradadas na Amazônia.

Large areas of Amazonian forest have been converted to pastures over the last two decades. Low soil fertility and mismanagement results in a rapid decline in net primary productivity leading the pastures to be abandoned, and woody vegetation adapted to low nutrient conditions colonize the areas. The objective of this study was to examine nutrient use efficiency, following liming (calcium) and phosphorus addition by three of the most frequent colonizing species. The experiment conducted on a six year-old secondary forest, consisted of four treatments: control; phosphorus addition (P); phosphorus and lime addition (P+Cal); and phosphorus, lime and gypsum addition (P+Cal+G). Leaf gas exchange, soil and leaf nutrient concentration were determined eight months after the treatment application. There was a significant response by species to the addition of phosphorus and lime (P+Cal and P+Cal+G). The species, Bellucia grossularioides accumulated more N, P and Zn in the leaves, while Laetia procera accumulated more Ca and Mn. The species Vismia japurensis had higher nutrient use efficiency, as a function of the higher photosynthetic rates. Vismia japurensis presented lower P concentrations than Bellucia grossularioides, suggesting that is well adapted to environments low in nutrients, as this species often occurs in degraded areas in Amazonia.

Nutrientes na solução do solo em floresta de terra firme na Amazônia Central submetida à extração seletiva de madeira A HREF="/nt1"> /A>

The nutrients NO3-, NH4+, K+, Ca2+, Mg2+ and Na+ were determined in a soil solution in a layer 0-30 cm, in an area submitted to selective logging (6-10 trees or 34 m³ ha-1 of timber), located 80 km north of Manaus. The experiment was made up of three blocks, each containing one control plot and one plot submitted to selective logging. The soil in the area is very clayey Alic Yellow Latosol, with a high clay content. The samples were collected and analysed during 13 months in five treatments: control (pristine forest), centre of the clear-cut, edge of the clear-cut, edge of the remaining forest and remaining forest. Calcium, magnesium, potassium and sodium concentrations showed significant differences among the different treatment. Nitrate and ammonium ions were the less affected concentrations. In the treatments centre of the clear-cut and edge of the clear-cut, the nutrient results were, mostly, the highest values. The greatest difference occurred in the sodium concentration in the soil solution, which reached 5 kg/ha, in the centre of clear-cut of Blocks I and II, being practically twice as much as the values found on their respective control plots. The lowest concentrations of the nutrients in the soil solution on the pristine forest (control plot) and in the remaining forest confirm the efficiency of the forest in nutrient cycling. The higher concentration values of these nutrients in the centre of the clear-cut, might be possibly due to the removal of trees, availability of easily decomposable materials like dead roots and accumulated litter.

Os solos de terra firme da Amazônia Central, na sua maioria, são ácidos, pobres em nutrientes e a manutenção da floresta sobre esses solos é garantida pela ciclagem de nutrientes, praticamente fechada. A substituição de floresta por pastagens ou outras atividades agrícolas leva à diminuição de nutrientes do compartimento biomassa, podendo comprometer os processos de ciclagem no solo, pois plantas absorvem nutrientes que presentes na solução do solo. Para entender o efeito de retirada de árvores, foi realizado um estudo em uma área de floresta de terra firme na Amazônia Central submetida à extração seletiva de madeira (6-10 árvores, ou 34 m³ ha-1 de madeira) localizada 80 km ao norte de Manaus, foram determinados os teores NO3-, NH4+, K+, Ca2+, Mg2+ e Na+ na solução do solo na camada de 0-30 cm. O experimento constou de três blocos, cada um contendo uma parcela controle e uma que sofreu o corte seletivo de árvores, todos sobre um Latossolo Amarelo álico de textura muito argilosa. As medidas foram realizadas durante 13 meses, em cinco tratamentos em cada bloco: controle (floresta intacta), centro de clareira, borda de clareira, borda da floresta remanescente e floresta remanescente. Os teores de potássio, cálcio, magnésio e sódio mostraram diferenças significativas entre os tratamentos. As quantidades dos íons amônio e nitrato foram as menos afetadas. Os valores mais elevados foram geralmente encontrados nos tratamentos centro de clareira e borda de clareira. A maior diferença ocorreu na quantidade de sódio na solução do solo, que chegou a mais de 5 kg ha-1, no centro de clareira de dois blocos, praticamente o dobro da encontrada nas suas respectivas parcelas controles. As concentrações mais baixas dos nutrientes na solução do solo da floresta intacta (controle) e da floresta remanescente, confirmam a eficiência da floresta na ciclagem de nutrientes. Porém, no centro de clareira, além da remoção de árvores, a disponibilidade de materiais de fácil decomposição, como raízes mortas e a liteira acumulada, podem ter contribuído para uma maior concentração de nutrientes na solução do solo.

Nutrientes na solução do solo em floresta de terra firme na Amazônia Central submetida à extração seletiva de madeira / Nutrients in soil solution in an upland forest submitted to selective logging in central Amazonia

Os solos de terra firme da Amazônia Central, na sua maioria, são ácidos, pobres em nutrientes e a manutenção da floresta sobre esses solos é garantida pela ciclagem de nutrientes, praticamente fechada. A substituição de floresta por pastagens ou outras atividades agrícolas leva à diminuição de nutrientes do compartimento biomassa, podendo comprometer os processos de ciclagem no solo, pois plantas absorvem nutrientes que presentes na solução do solo. Para entender o efeito de retirada de árvores, foi realizado um estudo em uma área de floresta de terra firme na Amazônia Central submetida à extração seletiva de madeira (6-10 árvores, ou 34 m³ ha-1 de madeira) localizada 80 km ao norte de Manaus, foram determinados os teores NO3-, NH4+, K+, Ca2+, Mg2+ e Na+ na solução do solo na camada de 0-30 cm. O experimento constou de três blocos, cada um contendo uma parcela controle e uma que sofreu o corte seletivo de árvores, todos sobre um Latossolo Amarelo álico de textura muito argilosa. As medidas foram realizadas durante 13 meses, em cinco tratamentos em cada bloco: controle (floresta intacta), centro de clareira, borda de clareira, borda da floresta remanescente e floresta remanescente. Os teores de potássio, cálcio, magnésio e sódio mostraram diferenças significativas entre os tratamentos. As quantidades dos íons amônio e nitrato foram as menos afetadas. Os valores mais elevados foram geralmente encontrados nos tratamentos centro de clareira e borda de clareira. A maior diferença ocorreu na quantidade de sódio na solução do solo, que chegou a mais de 5 kg ha-1, no centro de clareira de dois blocos, praticamente o dobro da encontrada nas suas respectivas parcelas controles. As concentrações mais baixas dos nutrientes na solução do solo da floresta intacta (controle) e da floresta remanescente, confirmam a eficiência da floresta na ciclagem de nutrientes. Porém, no centro de clareira, além da remoção de árvores, a disponibilidade de materiais de fácil decomposição, como raízes mortas e a liteira acumulada, podem ter contribuído para uma maior concentração de nutrientes na solução do solo.

Precipitação interna e interceptação da chuva em floresta de terra firme submetida à extração seletiva de madeira na Amazônia Central / Throughfall and rainfall interception by an upland forest submitted to selective logging in Central Amazonia

Em uma área de floresta de terra firme na Amazônia Central submetida à extração seletiva de madeira (6-10 árvores ou 34 m³ ha-1 de madeira), foram medidas a precipitação interna e a interceptação da água da chuva num período de mais de dois anos. No primeiro ano, os dados coletados foram contínuos; no ano seguinte, as informações foram obtidas em campanhas intensivas em diferentes épocas do ano. Procurou-se quantificar as alterações produzidas pela extração seletiva na precipitação interna e na interceptação da chuva e, conseqüentemente, no ciclo hidrológico. Na floresta intocada (controle), a precipitação interna variou de 74,2 a 87,1 por cento e nas parcelas manejadas de 86,9 a 92,9 por cento, verificando-se um aumento na precipitação interna após a extração seletiva de madeira. No entanto, as alterações provocadas pela extração seletiva na precipitação interna, que é a transferência de água da atmosfera para o solo após percolar o dossel da floresta, não foram estatisticamente significativas. Mas a interceptação da chuva, uma das partes do ciclo hidrológico, que retorna para a atmosfera e contribui para novas chuvas, foi significativamente alterada pela extração seletiva, provocando uma diminuição da quantidade de água retida pelo dossel.

RAPELD: a modification of the Gentry method for biodiversity surveys in long-term ecological research sites

Este estudo descreve uma modificação do método de parcelas de 0.1 ha desenvolvido por Gentry, que nós adaptamos para sítios de pesquisa ecológica de longa-duração na Amazônia brasileira. Nosso objetivo foi desenvolver um método que fosse apropriado para pesquisas ecológicas de longa-duração (componente PELD), mas que permitissem inventários rápidos para avaliação da complementaridade biótica e planejamento do uso da terra na Amazônia (componente RAP). A filosofia por trás do método é a de maximizar a probabilidade de amostrar adequadamente as comunidades biológicas, para o que são necessárias áreas amostrais grandes, e ao mesmo tempo minimizar a variação nos fatores abióticos que afetam estas comunidades, o que requer amostragem de áreas pequenas. Para conseguir isto, as parcelas são longas e estreitas, com seu maior eixo orientado ao longo das curvas de nível do terreno. Este desenho minimiza a variação interna de topografia e solo em cada parcela, e permite o uso destas variáveis como preditoras das distribuições de espécies. O desenho pode ser usado para vários taxa e estágios de vida, ajustando a largura da parcela ou distribuindo sub-amostras ao longo da parcela. As parcelas são distribuídas sistematicamente em uma grade de trilhas, que é usada para amostrar taxa que não podem ser amostrados em parcelas pequenas. Cada grade de trilhas e parcelas constitui um sítio de pesquisa. A distribuição sistemática de parcelas na paisagem permite estimativas não tendenciosas da distribuição, abundância e biomassa das espécies em cada sítio, e comparações biogeográficas entre sítios. Os custos de implementação são moderados, considerando a grande produção gerada pelos estudos integrados.

Propriedades físicas do solo após extração seletiva de madeira na Amazônia Central

Soil physical variables were investigated in forest plots submitted to selective logging in Central Amazonia. After logging, soil samples were collected to obtain soil water retention curves and measure: available soil water to the plants, soil density, and total porosity. Temperature measurements were carried out for 13 months, considering six treatments: control, center of the gaps, edge of the gaps, edge of the remaining forest, remaining forest and tractor tracks. Hydraulic conductivity measurements on saturated soil were conducted both on the control forest as well as on the logged plots, with no treatment distinction. The soil showed a low available water storage capacity: only 11 to 18% can be available to the plants, up to 1 meter depth. The temperature of the soil upper layers was influenced by logging, i. e., through the opening of the gaps, light reaches the soil more intensely in the center and edge of gaps, increasing temperatures in relation to the control and the remaining forest.

Variáveis físicas do solo foram investigadas em parcelas de floresta de terra firme submetidas à extração seletiva de madeira na Amazônia central. Foram obtidas curvas de retenção de água no solo, juntamente com medidas de água disponível no solo às plantas, densidade do solo e porosidade total. Medidas de temperatura do solo foram realizadas por mais de 13 meses, considerando seis tratamentos: controle, centro da clareira, borda da clareira, borda da floresta remanescente, floresta remanescente e trilha do trator. Medidas de condutividade hidráulica de solo saturado foram feitas na floresta e em clareiras, sem distinguir os tratamentos. O solo revelou baixa capacidade de armazenar água disponível: apenas 11 a 18% da água pode estar disponível às plantas, num perfil de 1 m de profundidade. A temperatura das camadas superiores do solo foi influenciada pela extração seletiva de madeira: nas clareiras abertas, a luz chega com mais intensidade no solo, proporcionando temperaturas mais elevadas no centro e nas bordas das clareiras do que no controle e na floresta remanescente.

Nutrientes no solo em floresta de terra firme cortada seletivamente na Amazônia Central

Soil pH, organic matter, and concentrations of extractable-P, exchangeable K, Ca, Mg and Al were measured in selectively logged plots of upland rain forest, 80 km north of Manaus. Soil type corresponds to an acid and very clayey Oxisol, (ca. 80 % of clay). Two control plots of intact forest and two plots submitted to selective logging were studied in 1987 and 1993. Results confirmed high soil acidity, and showed highest concentrations of extractable-P, and exchangeable-K, Ca, Mg and Al in the wet season. Both control and logged plots, showed the following ranking of concentrations for soil pit analyses: Al > Ca > > Mg, in the wet season, and Al > > Mg > Ca in the dry season. There are evidences that the timber residues left from selective logging rises soil nutrient values through decay, especially during the wet season.

Foram medidos o pH, a matéria orgânica, o fósforo assimilável, o potássio, o magnésio, o cálcio e o alumínio trocáveis no solo de uma área de manejo florestal em floresta de terra firme localizada a 80 km ao norte de Manaus. O solo é um Latossolo Amarelo álico de textura muito argilosa. O experimento constou de duas parcelas controle e duas que sofreram manejo em tempos distintos (uma em 1987 e a outra em 1993). Os resultados mostraram que esses solos são muito ácidos e que os teores de fósforo assimilável, potássio, magnésio, cálcio, e alumínio trocáveis são mais altos no período chuvoso do que no período seco. Nos perfis do solo da floresta remanescente e do centro de clareira do manejo de 1987, as concentrações dos elementos estudados seguiram a ordem Al > Ca > > Mg no período chuvoso e Al > > Mg > Ca no início do período seco. Há evidências de que os resíduos de madeira deixados pela extração seletiva aumentaram a concentração de nutrientes no solo, pela sua decomposição, especialmente na estação chuvosa.

Macrofauna da liteira em sistemas agroflorestais sobre pastagens abandonadas na Amazônia Central

The densities (ind/m2) and biomasses (mg/m2) of selected groups of the macrofauna in the litter layer (Isopoda, Diplopoda and Isoptera) under different agroforestry systems (SAFs) planted in areas of degraded and abandoned pastures in central Amazonia, were investigated. The study was carried out at the Agroforcstry Research Station of EMBRAPA/ CPAA, located 70 km north of Manaus, using three blocks with five treatments at random in fifteen plots of 3000 m2; each block had four different types of SAFs and a second-growth area (CAP), used as control, where existing natural regeneration was allowed to grow. Of the two agrosilvicultural systems, one was based on palm trees and the other more diversified, so-called multistrata; and of the two agrosilvipastoril systems, one had high and the other low inputs of fertilizer. In each plot, 50 samples of litter macrofauna were collected, using a 50 x 50 cm wooden frame, in the rainy and dry seasons. The density and biomass of the litter macrofauna were higher in the most diversified SAF (multistrata), and generally higher under cupuaçu and palm tree litters. Isopoda had the highest densities and biomasses, followed by Diplopoda in the SAFs and by tennites in the second growth. All SAFs presented macrofauna densities and biomasses higher than the second growth, indicating the creation of favorable habitats, due to either a higher quality of the litter produced or a higher abundance of localized litter of lower quality. The results suggest an improved functioning of the nutrient recycling processes in the soil, and sustainable productivity prospects of the agroforestry systems, especially the most diversified ones.

As densidades (ind/m2) e biomassas (mg/m2) de grupos selecionados da macrofauna da liteira (isópodos, diplópodos c cupins) foram estudadas sob diferentes sistemas agroflorestais (SAFs) implantados em áreas de pastagens degradadas c abandonadas na Amazônia central. O estudo foi feito na Estação de Pesquisa Agroflorestal da EMBRAPA/CPAA, 70 km ao norte de Manaus, usando-sc três blocos ao acaso, com cinco tratamentos, em quinze parcelas de 3000 m2; cada bloco tinha quatro diferentes tipos de SAFs e uma capoeira (CAP), usada como controle, onde se manteve a regeneração natural existente. Os SAFs eram dois sistemas agrossilviculturais, um com base em palmeiras e outro mais diversificado, denominado multiestrato, e dois sistemas agrossilvipastoris, de altos e baixos insumos. Em cada parcela, foram coletadas 50 amostras da macrofauna da liteira, usando-se um quadro de madeira de 50 x 50 cm, nas estações chuvosa e seca. A densidade e biomassa da macrofauna foram maiores no SAF mais diversificado (multiestrato) e geralmente maiores sob liteiras de cupuaçu e palmeiras, destacando-se o grupo dos isópodos com as maiores densidades c biomassas, seguido pelos diplópodos, nos SAFs, e pelos cupins, na capoeira. Todos os SAFs apresentaram maiores densidades e biomassas da macrofauna do que a capoeira, indicando a formação de micro-sítios favoráveis à sua ação, devido à melhor qualidade da liteira produzida e/ou da abundância localizada de liteiras de menor qualidade produzida pelas diversas espécies plantadas. Os resultados sugerem a melhoria do funcionamento dos processos de reciclagem no solo e, assim, das perspectivas de sustentabilidade da produção.

Mudanças na biomassa Microbiana e nas tansformações de Nitrogênio do solo em uma sequência de idades de pastagens após derruba e queima da floresta na Amazônia Central

Changes in biochemical parameters of a soil from a tropical Brazilian forest slashed and burned for establishment of pastures were estimated through microbial biomass, a sensitive indicator of changes in soil fertility. In a chronological sequence of pastures (2 to 13 years), microbial biomass and soil respiration of topsoil (0-5 cm) increased with the age up to the fifth year after pasture establishment, followed by a progressive decline, which was prominent after the eighth year as pasture. Lower nitrogen mineralization rate was found in these soils suggesting that nitrogen stock may be decreasing, which can lead to nitrogen defficiency in older pasture soils. Root mass in the first 20 cm of soil drastically decreased when pastures were established. The C/N ratio in fine roots was greater in the pasture than in the primary forest. This could indicate the formation, by the pasture grass, of a soil organic matter with less potencial of nutrient mineralization, which eventually can contribute to the low pasture productivity in the medium term and its posterior degradation. A five-year period of fallow after pasture abandonment seemed to be too short for the recovery of a soil used for grazing of moderate intensity during four years.

Foram estudadas mudanças nos parâmetros bioquímicos do solo em resultado da derruba e queima da floresta tropical na Amazônia brasileira para o estabelecimento de pastagens através da biomassa microbiana, um sensível indicador de modificações na fertilidade do solo. Na sequência de idades das pastagens estudadas (de 2 a 13 anos), a biomassa microbiana e a respiração na camada superficial de 0-5 cm do solo aumentaram até os cinco anos após o estabelecimento da pastagem, seguindo-se um declínio progressivo, que se acentua após o oitavo ano da pastagem. As baixas taxas de mineralização do nitrogênio no solo sugerem que o estoque de N orgânico está diminuindo, o que pode levar a deficiências de nitrogênio nos solos das pastagens mais velhas. A massa total de raízes nos primeiros 20 cm do solo diminuiu drasticamente com a idade da pastagem. A relação C/N das raízes finas na pastagem foi mais elevada do que na floresta madura. Isto pode indicar a formação, pela gramínea da pastagem, de uma matéria orgânica com potencial mais baixo de liberação de nutrientes minerais do que a originalmente produzida pela floresta, o que pode estar contribuindo para a baixa produtividade das pastagens a médio prazo e para sua posterior degradação. O período de 5 anos de pousio após o abandono ainda foi curto para recuperar um solo de pastagem usada moderadamente para pastejo por cerca de 4 anos.

Presença e alterações da fauna de Artrópodos durante a preparação de um composto orgânico

During the preparation oforganic, compost (150 days) five samples were taken of the arthropod fauna in each of three diferent treatments: fresh vegetable material alone (treatment 1); treatment 1 with chicken manure (treatment 2); and treatment 1 with residues of barley (treatment 3). All treatments were inoculated with bacteria after 75 days and all were covered by plastic sheetting for the greater part of the study period. In all of the three treatments, the most numerically important group was the Acari (88-99,5%) fallowed by Collembola (03-01%), Colleoptera (0,1-1,4%), Diplopoda (0,04-0,31%), Diptera (0,4-0,65%), and Formicidae. (0,01 -0,03%). The number individuals, and taxonomic groups, of the fauna increased gradually during the preparation of the compost, in all treatments. The bacterial inoculation at 75 days, produced an increase in the fauna in treatments I and 3, but not in treatment 2, moot likely because the chicken manure already had suffient microorganisms to ensure maximum degradation of the vegetable material. Covering the compost, heaps with plastic clearly decreased the number of arthropods. Uncovered compost treated with chicken manure has the highest taxonomic diversity of arthropods and the fastest rate of decomposition.

No decorrer da preparação de um composto orgânico (150 dias de duração), foram feitas cinco amostragens para estudarem-se a presença e as alterações da fauna de artrópodos, durante algumas das diferentes fases de sua preparação. Foram utilizados, em seis canteiros feitos acima da superfície do solo, três tratamentos diferentes, além da inoculação bacteriana de três dos canteiros, aos 75 dias, e da cobertura de todos os canteiros com plástico durante uma boa parte do tempo de preparação do composto. Em todos os tratamentos, o grupo numericamente mais importante foi Acari (88-99, 5%), seguido por Collembola (0,3- 0%), Coleoptera (0, 1-1, 4%), Diplopoda (0,04-0,3%), Diptera (0,04-0,65%) e Formicidae (0,01-0,03%). O número de grupos taxonômicos e de indivíduos da fauna aumentou gradativamente com o tempo de preparação do composto, em todas os tratamentos. A inoculação bacteriana, aos 75 dias, resultou num incremento da fauna no tratamento 2 (com esterco de galinha), provavelmente em face do anterior fornecimento de uma eficiente fonte de nitrogênio e de microorganismos, representada pela adição inicial de esterco de galinha fresca ao material vegetal. Também a cobertura dos canteiros com plástico parece ter influido bastante na fauna presente no material, provocando uma sensível diminuição de sua densidade. O tratamento com esterco de galinha foi o que apresentou uma mais rápida colonização pela fauna, com uma maior diversidade de grupos taxonômicos e também o que teve uma mais rápida e completa humificação do material.

Estimativa da biomassa de raizes de duas espécies de Cecropia e sua relação com a associação ou não das plantas a formigas

Summary This paper proposes the hypothesis that ants associated with several species of Cecropia, besides their other possible role as allelopathic agents (sensu Janzen, 196S). are concentrating nutrients for the plants. This hypothesis was tested by comparing the development of the biomass of the root system through the ratio fresh root biomass/fresh stem biomass of an ant-associated species, C. concolor Willdenow, and an ant-free species, C. sciadophylla Martius. The results indicate that C. concolor has a mean ratio root/stem of 0,27 (n = 5), whereas in C. sciadophylla the same ratio is 0,50 (n = 5). a difference significant at the 5% level This trend, therefore, corroborates the initial hypothesis.

Resumo Este trabalho propõe a hipótese de que as formigas associadas com várias espécies do gênero Cecropia, além do outro possível papel como agentes alelopáticos (sensu Janzen, 1969), estariam concentrando nutrientes para as plantas. Esta hipótese foi testada pela comparação do desenvolvimento da biomassa radicular, através da razão peso fresco das raízes/peso fresco do caule, de uma espécie associada a formigas, C. concolor Willdenow, e uma espécie não-associada a formigas, C. sciadophylla Martius. Os resumidos indicam que C. concolor tem uma razão média raízes/caule de 0,27 (n = 5), enquanto em C. sciadophylla a mesma razão é de 0,50 (n = 5), uma diferença significativa ao nível de 5%. Esta tendência, portanto, corrobora a hipótese inicial.