The watershed of São Francisco River has suffered drastic degradation processes, with emphasis on the environmental damages created in the lower São Francisco. The river estuary has very extended mangrove areas threatened by human actions such as shrimp farming and the removal of timber to be used in construction. The characteristics of mangrove areas at the mouth of the river have not been enough studied mostly from changes occurred in the last two decades. The structural behavior of mangrove forests is a response to environmental conditions and greater structural development is related to subsidies of rainfall and tidal near the equatorial zones, under the influence of the intense convective activity of the intertropical convergence zone. This zone, in general, includes latitudes between 10 ° and 15 ° from the Equator. The structure of the forest is defined based on various parameters, such as species composition, diameter at breast height (1.30 m substrate), height, basal area, density, spatial distribution and distribution by class of diameter, and spatial patterns of species distribution. Significant amount of nutrients can return to the soil through the decomposition of leaves, stems, fruits, flowers and animal remains and fecal material, components that defines litterfall or litter, and is a parameter frequently used to evaluate the ecosystems productivity. The objective of this work was to evaluate the structural behavior of the mangrove litter production and estuarine river San Francisco. / A Bacia Hidrográfica do São Francisco vem sofrendo processos de degradação, merecendo destaque o passivo ambiental criado no seu baixo curso. Uma extensa área de manguezal da região estuarina do São Francisco destaca-se por apresentar áreas constantemente ameaçadas por ações antrópicas como a carcinicultura assim como a retirada de madeira para utilização na construção de habitações. A especificidade das características das áreas desse manguezal ainda não foi suficientemente estudada, principalmente a partir das alterações ocorridas no baixo curso do rio nas duas últimas décadas. O comportamento estrutural dos bosques de mangue é uma resposta às condições ambientais existentes, e estes ecossistemas atingem maior desenvolvimento estrutural onde são grandes os subsídios das chuvas e das marés próximas às zonas equatoriais, que estão sob influência da intensa atividade convectiva da zona intertropical de convergência. Essa zona, de forma geral, compreende latitudes com limite máximo entre 10° e 15° a partir do Equador. A estrutura do bosque é definida em função de diversos parâmetros, cabendo destaque para composição de espécies, o diâmetro à altura do peito (1,30 m do substrato), altura, área basal, densidade, distribuição espacial e distribuição por classe diamétrica, e padrões de distribuição espacial das espécies componentes da floresta. Significativa quantidade de nutrientes pode retornar ao solo por meio da decomposição das folhas, caules, frutos, flores, bem como restos de animais e material fecal, componentes que formam a serapilheira ou litter, sendo este um parâmetro freqüentemente usado para avaliação da produtividade de ecossistemas. O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento estrutural do manguezal e a produção de serapilheira na região estuarina do rio São Francisco.

Atualmente observa-se a necessidade de projetos direcionados à interação solo-planta em ecossistemas naturais, envolvendo a recuperação de áreas degradadas. Vários estudos têm demonstrado que a ciclagem de nutrientes, principalmente em solos de baixa fertilidade, é a responsável pela manutenção das florestas. Em especial, a ciclagem do fósforo requer maiores atenções pelo fato da baixa disponibilidade e da elevada capacidade de adsorção desse elemento em solos tropicais. Dessa forma, o fósforo orgânico assume considerável importância por reduzir os efeitos de adsorção, permanecendo na forma de compostos orgânicos no solo. O objetivo desse trabalho foi avaliar a ciclagem do fósforo ao longo da topossequência na Floresta Ombrófila Densa, na Restinga e na pastagem dos Núcleos de Picinguaba (Ubatuba-SP) e Santa Virgínia (São Luis do Paraitinga-SP), determinando quantitativamente os compartimentos inorgânicos e orgânicos nos quais o fósforo está retido. Na Floresta Ombrófila Densa foram avaliadas as áreas de Mata de Restinga (5 a 20m de altitude), de Floresta Ombrófila Densa de Terras Baixas (50 a 100m), de Floresta Ombrófila Densa Submontana (300 a 600m de altitude), de Floresta Ombrófila Densa Montana (ao redor de 1000m de altitude) e também uma área de pastagem (810m). Foram coletadas amostras de serapilheira de acordo com a variação sazonal (estações seca e úmida). Os estudos da fertilidade do solo foram realizados até 0,4m de profundidade (0-5, 5-10, 10-20, 20-30 e 30-40 cm no perfil do solo), para cada um das áreas estudadas. O fracionamento sequencial e estoques de fósforo foram realizados para cada camada. No solo e na serapilheira foram quantificados os teores e estoques de N e C para correlacioná-los com o P. As maiores produções de serapilheira foram verificadas nas fitofisionomias de menores altitudes. Quanto aos teores e estoques de C, N e P na serapilheira apenas os teores de N diferiram entre as áreas. Com relação às áreas estudadas, a Restinga apresentou maior eficiência na ciclagem de P, como também tendência a uma menor resiliência em relação às demais fitofisionomias. As áreas avaliadas apresentaram a mesma capacidade de fornecimento do compartimento de Po moderadamente lábil (Po NaOH), independente da altitude, da presença dos agentes fixadores e da idade geológica do solo. Através do fracionamento sequencial do P, verificou-se que a contribuição dos fósforos orgânicos (Po NaHCO3 e Po NaOH) presentes no solo, em função dos compartimentos lábeis e moderadamente lábeis disponíveis à planta a curto e médio prazo, em geral, atingiu 50% para as camadas superficiais do solo. / Currently projects regarding soil-plant interaction in natural ecosystems that involve recovery of degraded areas are in high demand. Studies have shown that nutrient cycling, especially in low fertility soil, is responsible for forest maintenance. Phosphorus cycling demands higher attention because of its low availability and high adsorption capacity in tropical soil. Therefore, organic phosphorus is important for reducing the effect of such processes, maintaining itself in the form of organic compounds in soil. The aim of this study was to evaluate phosphorus cycling throughout altitudinal gradient of Rain Forest in the Picinguaba (Ubatuba-SP) and Santa Virginia (São Luis do Paraitinga) Study Centers, quantitatively determining organic and inorganic compartments in which phosphorus is retained. In the Rain Forest, areas of Restinga Forest (altitude of 5 to 20m), Lowland Forest (50 to 100m), Submontane Forest (300 to 600m), Montane Forest (aroud 1000m altitude) and also pasture areas (810m) were evaluated. Litterfall samples were collected according to seasonal variation (dry and wet seasons). Soil fertility studies were carried out up to 0.4m of depth, in layers of 0-5, 5-10, 10-20, 20-30 e 30-40 cm, a total of five layers of soil for each ecosystem studied. For each layer, sequential fractionation of phosphorus was carried out. In soil and litterfall, chemical analysis of N and C contents to evaluate the relation of such compounds with P were also carried out. The highest productions of litterfall were found in lower altitude phytophisionomies. As for levels and storage of C, N and P of litterfall, only the levels of N differed among the areas. Related with the studied areas, Restinga presented higher efficiency in P cycling, as well as lower resilience regarding other phytophisionomies. The evaluated areas presented the same supplying capacity as the moderate labile Po compartment (Po NaOH), independent of altitude, fixating agents and of geological age of soil. Because of sequential fractionation of phosphorus, the contribution of organic phosphorous (Po NaHCO3 and Po NaOH), present in the soil, achieved in general 50% of topsoil layers, because of labile and moderate labile compartments available to plants in a short and medium term.

A tese versa sobre a detecção e avaliação de padrões de coexistência de espécies arbóreas, buscando esclarecer as relações entre a diversidade fito-estrutural e os fatores condicionantes em escalas local e regional em uma zona de contato entre duas regiões fitoecológicas (Florestas Ombrófilas Mista e Densa). O trabalho está dividido em duas abordagens; a primeira trata de um inventário fitossociológico de comunidades definidas como “sítios”, onde o grau de singularidade local é avaliado através da identidade das espécies com maior valor de importância (VI) estrutural e de suas possíveis conexões fitogeográficas, bem como através de indicadores de diversidade alfa e beta. Na segunda abordagem, comunidades são definidas estatisticamente (Multivariada, Análise do Valor Indicador das Espécies) com base na composição e abundância de espécies (área basal dos troncos), testando-se a hipótese de que comunidades distintas devem diferir pelo menos na diversidade específica, fertilidade do solo e ou produtividade primária (produção de serrapilheira PS). O estudo foi realizado no Centro de Pesquisas e Conservação da Natureza Pró-Mata, localizado na borda sudeste do Planalto Meridional Brasileiro (29o30’S; 50o11’W). Cinco sítios de 100m x 100m (dois sítios no planalto, dois na encosta e um na borda planalto-encosta) foram selecionados, onde em cada sítio as árvores (DAP>10 cm) foram medidas e determinadas em vinte e uma unidades amostrais de 100m2 (regularmente distribuídas). Sessenta e seis espécies foram levantadas, no conjunto Cabralea canjerana e Myrcia retorta tiveram os maiores valores de importância. A primeira caracteriza a encosta e a segunda o planalto, sendo ambas co-dominantes no sítio da borda do planalto-encosta. Riqueza e diversidade foram maiores nessa borda, menor no planalto e intermediária na encosta. A beta-diversidade apresenta-se maior com medidas de abundância do que apenas com a composição de espécie, em função da diferenciação das dominantes, caracterizando comunidades discretas, indicando ao mesmo tempo um contínuo gradiente florístico. As análises de ordenação e agrupamento foram utilizadas com dois tamanhos de unidade amostral (100 m2 e 500 m2), das quais somente a última apresentou padrões interpretáveis, similares aos obtidos fitossociologicamente nos sítios, onde dois principais tipos de vegetação apresentam afinidades fitogeográficas e riqueza de espécies peculiares. Os subgrupos refletiram processos histórico-ecológicos mais recentes, como a perturbação antrópica e condições locais especiais. A determinação de espécies com valores indicadores significativos é útil para a diferenciação ecológica dos tipos de comunidades. Apenas uma comunidade diferiu significativamente das demais na fertilidade do solo, devido à condição especial topográfica e litológica. A produção de serrapilheira destas florestas foi similar aos valores médios das florestas brasileiras tropicais e subtropicais. Conclui-se que, na zona de transição estudada, tende a ter um ecótono da vegetação associado à transição geomorfológica planalto-encosta. Algumas considerações sobre o alcance metodológico de detecção de biodiversidade e das perspectivas de pesquisas integradas sobre os processos ecossistêmicos são apresentadas. / This thesis searches to detect patterns of the arboreal species coexistence on a transition zone of two phyto-ecological regions, Mixed and Dense Rainforests, contributing to the knowledge of ecological processes on the local to regional scale. The work is divided in two approaches; the first is a phytosociological inventories aiming to answer if in this zone exists a set of local communities with similar floristic-structural patterns, or not, and what are their phytogeographical affinities; the second tests the hypothesis that the communities types statistically defined have indicator species and differs in specific diversity attributes, soil fertility and the primary productivity (litterfall). The study was carried out at CPCN Pró-Mata, a research center located on the southeastern border of the Meridional Brazilian Plateau (29o30’S; 50o11’W). Five sites of 100 x 100m (two plateau sites, two slope sites, and one plateau-slope site) were selected; the trees (DBH>10cm) were measured and determined and twenty-one sampling units of 100m2 (regularly distributed), in each site. Sixty-six species were surveyed. Cabralea canjerana and Myrcia retorta had the highest importance value indexes. The first species characterizes the slope; the second species characterizes the plateau; and both are co-dominant at the slope-plateau site. Richness and diversity (Shannon index) were higher at slope-plateau transition, lower at the plateau and intermediate at the slopes. The Beta diversity shows that the sharpness between slope and plateau communities is more associated to species abundance than to species composition only. The Ordination and Cluster analyses were used with two sized sampling units (100 m2 and 500m2), which only the latter showed interpretable patterns, similar to those phytosociological results, where emerges the two main vegetation types indicated the broader regional floristic affinities and its influence on species richness. The sub-groups reflected more recent local historical-ecological processes, mainly identified as anthropic disturbance regime and special local conditions. The Indicator Species Analysis was very responsive to the present objective helping to define the best indicative species and ecological context. Soils differ significantly only for one group, differentiated by special topographic condition and lithologic origin. The annual litterfall of these forests were equivalent among sites and they are similar to register for average the tropical and subtropical Brazilian forests. Conclude that in this transition zone trends to have a vegetation ecotone is associated to the geomorphologic transition slope-plateau. Then, communities types statistically defined reflect hierarchically phytoecological regional affinities and particular ecological conditions. Some considerations about methodological biodiversity detection integrated to researches about ecosystem process are shown.

農林水産研究情報センターで作成したPDFファイルを使用している。

A tese versa sobre a detecção e avaliação de padrões de coexistência de espécies arbóreas, buscando esclarecer as relações entre a diversidade fito-estrutural e os fatores condicionantes em escalas local e regional em uma zona de contato entre duas regiões fitoecológicas (Florestas Ombrófilas Mista e Densa). O trabalho está dividido em duas abordagens; a primeira trata de um inventário fitossociológico de comunidades definidas como “sítios”, onde o grau de singularidade local é avaliado através da identidade das espécies com maior valor de importância (VI) estrutural e de suas possíveis conexões fitogeográficas, bem como através de indicadores de diversidade alfa e beta. Na segunda abordagem, comunidades são definidas estatisticamente (Multivariada, Análise do Valor Indicador das Espécies) com base na composição e abundância de espécies (área basal dos troncos), testando-se a hipótese de que comunidades distintas devem diferir pelo menos na diversidade específica, fertilidade do solo e ou produtividade primária (produção de serrapilheira PS). O estudo foi realizado no Centro de Pesquisas e Conservação da Natureza Pró-Mata, localizado na borda sudeste do Planalto Meridional Brasileiro (29o30’S; 50o11’W). Cinco sítios de 100m x 100m (dois sítios no planalto, dois na encosta e um na borda planalto-encosta) foram selecionados, onde em cada sítio as árvores (DAP>10 cm) foram medidas e determinadas em vinte e uma unidades amostrais de 100m2 (regularmente distribuídas). Sessenta e seis espécies foram levantadas, no conjunto Cabralea canjerana e Myrcia retorta tiveram os maiores valores de importância. A primeira caracteriza a encosta e a segunda o planalto, sendo ambas co-dominantes no sítio da borda do planalto-encosta. Riqueza e diversidade foram maiores nessa borda, menor no planalto e intermediária na encosta. A beta-diversidade apresenta-se maior com medidas de abundância do que apenas com a composição de espécie, em função da diferenciação das dominantes, caracterizando comunidades discretas, indicando ao mesmo tempo um contínuo gradiente florístico. As análises de ordenação e agrupamento foram utilizadas com dois tamanhos de unidade amostral (100 m2 e 500 m2), das quais somente a última apresentou padrões interpretáveis, similares aos obtidos fitossociologicamente nos sítios, onde dois principais tipos de vegetação apresentam afinidades fitogeográficas e riqueza de espécies peculiares. Os subgrupos refletiram processos histórico-ecológicos mais recentes, como a perturbação antrópica e condições locais especiais. A determinação de espécies com valores indicadores significativos é útil para a diferenciação ecológica dos tipos de comunidades. Apenas uma comunidade diferiu significativamente das demais na fertilidade do solo, devido à condição especial topográfica e litológica. A produção de serrapilheira destas florestas foi similar aos valores médios das florestas brasileiras tropicais e subtropicais. Conclui-se que, na zona de transição estudada, tende a ter um ecótono da vegetação associado à transição geomorfológica planalto-encosta. Algumas considerações sobre o alcance metodológico de detecção de biodiversidade e das perspectivas de pesquisas integradas sobre os processos ecossistêmicos são apresentadas. / This thesis searches to detect patterns of the arboreal species coexistence on a transition zone of two phyto-ecological regions, Mixed and Dense Rainforests, contributing to the knowledge of ecological processes on the local to regional scale. The work is divided in two approaches; the first is a phytosociological inventories aiming to answer if in this zone exists a set of local communities with similar floristic-structural patterns, or not, and what are their phytogeographical affinities; the second tests the hypothesis that the communities types statistically defined have indicator species and differs in specific diversity attributes, soil fertility and the primary productivity (litterfall). The study was carried out at CPCN Pró-Mata, a research center located on the southeastern border of the Meridional Brazilian Plateau (29o30’S; 50o11’W). Five sites of 100 x 100m (two plateau sites, two slope sites, and one plateau-slope site) were selected; the trees (DBH>10cm) were measured and determined and twenty-one sampling units of 100m2 (regularly distributed), in each site. Sixty-six species were surveyed. Cabralea canjerana and Myrcia retorta had the highest importance value indexes. The first species characterizes the slope; the second species characterizes the plateau; and both are co-dominant at the slope-plateau site. Richness and diversity (Shannon index) were higher at slope-plateau transition, lower at the plateau and intermediate at the slopes. The Beta diversity shows that the sharpness between slope and plateau communities is more associated to species abundance than to species composition only. The Ordination and Cluster analyses were used with two sized sampling units (100 m2 and 500m2), which only the latter showed interpretable patterns, similar to those phytosociological results, where emerges the two main vegetation types indicated the broader regional floristic affinities and its influence on species richness. The sub-groups reflected more recent local historical-ecological processes, mainly identified as anthropic disturbance regime and special local conditions. The Indicator Species Analysis was very responsive to the present objective helping to define the best indicative species and ecological context. Soils differ significantly only for one group, differentiated by special topographic condition and lithologic origin. The annual litterfall of these forests were equivalent among sites and they are similar to register for average the tropical and subtropical Brazilian forests. Conclude that in this transition zone trends to have a vegetation ecotone is associated to the geomorphologic transition slope-plateau. Then, communities types statistically defined reflect hierarchically phytoecological regional affinities and particular ecological conditions. Some considerations about methodological biodiversity detection integrated to researches about ecosystem process are shown.

[pt] A compreensão da estrutura e funcionalidades ecológicas inscritas na transformação da Mata Atlântica fluminense, compreendida por fragmentos florestais em meio à crescente urbanização, são de suma importância ao entendimento do conteúdo da paisagem via história ambiental e ecologia da paisagem. A complexidade ambiental característica da contemporaneidade geográfica instaura a coadunação de diversas abordagens tanto epistemológicas quanto metodológicas na apreensão da paisagem enquanto mosaico e resultante das multiescalares intervenções de seus elementos fundantes: estruturais e funcionais. Tais elementos encontram-se estabelecidos sob diferenciadas condições devido à orientação da encosta –vertentes soalheiras e Noruega - apresentam níveis de umidade, temperatura e precipitações diferenciadas em até 160 porcento. O estudo utiliza os parâmetros e métodos de análise ambientais como: fitossociologia, físico-química do solo, aporte, decomposição e retenção hídrica de serrapilheira na compreensão da resultante ecológica das distintas orientações e sítios topográficos. Para tanto a influência de tais variáveis na produtividade florestal foram analisadas utilizando-se 12 coletores de serrapilheira no sítio amostral da bacia do Camorim – sítio St. Agostinho, relancionando-os aos dados de pluviosidade da estação meteorológica do Riocentro (GEORIO). Foram realizadas coletas quinzenais para a produção e trimestrais para o estoque de serrapilheira durante um ano. A produção de serrapilheira na orientação NE (bacia do Camorim) foi de 10.733,80 kg.ha.ano-1 e superior em relação à orientação SW no mesmo período (Bacia do Caçambe), com 9.463,88 kg.ha.ano-1, sendo a fração folhas preponderante às demais. Os resultados sugerem a influência tanto dos usos pretéritos – legado dos carvoeiros, quilombolas e agricultores tradicionais – quanto das variáveis ecológicas – orientação de encosta, sítio topográfico, precipitação e a condição vegetacional da floresta atlântica, etc. Entretanto, os limites analíticos vão além da impossibilidade de generalizar e simplificar a paisagem. As imprecisões científicas – comuns aos diversos campos epistemológicos – inscrevem-se na abordagem co-evolutiva ao apontar os desafios da padronização e modelagem da paisagem. A transformação da Mata Atlântica mesmo que no recorte espacial (bacias do Camorim e Caçambe) adotado, não é passível de simplificação analítica e os resultados obtidos confirmam tais limitações. / [en] The comprehension of the ecological structure and functions wrote by transformation of Atlantic Rainforest, understood as forest fragments involved by rising urbanization, is of basic importance in the understanding of the landscape by Environmental History and Landscape Ecology. The characteristically environmental complexity of the contemporary Geography settles the approaches convergence both epistemological as methodological in the landscape understandings, so as a patch and as a resultant of the multiscalar actions of their foundations elements: structurals and functionals ones. These elements are found under different conditions due to slope aspect – with different humidity, temperature and rainfall almost as 160 percent in the north slope. The currently study uses some parameters and environmental analysis as: phytosociology, soil phical-chemestry and litterfall production, decomposition and hydrological retention capacity in the understanding of the ecological resultants of the different orientation and topographic sites – soalheira and noruega slope. To investigate the influence of these variables on the forest productivity the litter dynamics were analyzed employing 12 littertraps randomly distributed at the sample site in Camorim basin – St. Agostinho site, and investigating the relation between pluviosity regime using rainfall data from GEORIO Metereological Station of Riocentro. The samples were collected at each 15 days for litter production and at three months for litter stock during one year. The litter production at NE aspect (Camorim Basin) was 10.733,80 kg.ha.ano-1 and greater than that found at Caçambe Basin (SW) - 9.463,88 kg.ha.ano-1, with leaf fraction greater than the others. The results suggest that the past uses - environmental legacy of the use of the coal collectors, quilombolas and traditional agriculture – and the ecological variables – slope aspects, topographic sites, precipitation, and rainforest vegetal condition etc. Despite that, the analytical limits bypass the impossibilities of landscape simplification. The science inaccuracies – common to all epistemological science areas – are written on the coevolutive approache when shows the challenges of landscape standardization and modeling. The rainforest transformation, even in the case of a well known adopted area (Camorim and Caçambe basins), were not easy to an analytical simplification as was demonstrated by the observed results.

A tese versa sobre a detecção e avaliação de padrões de coexistência de espécies arbóreas, buscando esclarecer as relações entre a diversidade fito-estrutural e os fatores condicionantes em escalas local e regional em uma zona de contato entre duas regiões fitoecológicas (Florestas Ombrófilas Mista e Densa). O trabalho está dividido em duas abordagens; a primeira trata de um inventário fitossociológico de comunidades definidas como “sítios”, onde o grau de singularidade local é avaliado através da identidade das espécies com maior valor de importância (VI) estrutural e de suas possíveis conexões fitogeográficas, bem como através de indicadores de diversidade alfa e beta. Na segunda abordagem, comunidades são definidas estatisticamente (Multivariada, Análise do Valor Indicador das Espécies) com base na composição e abundância de espécies (área basal dos troncos), testando-se a hipótese de que comunidades distintas devem diferir pelo menos na diversidade específica, fertilidade do solo e ou produtividade primária (produção de serrapilheira PS). O estudo foi realizado no Centro de Pesquisas e Conservação da Natureza Pró-Mata, localizado na borda sudeste do Planalto Meridional Brasileiro (29o30’S; 50o11’W). Cinco sítios de 100m x 100m (dois sítios no planalto, dois na encosta e um na borda planalto-encosta) foram selecionados, onde em cada sítio as árvores (DAP>10 cm) foram medidas e determinadas em vinte e uma unidades amostrais de 100m2 (regularmente distribuídas). Sessenta e seis espécies foram levantadas, no conjunto Cabralea canjerana e Myrcia retorta tiveram os maiores valores de importância. A primeira caracteriza a encosta e a segunda o planalto, sendo ambas co-dominantes no sítio da borda do planalto-encosta. Riqueza e diversidade foram maiores nessa borda, menor no planalto e intermediária na encosta. A beta-diversidade apresenta-se maior com medidas de abundância do que apenas com a composição de espécie, em função da diferenciação das dominantes, caracterizando comunidades discretas, indicando ao mesmo tempo um contínuo gradiente florístico. As análises de ordenação e agrupamento foram utilizadas com dois tamanhos de unidade amostral (100 m2 e 500 m2), das quais somente a última apresentou padrões interpretáveis, similares aos obtidos fitossociologicamente nos sítios, onde dois principais tipos de vegetação apresentam afinidades fitogeográficas e riqueza de espécies peculiares. Os subgrupos refletiram processos histórico-ecológicos mais recentes, como a perturbação antrópica e condições locais especiais. A determinação de espécies com valores indicadores significativos é útil para a diferenciação ecológica dos tipos de comunidades. Apenas uma comunidade diferiu significativamente das demais na fertilidade do solo, devido à condição especial topográfica e litológica. A produção de serrapilheira destas florestas foi similar aos valores médios das florestas brasileiras tropicais e subtropicais. Conclui-se que, na zona de transição estudada, tende a ter um ecótono da vegetação associado à transição geomorfológica planalto-encosta. Algumas considerações sobre o alcance metodológico de detecção de biodiversidade e das perspectivas de pesquisas integradas sobre os processos ecossistêmicos são apresentadas. / This thesis searches to detect patterns of the arboreal species coexistence on a transition zone of two phyto-ecological regions, Mixed and Dense Rainforests, contributing to the knowledge of ecological processes on the local to regional scale. The work is divided in two approaches; the first is a phytosociological inventories aiming to answer if in this zone exists a set of local communities with similar floristic-structural patterns, or not, and what are their phytogeographical affinities; the second tests the hypothesis that the communities types statistically defined have indicator species and differs in specific diversity attributes, soil fertility and the primary productivity (litterfall). The study was carried out at CPCN Pró-Mata, a research center located on the southeastern border of the Meridional Brazilian Plateau (29o30’S; 50o11’W). Five sites of 100 x 100m (two plateau sites, two slope sites, and one plateau-slope site) were selected; the trees (DBH>10cm) were measured and determined and twenty-one sampling units of 100m2 (regularly distributed), in each site. Sixty-six species were surveyed. Cabralea canjerana and Myrcia retorta had the highest importance value indexes. The first species characterizes the slope; the second species characterizes the plateau; and both are co-dominant at the slope-plateau site. Richness and diversity (Shannon index) were higher at slope-plateau transition, lower at the plateau and intermediate at the slopes. The Beta diversity shows that the sharpness between slope and plateau communities is more associated to species abundance than to species composition only. The Ordination and Cluster analyses were used with two sized sampling units (100 m2 and 500m2), which only the latter showed interpretable patterns, similar to those phytosociological results, where emerges the two main vegetation types indicated the broader regional floristic affinities and its influence on species richness. The sub-groups reflected more recent local historical-ecological processes, mainly identified as anthropic disturbance regime and special local conditions. The Indicator Species Analysis was very responsive to the present objective helping to define the best indicative species and ecological context. Soils differ significantly only for one group, differentiated by special topographic condition and lithologic origin. The annual litterfall of these forests were equivalent among sites and they are similar to register for average the tropical and subtropical Brazilian forests. Conclude that in this transition zone trends to have a vegetation ecotone is associated to the geomorphologic transition slope-plateau. Then, communities types statistically defined reflect hierarchically phytoecological regional affinities and particular ecological conditions. Some considerations about methodological biodiversity detection integrated to researches about ecosystem process are shown.

Made available in DSpace on 2015-03-26T12:27:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1904414 bytes, checksum: 0f853262b604bb07ab9bdc77441a952d (MD5) Previous issue date: 2010-01-22 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The present work was aims to realize ecologic studies in Seasonal Semideciduous Forest (initial and advanced forests) for manner to valuation the floristic composition and phytossociology, of correlations between soil factors and floristic variation, the litterfall, the seed rain and seed bank. The study was realized in Mata da Agronomia in Viçosa, MG (20°46 S e 42°52 W), individual trees with ≥ 15 cm circumference at breast height (DCH) were sampled in 20 - 25 x 10 m plots (10 plots in each site). On the sampled center was an installed quadrate litter trap with 1x1 m, where was monthly collect the material deposited between April/2007 and March/2008. Forty soil samples total in two distinct period (drought station finish and rainy station finish and arranged for germinate in wooden boxes (0,5 x 0,5 x 0,1 m) in shading of 60%. The soil samples were collected at 0-10 cm depth and submitted to chemical and physics analysis. The floristic lifting registered one total the 820 individuals were registered, once, 440 in the initial forest and 380 in the advanced forest. The families show up in richest in initial forest were Fabaceae (137), Urticaceae (45) and Sapindaceae (41) and advanced forest were Fabaceae (103), Meliaceae (49) e Flacourtiaceae (34). In the continuum the Shannon diversity index (H ) was 3.82 nat.ind.-1 and the Pielou evenness (J ) was 0.84. The initial and advanced forests revealed the low similarity among theses forests by Sorensen index. While, the canonical correspondence analysis (CCA) indicated significant correlation between the trees species availed and the fertility chemical soil. The litter production annual in the initial forest (8,349.5 kg/ha) was superior signification of advanced forest production (6,712.8 kg/ha). On the seed rain study were recognized 84 taxa, where 41 species were identified distributed among 40 families in the initial forest and 24 species belonging to 13 families in advanced forest. The life form dominate was arborous and the dispersion syndrome was zoocory. Hundred nine taxa were sampled in the seed bank the forest altogether, 101 species were identified as belonging to 73 genera distributed among 40 families, 56 species commonness in two successional stages of forest and 49 species commonness of two levy period. The herbaceous individuals predomination in all forests and valuation epoch, whit not representation the fragility of the seed bank, by little quantity inhibitor herbaceous individuals in relation to overmuch herbaceous, arboreus and arbutus individuals wat contribute for successional dynamics. / O presente trabalho teve como objetivo realizar estudos ecológicos em Floresta Estacional Semidecidual (floresta inicial e avançada) por meio da avaliação da composição florística e fitossociológica, das correlações entre os fatores edáficos e vegetacionais, da produção de serapilheira, da chuva de sementes e do banco de sementes. O estudo foi realizado na Mata da Agronomia situada em Viçosa, MG (20°46 S e 42°52 W), onde foram alocadas 10 parcelas de 25 x 10 m em cada trecho, sendo amostrados todos os indivíduos com circunferência do tronco a 130 cm do solo (CAP) ≥ 15 cm. No centro de cada parcela foi colocado um coletor de 1x1 m, no qual foi realizadas coletas mensais do material precipitado entre abril de 2007 e março de 2008. Também foram coletadas 40 amostras do banco de sementes em dois períodos distintos (final da estação seca e chuvosa) e colocadas para germinar em caixas de madeira de 0,5 x 0,5 x 0,1 m sob 60% de sombreamento. Além dessas amostras, outras foram realizadas nas parcelas (camada de 0-10 cm) e submetidas à análise química e física. No levantamento florístico registrou-se o total de 820 indivíduos, sendo, 440 registrados na floresta inicial e 380 na floresta avançada. As famílias de maior riqueza específica na floresta inicial foram Fabaceae (137), Urticaceae (45) e Sapindaceae (41) e na avançada Fabaceae (103), Meliaceae (49) e Flacourtiaceae (34). Para o conjunto, o índice de Shannon (H ) e a equabilidade (J ) foram de 3,82 nat.ind.-1 e 0,84, respectivamente. As florestas inicial e avançada apresentaram baixo índice de similaridade florística. A análise de correspondência canônica (CCA) indicou correlação significativa entre a distribuição das espécies arbóreas avaliadas no perfil topográfico e a fertilidade do solo. A produção anual de serapilheira na floresta inicial (8349,5 kg/ha) foi significativamente superior à produção da floresta avançada (6712,8 kg/ha). No estudo de chuva de sementes foram reconhecidos 84 taxa, sendo 41 espécies pertencentes a 25 famílias na floresta inicial e 24 espécies pertencentes a 13 famílias na floresta avançada. A forma de vida dominante foi arbórea e a síndrome de dispersão predominante foi a zoocórica. No estudo do banco de sementes foram registrados 109 taxa no banco de sementes da floresta como um todo, sendo reconhecidas 101 espécies distribuídas em 73 gêneros de 40 famílias. Ocorreram 56 espécies comuns aos dois trechos de floresta e 49 espécies comuns aos dois períodos de coleta. Os indivíduos herbáceos predominaram em todas as florestas e épocas de avaliação, o que não representou a fragilidade do banco de sementes, pela pequena quantidade de invíduos herbáceos inibidores em relação aos demais herbáceos, arbóreos e arbustivos que contribuem para a dinâmica sucessional.

Atualmente observa-se a necessidade de projetos direcionados à interação solo-planta em ecossistemas naturais, envolvendo a recuperação de áreas degradadas. Vários estudos têm demonstrado que a ciclagem de nutrientes, principalmente em solos de baixa fertilidade, é a responsável pela manutenção das florestas. Em especial, a ciclagem do fósforo requer maiores atenções pelo fato da baixa disponibilidade e da elevada capacidade de adsorção desse elemento em solos tropicais. Dessa forma, o fósforo orgânico assume considerável importância por reduzir os efeitos de adsorção, permanecendo na forma de compostos orgânicos no solo. O objetivo desse trabalho foi avaliar a ciclagem do fósforo ao longo da topossequência na Floresta Ombrófila Densa, na Restinga e na pastagem dos Núcleos de Picinguaba (Ubatuba-SP) e Santa Virgínia (São Luis do Paraitinga-SP), determinando quantitativamente os compartimentos inorgânicos e orgânicos nos quais o fósforo está retido. Na Floresta Ombrófila Densa foram avaliadas as áreas de Mata de Restinga (5 a 20m de altitude), de Floresta Ombrófila Densa de Terras Baixas (50 a 100m), de Floresta Ombrófila Densa Submontana (300 a 600m de altitude), de Floresta Ombrófila Densa Montana (ao redor de 1000m de altitude) e também uma área de pastagem (810m). Foram coletadas amostras de serapilheira de acordo com a variação sazonal (estações seca e úmida). Os estudos da fertilidade do solo foram realizados até 0,4m de profundidade (0-5, 5-10, 10-20, 20-30 e 30-40 cm no perfil do solo), para cada um das áreas estudadas. O fracionamento sequencial e estoques de fósforo foram realizados para cada camada. No solo e na serapilheira foram quantificados os teores e estoques de N e C para correlacioná-los com o P. As maiores produções de serapilheira foram verificadas nas fitofisionomias de menores altitudes. Quanto aos teores e estoques de C, N e P na serapilheira apenas os teores de N diferiram entre as áreas. Com relação às áreas estudadas, a Restinga apresentou maior eficiência na ciclagem de P, como também tendência a uma menor resiliência em relação às demais fitofisionomias. As áreas avaliadas apresentaram a mesma capacidade de fornecimento do compartimento de Po moderadamente lábil (Po NaOH), independente da altitude, da presença dos agentes fixadores e da idade geológica do solo. Através do fracionamento sequencial do P, verificou-se que a contribuição dos fósforos orgânicos (Po NaHCO3 e Po NaOH) presentes no solo, em função dos compartimentos lábeis e moderadamente lábeis disponíveis à planta a curto e médio prazo, em geral, atingiu 50% para as camadas superficiais do solo. / Currently projects regarding soil-plant interaction in natural ecosystems that involve recovery of degraded areas are in high demand. Studies have shown that nutrient cycling, especially in low fertility soil, is responsible for forest maintenance. Phosphorus cycling demands higher attention because of its low availability and high adsorption capacity in tropical soil. Therefore, organic phosphorus is important for reducing the effect of such processes, maintaining itself in the form of organic compounds in soil. The aim of this study was to evaluate phosphorus cycling throughout altitudinal gradient of Rain Forest in the Picinguaba (Ubatuba-SP) and Santa Virginia (São Luis do Paraitinga) Study Centers, quantitatively determining organic and inorganic compartments in which phosphorus is retained. In the Rain Forest, areas of Restinga Forest (altitude of 5 to 20m), Lowland Forest (50 to 100m), Submontane Forest (300 to 600m), Montane Forest (aroud 1000m altitude) and also pasture areas (810m) were evaluated. Litterfall samples were collected according to seasonal variation (dry and wet seasons). Soil fertility studies were carried out up to 0.4m of depth, in layers of 0-5, 5-10, 10-20, 20-30 e 30-40 cm, a total of five layers of soil for each ecosystem studied. For each layer, sequential fractionation of phosphorus was carried out. In soil and litterfall, chemical analysis of N and C contents to evaluate the relation of such compounds with P were also carried out. The highest productions of litterfall were found in lower altitude phytophisionomies. As for levels and storage of C, N and P of litterfall, only the levels of N differed among the areas. Related with the studied areas, Restinga presented higher efficiency in P cycling, as well as lower resilience regarding other phytophisionomies. The evaluated areas presented the same supplying capacity as the moderate labile Po compartment (Po NaOH), independent of altitude, fixating agents and of geological age of soil. Because of sequential fractionation of phosphorus, the contribution of organic phosphorous (Po NaHCO3 and Po NaOH), present in the soil, achieved in general 50% of topsoil layers, because of labile and moderate labile compartments available to plants in a short and medium term.

The planting of large areas with exotic species is a consequence of the evolution of an entire industrial structure; it aims to meet the demand for forest products. The use of these species requires knowledge on the techniques of soil preparation, fertilization, weed competition, and residue management and harvest intensity, among others. The objective of this study was to evaluate aspects of biogeochemical cycling of nutrients in Eucalyptus dunnii established in a watershed located in the Pampa biome, municipality of Alegrete/RS in area belonging to Stora Enso S.A. The following parameters were evaluated monthly: the rainfall, within and outside the forest stand, litterfall deposition, the total biomass and the output of nutrients by runoff from the watershed. Precipitation was sampling through twelve collectors of internal precipitation, twelve collectors solution resulting from stemflow and three external collectors. The runoff was sampling with aid of container for water collection of 500 ml, made in the spillway of a flume. Sampling of litterfall was obtained through sixteen collectors of 0.5 m² of floor area, to evaluate the fractions of leaves and miscellany, in addition, sixteen areas of collecting thick branches. The determination of biomass occurred after the cutting of twelve trees, considered representative of four diameter classes, with the excavation of their respective roots. The rainfall within the forest stand, litterfall deposition and biomass were evaluating in four installments. The rainfall, biomass production and litterfall and the output of ecosystem nutrients by runoff were evaluating for quantity, the concentration of elements and the contribution thereof. It was founded that the total rainfall was 1385.28 mm yr-1 corresponding to the average of 2012 and 2013 value and the internal precipitation was 91.4% and the stemflow was 1.3%, where 7.61% were intercepting by the canopy. The annual effective precipitation was 1242.69 mm, corresponding to approximately 90% of the local rainfall. It has been found that the interaction of rain with the results in the leaching of surface of the tissue, increasing in 421% the concentration of K, 24.0% the concentration of Ca and 185% the concentration of Mg. In the internal precipitation, the order of predominance was Cl > K+ > SO4- > Ca²+ > Mg²+ and the stemflow, in the order of predominance was K+ > Cl > Mg²+ > Ca²+ > SO4- . The total biomass of the stand was 67.49 Mg ha-1, with a decreasing sequence of accumulation of biomass: wood stem > root > trunk bark > branches > leaves. The total quantity of nutrients in kg ha-1, was: 211.51 of N; 22.12 of P; 199,88 of K; 39,70 of Ca; 86.42 of Mg and 25.05 of S; and the micronutrients in g ha-1, was 562.57 of B; 401.46 of Cu; 9913.28 of Fe; 31877.82 of Mn and 766.96 of Zn. There was accumulation of Mn in biomass components, in addition that the highest concentrations of nutrients are in the tissues of the canopy. The average litterfall production was 7.0 Mg ha-1 yr-1. The forming material of the litterfall consists of sheets, contributing the majority of the deposition (64.3%) followed by twigs (17.5%), thick branches (10.2%) and miscellaneous (7.9%), being Ca the most representative element into leaves, twigs and boughs, presenting only in the miscellaneous fraction, less than N. The P and S elements reported the lowest concentrations. The total transfer of macronutrients was 163.0 kg ha-1 and micronutrients was 9.7 kg ha-1, the macronutrient levels found in litterfall followed the descending order Ca > N > K > Mg > S > P and micronutrient followed the descending order of Mn > Fe > B > Zn > Cu. Three harvesting systems were simulated, completely tree above the ground; wooden trunk + bark and stem wood only. In all simulations, the balances were positive. The total retention of crop residues on the forest site can provide a higher percentage of return of nutrients to the soil. The weight of the harvest Eucalyptus dunnii Maiden, planted in sandy soil and low fertility affected, albeit positively, differently biogeochemical cycling of nutrients / O plantio de grandes áreas com espécies exóticas é uma consequência da evolução de toda uma estrutura industrial, que tem como objetivo atender a demanda por produtos florestais. O uso destas espécies exige conhecimentos quanto às técnicas de preparo de solo, adubação, mato-competição, além de manejo de resíduos e intensidade de colheita, dentre outras. O objetivo deste trabalho foi avaliar aspectos da ciclagem biogeoquímica de nutrientes em um povoamento de Eucalyptus dunnii, estabelecido em uma microbacia hidrográfica localizada no bioma Pampa, município de Alegrete/RS, em área pertencente à empresa Stora Enso S.A. Os seguintes parâmetros foram avaliados mensalmente: a precipitação pluviométrica, dentro e fora do povoamento, a deposição de serapilheira, biomassa total, além da saída de nutrientes por deflúvio da microbacia hidrográfica. A precipitação foi amostrada por meio de doze coletores de precipitação interna, doze coletores de solução decorrente do escorrimento pelo tronco e por três coletores externos ao plantio florestal. O deflúvio foi amostrado com auxílio de recipientes de 500 ml para coleta de água, realizada no vertedouro com uma calha tipo flume. A amostragem da serapilheira foi obtida por meio de dezesseis coletores de 0,5 m² de área útil, para avaliação das frações folhas e miscelânea, além de dezesseis parcelas de coleta de galhos grossos. A determinação de biomassa ocorreu a partir da derrubada de doze árvores, consideradas representativas de quatro classes de diâmetro, junto da escavação das respectivas raízes. A precipitação dentro do povoamento, a deposição de serapilheira e a biomassa foram avaliadas em quatro parcelas. A precipitação, a produção de biomassa e de serapilheira e a saída de nutrientes do ecossistema por deflúvio, foram avaliadas quanto à quantidade, a concentração de elementos e ao aporte dos mesmos. Constatou-se que a precipitação total foi de 1.385,28 mm ano-1, valor correspondente à média de 2012 e 2013, já a precipitação interna foi 91,4% e o escorrimento pelo tronco foi 1,3%, sendo que 7,61% foram interceptados pelo dossel. A precipitação efetiva anual foi 1.242,69 mm, correspondendo a aproximadamente 90% da precipitação pluviométrica local. Verificou-se que a interação da chuva com as copas possibilitou a lixiviação de metabólitos presentes na poeira atmosférica depositada na superfície dos tecidos, aumentando em 421% a concentração de K, em 24,0% à concentração de Ca e em 185% a concentração de Mg. Na precipitação interna, a ordem de predominância foi Cl- > K+ > SO4- > Ca²+ > Mg²+ e para o escorrimento pelo tronco a ordem de predominância foi K+ > Cl- > Mg²+ > Ca²+ > SO4-. A biomassa total do povoamento foi de foi de 67,49 Mg ha-1, com sequência decrescente de acúmulo de biomassa: madeira do tronco > raiz > casca do tronco > galhos > folhas. A quantidade total de macronutrientes, em kg ha-1, foi de: 211,51 de N; 22,12 de P; 199,88 de K; 39,70 de Ca; 86,42 de Mg e 25,05 de S; e a de micronutrientes, em g ha-1, foi de 562,57 de B; 401,46 de Cu; 9.913,28 de Fe; 31.877,82 de Mn e 766,96 de Zn. Houve acúmulo de Mn nos componentes da biomassa, além de que as maiores concentrações de nutrientes estão nos tecidos das copas. No entanto, a maior quantidade de biomassa encontra-se na madeira. A produção de serapilheira média foi de 7,0 Mg ha-1 ano-1. O material formador da serapilheira é constituído por folhas, contribuindo com a maior parte da deposição (64,3%) seguida por galhos finos (17,5%), ramos grossos (10,2%) e miscelânea (7,9%), sendo Ca o elemento mais representativo nas frações folhas, galhos finos e galhos grossos, apresentando-se apenas na fração miscelânea, inferior ao N. Os elementos P e S apresentaram as menores concentrações. A transferência total de macronutrientes foi de 163,00 kg ha-1 e de micronutrientes foi 9,73 kg ha-1, teores de macronutrientes encontrados na serapilheira apresentaram a seguinte ordem Ca > N > K > Mg > S > P e os teores de micronutrientes seguiram a ordem decrescente de Mn > Fe > B > Zn > Cu. Foram simulados três sistemas de colheita: árvore inteira; madeira do tronco+casca e somente madeira do tronco. Em todas as simulações os saldos foram positivos. A permanência total dos resíduos da colheita no sítio propiciou um maior percentual de retorno de macronutrientes ao solo. O peso da colheita do Eucalyptus dunnii Maiden, plantado em solo arenoso e de baixa fertilidade natural afetou, ainda que positivamente, de forma diferenciada a ciclagem biogeoquímica dos nutrientes.