The expansion of plantations with eucalyptus in Rio Grande do Sul state have been consolidating and occupying areas that anteriorly had no silvicultural tradition in commercial scale. The state occupies the sixth position in planted areas with eucalyptus and pinus in the country and although a significant part of the cultivated area is established in the Pampa Biome, few studies have been conducted to understand the behavior of eucalyptus in this ecosystem. Therefore this study aimed to determine the efficiency of Eucalyptus dunnii, Eucalyptus grandis, Eucalyptus benthamii, Eucalyptus saligna and hybrid of Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis (E. urograndis), at seven years of age, and provide elements for nutrition and sustainable forestry management. To this it was estimated stock of total and available nutrients in the soil up to 100 cm deep; it was determined the growth; biomass and nutrients were quantified above and below ground for different species; were evaluated the silvicultural and ecological implications of the removal of nutrients due to the different biomass harvesting scenarios; and alternatives have been proposed for forestry management and fertilization. The soil in the study area is classified as Ultisol. Samples were collected for physical and chemical soil characterization. They were inventoried five sample units of 10 ha, one for each species, to determine the growth variables. After the measurements distribution was performed by diameter classes, which were determined three classes, the first class of 10 to 16 cm, the second 16.1 to 22 cm and the third class of 22.1 to 28 cm. To determine the tree biomass in Mg ha-1, three trees were selected by diameter class being a tree at the lower limit, a tree in the central limit and a tree at the upper limit of each class, totaling nine trees by species. The trees were cut into compartments, sampling for determination of individual tree biomass and nutrient content. The soils of the experimental areas had textural class 4 (clay content < 20%), with significant differences between the chemical attributes in relation to native field, highlighting the increased levels of P, K and S for the majority of species. The highest annual mean increment and total volume were observed in E. saligna (61.10 m³ ha-1 to 427.55 m³ ha-1) followed by the E. grandis (54.84 m³ ha-1 m³ and 383.88 ha-1 E. urograndis (54.25 m³ ha-1 and 379.78 m³ ha-1), E. benthamii (49.87 m³ ha-1 and 349.11 m³ ha-1) and E. dunnii (45, 97 m³ ha-1 and 321.80 m³ ha-1). The highest biomass production was observed in E. saligna, with 289.94 Mg ha-1; followed by E. urograndis with 231.66 Mg ha-1; E. grandis, with 228.51 Mg ha-1; E. benthamii with 225.35 Mg ha-1 and E. dunnii with 205.62 Mg ha-1, with allocation of biomass in stem wood of 74% E. urograndis and E. grandis, 70% for E. saligna, 69% for E. benthamii and 67% for E. dunnii. The magnitude of biomass allocation presented the same tendency among species – stem wood > root > branch > bark > leaf. The highest concentration of N, P, K, S, B, Cu and Mn was observed in leave; stem wood showed the highest concentration of Ca and Mg, and the root of the highest concentration of Fe and Zn. The greatest amount of nutrients was observed in the stem wood, except for Ca and Mg, where larger quantities are allocated in the bark of the wood and the Fe that is allocated at the root. In the litter there was the same distribution behavior for the nutrients (concentrations and quantities) – Ca > N > Mg > K > S > P – Mn > Fe > B > Zn > Cu. The highest values for the nutrients utilization efficiency were observed in E. grandis, E. saligna and E. dunnii for P; E. urograndis and E. benthamii for Mg; E. saligna for S; E. grandis also presented the better efficiency in N, K and Ca. The harvest only the stem wood provided a maintenance of soil nutrients by other components of the biomass, greater than 50%, especially Ca and Mg with a return of 82% and 72% respectively. The lowest nutrient removal rate according to the intensity of biomass harvesting was verified in E. grandis. For the production number of rotations, the P indicated a nutritional sustainability condition under all harvesting scenarios, the N in the harvesting of the stem wood over bark and stem wood, Ca and Mg in the harvesting of the stem wood, for all species; and the K was the element that presented the greatest productivity risk limiting. The lower cost of nutritional replacement, among biomass harvesting scenarios, was found in E. grandis followed by E. urograndis, E. dunnii, E. saligna and E. benthamii. / A expansão das plantações com eucalipto no estado do Rio Grande do Sul vem se consolidando e ocupando regiões que anteriormente não apresentavam tradição silvicultural em escala comercial. O estado ocupa a sexta posição em área plantada com eucalipto e pinus no país, e apesar de uma parte significativa da área cultivada estar estabelecida dentro do Bioma Pampa, poucos estudos foram realizados para compreender o comportamento do eucalipto nesse ecossistema. Diante disto, este estudo teve como objetivo determinar a eficiência de Eucalyptus dunnii, Eucalyptus grandis, Eucalyptus benthamii, Eucalyptus saligna e híbrido Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis (E. urograndis), aos sete anos de idade, e fornecer elementos para o manejo nutricional e silvicultural sustentável. Para isso estimou-se o estoque de nutrientes totais e disponíveis no solo até 100 cm de profundidade; determinou-se o crescimento e quantificou-se a biomassa e nutrientes acima e abaixo do solo para as diferentes espécies; avaliaram-se as implicações silviculturais e ecológicas decorrentes da remoção dos nutrientes em função dos diferentes cenários de colheita da biomassa; e foram propostas alternativas para o manejo silvicultural e da fertilização. O solo nas áreas do estudo é classificado como Argissolo Vermelho Distrófico típico. Amostras foram coletadas para a caracterização física e química do solo. Foram inventariadas cinco unidades amostrais de 10 ha cada, sendo uma unidade para cada espécie, para se determinar as variáveis de crescimento. Após as medições realizou-se a distribuição por classe diamétrica, onde se determinou três classes, sendo a primeira classe de 10 a 16 cm, a segunda de 16,1 a 22 cm e a terceira classe de 22,1 a 28 cm. Para a determinação da biomassa arbórea em Mg ha-1, foram selecionadas três árvores por classe diamétrica sendo uma árvore no limite inferior, uma árvore no limite central e uma árvore no limite superior de cada classe, totalizando nove árvores por espécie. As árvores foram seccionadas em compartimentos, retirado amostras para determinação da biomassa arbórea individual e dos teores dos nutrientes. Os solos apresentaram classe textural 4 (teor de argila < 20%), com diferenças significativas entre os atributos químicos em relação ao campo nativo, destacando-se o aumento dos teores de P, K e S para a maioria da espécies. O maior incremento médio anual e volume total foram observados para E. saligna (61,10 m³ ha-1 e 427,55 m³ ha-1) seguido por E. grandis (54,84 m³ ha-1 e 383,88 m³ ha-1), E. urograndis (54,25 m³ ha-1 e 379,78 m³ ha-1), E. benthamii (49,87 m³ ha-1 e 349,11 m³ ha-1) e E. dunnii (45,97 m³ ha-1 e 321,80 m³ ha-1). A maior produção de biomassa foi observada para E. saligna, com 289,94 Mg ha-1; seguido pelo E. urograndis, com 231,66 Mg ha-1; E. grandis, com 228,51 Mg ha-1; E. benthamii, com 225,35 Mg ha-1 e pelo E. dunnii com 205,62 Mg ha-1, com alocação da biomassa na madeira do tronco em torno de 70% para todas as espécies. A magnitude de alocação da biomassa apresentou o mesmo comportamento entre as espécies – madeira do tronco > raiz > galho > casca > folha. A maior concentração de N, P, K, S, B, Cu e Mn foi observada na folha; a casca da madeira apresentou a maior concentração de Ca e Mg, e a raiz a maior concentração de Fe e Zn. A maior quantidade dos nutrientes foi observada na madeira do tronco, exceto para o Ca e Mg, onde as maiores quantidades estão alocadas na casca da madeira e para o Fe que está alocado na raiz. Na serapilheira verificou-se o mesmo comportamento de distribuição para os nutrientes (teores e quantidades) – Ca > N > Mg > K > S > P - Mn > Fe > B > Zn > Cu. Os maiores valores para a eficiência de utilização de nutrientes foram observados em E. grandis, E. dunnii e E. saligna para P; E. urograndis e E. benthamii para o Mg; e E. saligna para S, destacando-se também a melhor eficiência em N, K e Ca em E. grandis. A colheita apenas da madeira do tronco proporcionou uma manutenção de nutrientes no solo pelos demais componentes da biomassa, acima de 50%, especialmente para Ca e Mg com uma devolução de 82 e 72% respectivamente. A menor taxa de remoção de nutrientes de acordo com intensidade da colheita da biomassa foi verificada para E. grandis. Para o número de rotações de produção, o P indicou uma condição de sustentabilidade nutricional, sob todos os cenários de colheita, o N sob a colheita da madeira do tronco com casca e madeira do tronco, e o Ca e Mg sob a colheita da madeira do tronco, para todas as espécies; e o K foi o elemento que apresentou o maior risco a limitação da produtividade. O menor custo de reposição nutricional, entre os cenários de colheita da biomassa, foi verificado para E. grandis seguido pelo E. urograndis, E. dunnii, E. saligna e E. benthamii.

Submitted by William Justo Figueiro (williamjf) on 2015-08-28T17:15:44Z No. of bitstreams: 1 32e.pdf: 2782096 bytes, checksum: 5928fd17fc9df8b5902bae55c6c45acf (MD5) / Made available in DSpace on 2015-08-28T17:15:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 32e.pdf: 2782096 bytes, checksum: 5928fd17fc9df8b5902bae55c6c45acf (MD5) Previous issue date: 2013-08-27 / CMPC - Celulose Riograndense / A vegetação do sul do Brasil é composta pelos biomas Pampa e Mata Atlântica. Nossas áreas de estudo situam-se próximo aos limites destes dois biomas, formando um mosaico campo-floresta. A pecuária e a silvicultura de eucalipto são atividades largamente difundidas ao longo destas formações. A mudança de manejo da matriz, da pecuária para a silvicultura de eucalipto, pode levar a alterações nas características autoecológicas de espécies arbóreas florestais. O estudo das características autoecológicas em ambientes com diferentes históricos de uso da terra pode ajudar a compreender como as espécies arbóreas respondem às alterações de habitat ou das condições ambientais. Este estudo objetiva analisar como atributos autoecológicos entre espécies arbóreas florestais variam segundo uma mudança de manejo da matriz no extremo sul da Mata Atlântica, de campos nativos com pecuária extensiva para plantações de eucaliptos sobre essas pastagens. De forma específica, pretende-se (i) determinar o efeito da mudança de manejo sobre atributos autoecológicos entre espécies, e havendo este efeito, (ii) que padrões de alteração autoecológica podem ser identificados entre espécies. De acordo com nossos resultados, a mudança de manejo da matriz da paisagem causou alterações nos padrões autoecológicos das espécies arbóreas. A amplitude destas variações foi diferente para cada espécie e dependeu de sua plasticidade fenotípica e das condições ambientais locais. A longo prazo, os padrões de alterações autoecológicas encontrados podem refletir uma mudança na composição de espécies em decorrência da mudança de manejo. / The vegetation of southern Brazil is composed of Pampa and Atlantic Rain Forest biomes. Our study areas are located near the boundaries of these two biomes, forming a 24 grassland-forest mosaic. The livestock and eucalyptus plantations are widely diffused throughout these formations. The change of matrix management, of livestock for eucalyptus plantations, can lead to changes in the autoecological attributes of forest tree species. The study of the autoecological attributes in environments with different historical of land use can help to understand how tree species respond to changes in habitat or environmental conditions. This study aims to analyze how autoecological attributes between forest tree species varies as a consequence of change in management matrix at the southern Atlantic Rain Forest, of grasslands with extensive livestock for eucalyptus plantations on these pastures. Specifically, we intend to (i) determine the effect of changing management on autoecological attributes among species, and having this effect, (ii) what patterns of autoecological change can be identified between species. According to our results, the change in management of landscape matrix caused changes in autoecological patterns of tree species. The extent of these variations was different for each species and depended on their phenotypic plasticity and local environmental conditions. Long-term, patterns of autoecological change found may reflect a change in species composition due to the change in management of landscape matrix.

The replacement of the native vegetation by pastures and silviculture can result in clear changes on the carbon and nitrogen pools, stocks and dynamics. We aimed to assess the impact of the woodland cerrado (cerradão) conversion into pastures and Eucalyptus plantations on the soil organic carbon (SOC) labile pools and dynamics, on the concentrations of N variables and on the potential for nitrogen mineralization (PMN) in the first 200 cm of the soil profile. We also assessed the seasonal variation on the overall variability in soil C and N pools and dynamics. Finally, we investigated the C and N stocks belowground (up to 50 cm depth) and C stocks aboveground. We had three sampling sites in a region originally covered by cerradão physiognomy. Each sampling included a control area (Cerrado) and two land uses (Pasture, Eucalyptus). Soil samples were taken at 0-10, 10-30, 30-50, 50-100 and 100-200 cm depths during the dry and wet climate seasons, from which we used the first three depths for stocks calculation. We also collected litter and herbs+shrubs biomass, and measured the tree biomass for C stocks calculation. Our results showed ~50% reduction of the microbial biomass (MBC) and MBC:SOC for pastures and Eucalyptus plantations, indicating lower SOC stability. Reduction in the dissolved organic carbon (DOC) and DOC:SOC, and increment on the metabolic quotient were also registered for both land uses along the soil profile up to 30 or 50 cm depth. Higher SBR and qCO2 rates are associated to a microbial community under stress. Land use effect on SOC labile pools and dynamics was more marked in the dry season. The inorganic forms of nitrogen (NH4-N and NO3-N) and PMN were significantly affected by land use conversion, with decreases in both land uses compared to native Cerrado, with lower values found in Eucalyptus. Urease activity also decreased with land conversion. The N variables all decreased with depth from 10 to 50 cm depth. Land conversion also resulted in C and N stock losses, and in redistribution among the system compartments. Pastures showed 53% less overall C stock, and Eucalyptus plantations had 20% more. Carbon was mostly stored belowground in pastures, and aboveground in Eucalyptus, as the native Cerrado showed a balanced distribution. Aboveground, C was 94% reduced in pastures compared to Cerrado, and 80% increased in Eucalyptus plantations; belowground, pastures had 19% and 25% reductions in the overall C and N stocks respectively, with significant decreases for the stocks of arboreal C, MBC, coarse root C and N, NO3-N and PMN. Eucalyptus plantations had 23% decrease in C and 19% in N stocks, with significant reductions in the stocks of herbs+shrubs C, MBC, fine and coarse root C, fine root N, NH4-N and PMN. Both land uses had similar overall losses of C and N belowground, which were evident until 50 cm depth, but higher at the 10-30 cm layer. Our results show negative impacts on carbon and nitrogen pools, cycling processes and stocks due to Cerrado conversion to pastures and Eucalyptus plantations / A substituição da vegetação nativa por pastagem e silvicultura pode resultar em mudanças nas concentrações, estoques e dinâmica do carbono e nitrogênio. O objetivo do trabalho foi analisar o impacto da conversão de cerradão em pastagens de braquiária e plantações de eucalipto na dinâmica e na concentração de variáveis da fração lábil do carbono orgânico do solo (SOC), nas concentrações das variáveis de nitrogênio e no seu potencial de mineralização (PMN), para os primeiros 200 cm de profundidade do solo. Foi ainda avaliada a variação sazonal na variabilidade das concentrações e dinâmicas de C e N no solo. Além disso, investigamos os estoques de C e N abaixo do solo (até 50 cm de profundidade) e os estoques de C acima do solo. Nossas amostragens foram realizadas em três áreas de pesquisa, numa região originalmente coberta por cerradão. Cada área de pesquisa era constituída por um sítio controle (Cerrado) e dois usos das terras (pastagem, eucalipto). Amostras de solo foram coletadas nas profundidades de 0-10, 10-30, 30-50, 50-100 e 100-200 cm durante as estações seca e chuvosa, para as análises das frações de C e N; para o cálculo dos estoques de C e N, foram utilizadas somente as três primeiras profundidades. Também coletamos serapilheira e biomassa de herbáceas + arbustos, assim como tiramos medidas das árvores para o cálculo do estoque de C acima do solo. Nossos resultados mostraram uma redução de aproximadamente 50% da biomassa microbiana (MBC) e da taxa MBC:SOC para pastagens e plantios de eucalipto, indicando menor estabilidade do carbono orgânico do solo. Também foram registrados decréscimos para o carbono orgânico dissolvido (DOC) e para as taxas DOC:SOC, além de aumentos para o quociente metabólico em ambos os usos, ao longo do perfil do solo até 30 ou 50 cm de profundidade. Taxas mais altas de respiração edáfica e do quociente metabólico estão associadas a uma comunidade microbiana sob estresse. O efeito do uso das terras nas concentrações e na dinâmica das variáveis lábeis do C orgânico do solo foi mais acentuado na estação seca. As formas inorgânicas de nitrogênio (NH4-N e NO3-N) e PMN foram significativamente afetados pela conversão do uso da terra, com decréscimos em ambos os usos em comparação ao Cerrado nativo, sendo menores os valores encontrados no Eucalipto. A atividade da urese também decresceu com a mudança de uso. Todas as variáveis de N diminuíram com a profundidade de 10 a 50 cm. A conversão de uso também resultou em perdas nos estoques de C e N e em sua redistribuição entre os compartimentos acima e abaixo do solo. O estoque total de C em pastagens reduziu em 53% e nas plantações de eucalipto ocorreu aumento de 20%. O carbono foi armazenado principalmente abaixo do solo em pastagens e acima do solo nos plantios de eucaliptos, enquanto que o Cerrado nativo apresentou uma distribuição equilibrada entre esses dois grandes compartimentos. Na pastagem, foi registrada uma redução de 94% no estoque da biomassa aérea, em comparação com o Cerrado, enquanto que as plantações de eucalipto apresentaram um aumento de 80%; abaixo do solo, as pastagens tiveram reduções de 19% e 25% nos estoques totais de C e N, respectivamente, com decréscimos significativos para o estoque C de árvores, de MBC, de C e N de raizes grossas, de NO3-N e de PMN. As plantações de eucalipto tiveram redução de 23% para o estoque total de C abaixo do solo e de 19% para o estoque de N (abaixo do solo), com reduções significativas para estoque C da biomassa de ervas + arbustos, de MBC, de C de raízes finas e grossas, bem como para os estoque de N de raízes finas, de NH4-N e de PMN. Ambos os usos da terra tiveram perdas totais semelhantes para os estoques de C e N abaixo do solo, que ficaram evidentes até 50 cm de profundidade, porém, mais significativos na camada de 10-30 cm. Nossos resultados demonstraram impactos negativos da conversão do cerrado em pastagens e plantações de eucalipto para as concentrações de carbono e nitrogênio, assim como em seus processos de ciclagem e estoques