Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-06-19T18:06:21Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3908777 bytes, checksum: bf49461fdc22ba52bc1a5f911ca0bb56 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-19T18:06:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3908777 bytes, checksum: bf49461fdc22ba52bc1a5f911ca0bb56 (MD5) Previous issue date: 2000-06-19 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A despeito do reconhecimento do papel pioneiro da microbiota no processo de sucessão ecológica, pouca atenção tem sido atribuída à sua participação nos mecanismos pedogenéticos, em associação com outros organismos do solo. O presente trabalho teve como objetivo o estudo das interações envolvidas no intemperismo biogeoquímico e reorganização estrutural decorrentes da ação biológica em ambiente supergênico. As amostragens foram realizadas em cortes de saprolitos colonizados por algas, fungos, líquens e briófitas, expostos na região do Quadrilátero Ferrífero-MG e adjacências. Na primeira fase do trabalho, procedeu-se a caracterização preliminar das ocorrências de crostas biológicas em diferentes substratos, enfatizando-se os efeitos da ciclagem biogeoquímica promovida pelos organismos na mobilidade de macro e micronutrientes bem como o estudo das feições micropedológicas da crosta e da camada micropedogenizada subjacente. Foram analisadas amostras referentes a saprolitos de gnaisse, diabásio, itabirito e xisto, além de depósito de rejeito de mineração de ouro. Os resultados obtidos indicaram um efeito mais expressivo da ciclagem biogeoquímca nos substratos quimicamente mais pobres, optando-se, então, por privilegiar o estudo dos saprolitos de gnaisse no segundo capítulo. Populações mistas de algas fotoautotróficas foram isoladas e inoculadas em saprolitos estéreis provenientes das áreas de amostragem, visando o estudo da viabilidade de sua utilização na proteção de taludes expostos, através da aceleração do processo natural de sucessão ecológica. De modo geral, os efeitos da ciclagem biogeoquímica foram condicionados pelos atributos químicos, grau de intemperismo e/ou maficidade do material parental. Os elementos mais concentrados nas crostas, segundo os teores disponíveis, foram o K, Fe, Al, Zn, Mn, Pb e Ni, sendo K o elemento mais consistentemente associado à ciclagem biogeoquímica. O mesmo ocorreu em relação a Ca e Mg, exceto nos saprolitos mais máficos, onde a reserva maior mascarou a eficiente ciclagem biogeoquímica associada à crosta. Os teores de Fe disponível e total foram maiores na transição crosta/camada micropedogenizada. A ocorrência generalizada de pontuações hematíticas neste microhorizonte sugere uma forte participação microbiótica na oxidação de Fe. As fotomicrografias produzidas em microscópio eletrônico de varredura ilustraram de modo inequívoco o papel da mucilagem de polissacarídeos na estruturação de agregados, unindo a matéria orgânica fresca à parte mineral. As espécies de algas isoladas em meio de cultura e inoculadas sob condição de luminosidade natural, em laboratório, mostraram-se eficientes em colonizar os saprolitos, abrindo a perspectiva do uso de inóculo de algas na recuperação de superfícies minerais expostas. / In spite of the recognition of the pioneer paper of the microorganisms in the process of ecological succession, little attention has been attributed to its participation in the pedogenetic mechanisms, in association with other organisms of the soil. The present work had as objective the study of the interactions involved in the biogeochemical weathering and current of the biological action structural reorganization in saprolites. The samplings were accomplished in saprolites courts colonized by algae, fungi, lichens and mosses, exposed in the region of the Quadrilátero Ferrífero-MG. In the first phase of the work, took place the preliminary characterization of the occurrences of biological crusts in different substrate, and the effects of the biogeochemical cycling promoted by the organisms in the macro and micronutrients being emphasized as well as the xstudy of the micromorphological features of the crust and of the basal layer. Samples by gneiss, diabase, itabirite, schist and gold-mining spoil-pile from Morro Velho were analyzed. The obtained results indicated a more expressive effect of the biogeochemical cycling in the chemically poorer substrate, being opted, then, for privileging the study of the gnaiss saprolite in the second chapter. In laboratory, mixed populations of photoautotrophic algae were isolated and inoculated in sterile saprolites of the sampling areas, seeking the study of the viability of its use in the protection of exposed surface, through the acceleration of the natural process of ecological succession. In general, the effects of the biogeochemical cycling were conditioned by the chemical attributes, degree of weathering and/or maficity of the origin material. The most concentrated elements in the crusts, according to the available levels, were K, Fe, Al, Zn, Mn, Pb e Ni, being K the element more clearly associated to the biogeochemical cycling. The same happened in relation to Ca and Mg, except in the saprolites more maficity, where the larger reservation masked the efficient biogeochemical cycling associated to the crust. The levels of available and total Fe were larger in the transition crust/basal layer. The expressive occurrence of oxics punctuations in this microhorizon suggests a important microbiotic participation in the oxidation of the Fe. The photomicrographs of crusts produced in scanning electron micrographs illustrates in an unequivocal way the paper of the polysaccharide mucilage in the formation of aggregates, uniting the fresh organic matter to the mineral part. The species isolated in algal cultures and incubated under natural light conditions were efficient colonizers of undisturbed saprolites, opening the perspective of the use of inoculant of algae in the recovery of exposed mineral surfaces.

ARAÚJO JÚNIOR, José Moacir de Carvalho. Biogeoquímica de solos de manguezal do rio Jaguaribe (Brasil - CE) em resposta a bioturbação por caranguejos. 2010. 89 f. Dissertação (Mestrado em ecologia e recursos naturais)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2010. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-05-20T19:01:18Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_jmcaraujojunior.pdf: 1588424 bytes, checksum: bccb267c308435b8cad811923fa611ed (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-05-27T20:37:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_jmcaraujojunior.pdf: 1588424 bytes, checksum: bccb267c308435b8cad811923fa611ed (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-27T20:37:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_jmcaraujojunior.pdf: 1588424 bytes, checksum: bccb267c308435b8cad811923fa611ed (MD5) Previous issue date: 2010 / Mangroves are tropical coastal ecosystems with high biodiversity, consisting of trees and shrubs with high tolerance to salt, and animals typically residents of those regions. Among these, crabs demonstrate a great ecological and economic importance. These crustaceans have a high population density and high activity of soil mobilization, mainly due to the formation of burrows, which provide oxygenation and soil drainage, changing the dynamics of minerals in the vertical profile. Likewise, climate changes and seasonal marked variations of rainfall regime, as occurring in the semi-arid areas, can cause oxidation of pyrite due to replacement of the water in the soil for oxygen gas during the dry season, with a consequent increase in release fraction of iron associated with it. In our study, the analysis of physical-chemical standards and concentrations of active iron and pyritic iron in soils under the action of mangrove crab (Ucides cordatus), comparing the values found between the rainy and dry seasons, and between this area with another area under the activity of the crab specie Uca maracoani. We found significant variations in the geochemical forms of Fe in soils of the area with U. cordadus between the dry and rainy seasons, as well when it was compared to the area with U. maracoani. The results demonstrate the distinct effects of seasonal variation and representatives of the fauna on the biogeochemistry of iron in the mangroves of the semi-arid region, highlighting the need for further studies in these areas in order to make future comparisons. / Os manguezais são ecossistemas costeiros tropicais com elevada biodiversidade, composta por árvores e arbustos com grande tolerância as águas salgadas ou salobras e por animais típicos dessas regiões. Dentre os representantes da fauna, os caranguejos destacam-se tanto por seu grande número de espécies quanto por sua importância ecológica e econômica. Esses crustáceos apresentam elevada densidade populacional e alta atividade de mobilização do solo, principalmente devido ao processo de formação de tocas, as quais proporcionam a oxigenação e drenagem do solo, alterando a dinâmica dos minerais no perfil vertical do mesmo. Da mesma forma, alterações temporais e variações sazonais acentuadas do regime de chuva, como ocorrem na região do semi-árido brasileiro, podem ocasionar oxidação da pirita devido a substituição de parte da água no solo por gás oxigênio durante a estação seca, com conseqüente aumento da liberação das frações de ferro a ela associada. Neste trabalho foi realizada a análise dos padrões físico-químicos e das concentrações de ferro ativo e ferro pirítico em solos de manguezais sob ação do caranguejo Uçá (Ucides cordatus), comparando os valores encontrados entre os períodos chuvoso e seco, assim como entre esta área com uma outra com atividade da espécie de caranguejo Uca maracoani. Foram encontradas significativas variações nas formas geoquímicas do Fe nos solos da área com U. cordadus entre as estações seca e chuvosa, assim como quando comparada com a área com U. maracoani. Os resultados encontrados demonstram os efeitos distintos da variação sazonal e de caranguejos sobre a biogeoquímica do Ferro em manguezais do semi-árido brasileiro, ressaltando a necessidade de mais estudos nessas áreas afim de poder realizar futuramente comparações.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:36:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_4916_.pdf: 1708079 bytes, checksum: dfb1e24a39ce3ad325fb35b06bf5311c (MD5) Previous issue date: 2011-07-07 / GODINHO, Tiago de Oliveira. Quantificação de biomassa e de nutrientes na serapilheira em trecho de Floresta Estacional Semidecidual Submontana, Cachoeiro de Itapemirim, ES. 2011. Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais) Universidade Federal do Espírito Santo, Alegre-ES. Orientador: Prof. Dr. Marcos Vinicius Winckler Caldeira. Coorientador: Prof. Dr. Aderbal Gomes da Silva. O presente trabalho teve por objetivo estudar a deposição e o acúmulo da serapilheira e os nutrientes nela contidos na Floresta Estacional Semidecidual Submontana, localizada no município de Cachoeiro de Itapemirim, ES. A amostragem da serapilheira depositada e acumulada foi realizada em 12 parcelas de área fixa (20 m x 50 m), sendo as mesmas distribuídas de forma sistemática no campo, totalizando 1,2 ha de área amostrada. Em cada uma das 12 parcelas foram distribuídos cinco coletores de serapilheira depositada de forma sistemática, construídos em estrutura de madeira de formato quadrado com 0,5 m x 0,5 m e 0,75 m de altura do solo, com telas de nylon, em malha de 2 mm, totalizando 60 coletores, onde foi realizado a coleta mensal da serapilheira depositada sobre os coletores. Após a coleta, as amostras foram levadas imediatamente para o laboratório, onde foram separadas nas frações folhas/miscelânea e galhos. A quantidade de serapilheira depositada no coletor foi quantificada para megagrama por hectare por mês (Mg.ha-1.mês-1). Foram determinados os conteúdos de nutrientes e carbono orgânico contidos na serapilheira e a eficiência no uso de nutrientes. Em cada uma das 12 parcelas do presente estudo foram coletadas mensalmente sobre o piso da floresta, 12 amostras de serapilheira acumulada, de forma aleatória, com o auxílio de um gabarito de metal de 0,25 m x 0,25 m, que foi lançado sobre o piso da floresta totalizando 144 amostras em cada mês do estudo. Determinou-se os teores de macronutrientes (N, P, K, Ca, Mg, S), micronutrientes (Fe, Cu, Mn, Zn, B) e carbono orgânico (CO) da serapilheira depositada e acumulada. O estudo da deposição e acumulo de serapilheira na floresta foi analisado segundo o delineamento inteiramente casualizado, com 12 tratamentos (meses do ano) e 12 repetições (para efeito de cálculo, os coletores na parcela foram unidos, e cada parcela tornou-se uma repetição). A deposição e o acumulo de serapilheira mostrou-se sazonal, com maiores produções e acúmulos ocorrendo no final da estação seca e de menores temperaturas do ar. A floresta em questão produziu no decorrer de um ano 9,3 Mg.ha-1 de serapilheira e obteve uma média de 5,5 Mg.ha-1 de serapilheira acumulada. O retorno total de nutrientes foi de 511,80 kg.ha-1.ano-1, sendo 506,62 kg.ha-1.ano-1 de macronutrientes e 5,18 kg.ha-1.ano-1 de micronutrientes. O aporte de serapilheira e sua posterior decomposição são responsáveis por grandes teores de nutrientes na camada superficial do solo, condicionando uma melhoria na fertilidade do mesmo. Palavras-chave: ciclagem de nutrientes, amostragem de serapilheira, carbono orgânico, variáveis climáticas.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Meio Ambiente e Desenvolvimento Rural, 2017. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2017-08-11T15:26:30Z No. of bitstreams: 1 2017_InésioAntonioMarinhoCorrêa.pdf: 1901030 bytes, checksum: cc7f6d34e36b2611c8f5bb0301c92e3e (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-09-20T20:09:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_InésioAntonioMarinhoCorrêa.pdf: 1901030 bytes, checksum: cc7f6d34e36b2611c8f5bb0301c92e3e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-20T20:09:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_InésioAntonioMarinhoCorrêa.pdf: 1901030 bytes, checksum: cc7f6d34e36b2611c8f5bb0301c92e3e (MD5) Previous issue date: 2017-09-20 / As emissões de dióxido de enxofre (SO2) e dióxido de nitrogênio (NO2) provenientes da queima de combustíveis fósseis podem estar contribuindo para a alteração do metabolismo das comunidades vegetais, influenciando na ciclagem de nutrientes em ecossistemas terrestres e aquáticos. Como várias unidades de conservação, a Estação Ecológica Águas Emendadas (ESECAE) tem seu perímetro poligonal conectado a rodovias e significativa expansão urbana. Considerando que sulfato e nitrato podem ser absorvidos via estômatos, as comunidades vegetais , principalmente, as localizados na borda, estão expostas, a efeitos resultantes da emissão de gases de veículos automotores. Sendo assim, o objetivo da presente pesquisa foi verificar o efeito da distância da rodovia federal BR-020 na produtividade primária líquida, concentração de N e S na serapilheira foliar e eficiência no uso de N e S em uma comunidade vegetal localizada na parte sul da ESECAE. O delineamento experimental foi instalado em uma área de seis ha e foi composto de seis tratamentos (60, 80, 110, 170, 290 e 350 m de distância da rodovia), onde foram instalados coletores de serapilheira (0,25 m2 a 50 cm do solo), com cinco repetições por tratamento. A serapilheira foi coletada mensalmente e, bimensalmente, a fração folha foi submetida à análise para determinação da concentração de N e S. Considerando os valores mensais, foi possível identificar efeito da distância da rodovia somente nos padrões de concentração e eficiência no uso de S. Observamos que ocorreu maior constância nos valores destes parâmetros com maior concentração da S na serapilheira e menores valores até 60 em relação às faixas mais internas. Considerando os valores anuais, houve diminuição na EUS e maior concentração e fluxo de S na serapilheira foliar até 60m em relação às distâncias mais internas da comunidade (80-350). Não se observou diferenças significativas na produção primária líquida, na concentração e eficiência no uso de N. Concluímos que o efeito do distanciamento da rodovia BR-020 ocorre até 60m e só é significativo quando as variáveis PPL e concentração de S são analisadas conjuntamente. Assim, mudança nos padrões de ciclagem de S em comunidades vegetais em contato com rodovias deve ser considerada na criação e elaboração de planos de manejo das unidades de conservação nacionais e internacionais. / Sulfur dioxide (SO2) and nitrogen dioxide (NO2) emissions derived from fossil fuels’ burning may be altering plant communities’ metabolism and as well as the terrestrial and the aquatic ecosystems’ nutrient cycling. The Estação Ecológica de Águas Emendadas (ESECAE), like many conservation units, has its perimeter connected to highways and urban expansion areas. Considering that stomata can absorb sulfate and nitrate, plant communities, mainly those located nearby the boarders, are exposed to the effects of motor vehicle gas emissions. Therefore, the purpose of this research was to evaluate the distance from the BR-020 federal highway on the primary net productivity, the leaf litter N and S concentrations and the N and S usage efficiency on the South part of the ESECAE reserve. The experimental design was placed in a six-hectare area, composed by six treatments (60, 80, 110, 170, 290 and 350 m away from the highway), using litter collectors (0,25 m2 litter collector at 50 cm above ground), with 5 replicates per treatment. Litter was collected monthly and every other month, the N and S concentrations from the litter leaf fractions were measured. Considering the monthly values, we only identified the effect of the distance on the S concentration patterns and its usage efficiency. We noticed a higher uniformity on these parameter’s values with higher S concentration on the litter and lower values until 60 m in comparison to the internal bands. Considering the annual values, the EUS reduced and the S flux and concentrations were higher on the foliar litter until 60 m when compared to the innermost community distances (80-350). We didn’t notice any significant differences on the primary net production nor on the N concentration and its usage efficiency. We concluded that the distance from the BR-020 highway effect occurred up to 60 m and was only significant when the PPL and S concentrations were analyzed together. Thus, S cycling pattern changes in plant communities nearby highways must be taken into consideration on the management planning of national and international conservation units.

O presente estudo objetiva avaliar os mecanismos de transferência de carbono entre os compartimentos atmosfera, vegetação, solo e igarapé em uma microbacia da Amazônia Ocidental. Dois igarapés drenandos, respectivamente, 2927 e 66,73 ha de floresta de terra firme, foram monitorados durante um ano. A área de estudo se encontra na zona de amortecimento de uma Unidade de Conservação de Uso Sustentável denominada Floresta Estadual do Amapá (FLOTA/AP), na região central do estado de mesmo nome. Foram coletadas as águas da chuva, da precipitação interna da floresta, do escoamento de água pelo tronco, do escoamento superficial pelo solo, da solução do solo, da água subterrânea e da água do igarapé. Os solos também foram investigados em relação a suas características físico-químicas. Para calcular a entrada e saída de C do sistema, foram determinadas as concentrações do carbono orgânico e inorgânico dissolvido (COD e CID, respectivamente) na água da chuva e do igarapé, em 16 eventos de chuva. As concentrações médias de COD na água da chuva foram de 1,6± 1,52 mg L-1, resultando em um aporte de 11,43 Kg C ha-1 ano-1. Na precipitação interna os valores médios observados foram de 9,1 ± 5,99 mg L-1, o que corresponde a um fluxo de 100,71 Kg C ha-1 ano-1. No escoamento do tronco, os valores médios observados foram de 17,4 ± 8,03 mg L-1 e no escoamento superficial do solo de 14,2 ± 6,4 mg L-1. Nos compartimentos amostrados abaixo do solo, solução do solo e água do lençol, as concentrações de COD foram relativamente mais baixas. A saída de COD pelo igarapé, os fluxos foram de 0,45 Kg C ha-1 ano-1. Em relação às concentrações de CID, o aporte pela água da chuva foi de 3,66 Kg C ha-1 ano-1, passando a 10,10 Kg C ha-1 ano-1 na precipitação interna e com uma saída pelo igarapé de 0,07 Kg C ha-1 ano-1. Os resultados mostram grande variabilidade espaço-temporal e retenção de C pelo sistema, seja na fase orgânica (COD) ou inorgânica (CID), demonstrando a importância destes processos para a compreensão do funcionamento destes ecossistemas. / This study aims to evaluate carbon transfer mechanisms between the atmosphere, vegetation, soil and stream in a microbasin of eastern Amazon. Two streams, draining respectively 2917 and 66.73 ha of \"terra firme\" forests were monitored during one year. The study area is located in a Conservation Unit named Amapá State Forest (FLOTA/AP), in the central region of the Amapá State. We sample rain water, throughfall, stemflow, soil surface flow, soil solution, groundwater and stream water. Physico-chemical characteristics of soils were also evaluated. To calculate inputs and outputs of C in this system, we determined the concentrations of dissolved organic and inorganic carbon (DOC and DIC, respectively) in rain and stream water during 16 rain events. Average concentrations of DOC in rain water were 1.6± 1.52 mg L-1, resulting in an input of 11.43 Kg C ha-1 year-1. Throughfall had average concentrations of 9.1 ± 5.99 mg L-1, which increased inputs to 100.71 Kg C ha-1 year-1. Stemflow had average concentrations of 17.4 ± 8.03 mg L-1 while those of soil surface flow were 14.2 ± 6.4 mg L-1. Bellow ground DOC concentrations were relatively lower. The export of DOC in stream water was 0.45 Kg C ha-1 year-1. In relation to DIC, the input from rain water was 3.66 Kg C ha-1 year-1, increasing to 10.10 Kg C ha-1 year-1 in throughfall and exiting the micro basin through the stream with a flux of 0.07 Kg C ha-1 year-1. The results show large spatiotemporal variations and C retention within the system, either in the organic (DOC) or inorganic (DIC) phases, showing the importance of these processes for the comprehension of the functioning of these ecosystems.

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:13:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2664_1.pdf: 3715941 bytes, checksum: dba83cdcdc03f8cd485cfa4e59a992e6 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Estudos sobre a ciclagem de biomassa e nutrientes são importantes para a melhor compreensão do funcionamento dos ecossistemas e, consequentemente, para o desenvolvimento de estratégias de preservação dos sistemas naturais. Em uma comunidade vegetal o compartimento formado pela serapilheira e pelo solo é o sítio das principais etapas da ciclagem de nutrientes, mas a dinâmica da ciclagem pode variar fortemente entre as espécies ou entre diferentes estádios sucessionais da vegetação. Espécies capazes de conservar e utilizar mais eficientemente os nutrientes mais limitantes no ecossistema podem ter vantagens competitivas sobre as demais. Entretanto, informações sobre esse tema ainda são escassas na literatura sobre a caatinga. Sendo assim, este trabalho teve como objetivos: (1) quantificar, ao longo de um período de dois anos, a produção anual de serapilheira e o fluxo de nutrientes em quatro diferentes estádios sucessionais de caatinga; (2) estudar os mecanismos de retranslocação e eficiência de uso de nutrientes (N, P, e K) das espécies arbóreas dominantes; e (3) caracterizar a decomposição e a liberação de nutrientes das folhas das principais espécies arbóreas em áreas de caatinga no Sertão paraibano. O estudo foi conduzido na Fazenda Tamanduá, em Santa Terezinha, PB, onde foram selecionadas áreas de caatinga em quatro diferentes estádios sucessionais denominados como: pasto (P), estádio inicial (E), intermediário (I) e final (L). Nestes diferentes estádios foi quantificada a produção de serapilheira e o fluxo de nutrientes via serapilheira ao longo de 2 anos. No estádio final, foi instalado um segundo experimento para estudar a retranslocação de nutrientes de onze espécies arbóreas: Aspidosperma pyrifolium (pereiro); Commiphora leptophloeos (umburana); Combretum leprosum (mofumbo); Capparis cynophallophora (feijão bravo); Erythroxylum pungens (Ameixa); Croton sonderianus (marmeleiro); Jatropha phyllacanta (faveleira); Adenanthera colubrina (angico); Caesalpinia pyramidalis (catingueira); Amburana cearensis (cumaru); e Piptadenia stipulacea (jurema branca). Um terceiro experimento foi instalado para avaliar, com o uso de bolsas de decomposição, as perdas de massa e nutrientes das folhas das principais espécies arbóreas ao longo de um período de 360 dias. A produção de serapilheira total apresentou modelo sazonal, com os maiores valores no período de seca. A deposição anual de serapilheira no pasto foi menor que nas outras áreas, tanto no primeiro ano (275 kg ha-1) quanto no segundo (812 kg ha-1). Os demais estádios sucessionais não diferiram significativamente, tanto no primeiro (inicial,1700 kg ha-1; intermediário, 1984 kg ha-1; e final, 1902 kg ha-1) ou no segundo ano (inicial , 3838 kg ha-1; intermediário, 2921 kg ha-1; e final, 2161 kg ha-1). A fração foliar predominou em todos os estádios, variando entre 33 e 71% da serapilheira total, seguida da fração miscelânea (15 a 62%) e da fração galhos (3 a 17%). As maiores concentrações de nitrogênio, fósforo e potássio foram encontradas na miscelânea e as menores nos galhos. Entretanto, os maiores conteúdos de nutrientes foram encontrados nas folhas. As maiores concentrações e conteúdos estavam no estádio inicial e as menores no pasto. Os estádios intermediário e final apresentaram aportes de fósforo e potássio semelhantes. Todas as espécies retranslocaram nitrogênio e fósforo mas A. colubrina, C. pyramidalis, J. phyllacanta e A. pyrifolium não retranslocaram potássio. De forma geral, a retranslocação de nitrogênio foi, em média, maior do que de potássio e de fósforo para as espécies estudadas. A. cearensis, P. stipulacea e C. sonderianus foram as espécies que mais retranslocaram e C. pyramidalis e J. phyllacanta as que menos retranslocaram nutrientes. O fósforo foi o nutriente com maior eficiência de uso pelas espécies estudas, enquanto o nitrogênio apresentou as menores eficiências de uso. No ensaio de decomposição, todas as espécies perderam maiores quantidades de nutrientes nos primeiros 60 dias. De modo geral, ao final de um ano, as folhas de Mimosa tenuiflora (jurema preta), C. pyramidalis, A. cearensis e a mistura de folhas de todas as espécies (mix) tiveram maior decomposição (64 a 73%) que as folhas de C. leprosum (46%). As perdas de N foram menores que as dos outros nutrientes, tendo M. tenuiflora perdido mais N (71%) que as outras espécies (52 a 60%). Todas as espécies perderam muito K (93 a 98%) e um pouco menos de P (81 a 94%). Portanto, todas as espécies ao final de um ano perderam mais da metade dos seus nutrientes iniciais, refletindo uma rápida ciclagem na caatinga, apesar desse ecossistema semiárido ser fortemente limitado pela disponibilidade hídrica. Os resultados do presente estudo ilustraram o comportamento da ciclagem de biomassa e nutrientes nos diferentes estádios de regeneração de caatinga demonstrando que o estádio inicial de caatinga é mais dinâmico que o estádio final. O fósforo, seguido do nitrogênio, são os elementos mais limitantes nos estádios mais avançados de sucessão. As espécies mais dominantes apresentaram diferentes padrões de retranslocação e eficiência de uso de nutrientes, mas em geral não foram observadas correlações significativas entre esses mecanismos e os atributos funcionais e a dominância das diferentes espécies estudadas

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:16:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 339675.pdf: 3913619 bytes, checksum: 451f4c310585bb1b799ac9e09d95eb2d (MD5) Previous issue date: 2016 / Transdisciplinaridade e ecologia são temas pertinentes em qualquer contexto acadêmico e social, principalmente na contemporaneidade da condição humana. Neste trabalho oferecemos a discussão transdisciplinar da construção dos modos de pensamento complexos emergentes no fim do segundo milênio ocidental e uma introdução às contribuições das concepções de investigação acopladas às questões pertinentes em educação, cultura e ciência, nos sentidos amplos das palavras. Ainda, com ênfase na contribuição para biogeoquímica e ciência dos solos, apresenta-se um novo método de investigação de padrões de troca de prótons, no equilíbrio e fora do equilíbrio, de sistemas complexos presentes em ecossistemas biosféricos terrestres, neste caso micélio de fungo basidiomiceto Trametes hirsuta, através do aprimoramento da aplicação da potenciometria (usando eletrodo combinado de vidro) como uma tecnologia intermediária. Por último, esta contribuição para a construção conceitual da pesquisa em química voltada para ecologia/transdisciplinaridade (Capítulo 1) e biogeoquímica (Capítulo 2) tem como principal objetivo o desenvolvimento de cultura, premissa fundamental em educação.<br> / Abstract : Transdisciplinary and ecology are relevant topics in any academic and social context, mostly in the present state of human condition. In this work we offer a transdisciplinar discussion on the construction of complex modes of thought that evolved in the end of the second occidental millennium and an introduction of the investigation conceptions which are coupled to relevant questions in education, culture and science, in the broad sense of the terms. Still, emphasizing the contribution to biogeochemistry and soil science, we present a new method for the investigation of proton exchange patterns, in the equilibrium and out-of-equilibrium, of complex systems present in terrestrial biospherical ecosystems, in this case the mycelium of the basidiomycete fungus Trametes hirsuta, through the improvement of the application of potentiometry (using a combined glass electrode) as an intermediate technology. Lastly, the conceptual contribution of the research in chemistry toward ecology/transdisciplinary (Chapter 1) and biogeochemistry (Chapter 2) assume the development of culture, fundamental premise in education, as the main goal.

O complexo estuarino-lagunar de Cananéia-Iguape, localizado na porção sul do litoral do Estado de São Paulo, integra uma importante reserva ambiental e um ecossistema costeiro extremamente produtivo. A região abriga o canal do Valo Grande, construído há mais de 160 anos, o qual favorece a introdução água doce do rio Ribeira de Iguape diretamente no sistema estuarino contribuindo à importantes alterações biogeoquímicas como o aporte de nutrientes, metais e outros elementos pouco solúveis, que acabam tendo como destino os sedimentos. No presente trabalho foi realizada a coleta de amostras da coluna de água e de sedimentos de superfície ao longo do complexo estuarino-lagunar de Cananéia-Iguape e ambientes contíguos. Também houve a realização de perfis de sedimento na região sul do estuário, considerada mais preservada. O objetivo principal foi avaliar os processos que regem a distribuição dos Elementos Terras Raras (ETR) nos sedimentos do sistema, conhecendo as propriedades hidroquímicas do sistema, associando e comparando os ETR a outros elementos presentes em baixas concentrações, de modo natural ou resultantes de alterações de origem antrópica, utilizando padrões de fracionamento, anomalias e assinatura geoquímica de minerais que atuam na distribuição dos ETR verificando seu potencial para evidenciar a origem e interpretar níveis naturais e efeitos antrópicos aos quais o Complexo está submetido. Os resultados mostraram que as características hidroquímicas na região norte do Complexo encontram-se fortemente influenciadas pelo aporte de águas fluviais via Valo Grande e pelos processos biogeoquímicos associados a ele, enquanto a região sul apresentou-se mais conservada, mostrando equilíbrio biogeoquímico natural de sistemas estuarinos, oferecendo maior suporte à produção primária. Nos sedimentos de superfície, as concentrações elementares de Al, As, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cs, Fe, Hg, Hf, P, Pb, Rb, Sb, Sc, Th, U, Zn, Zr e ETR* apresentaram distribuição bastante relacionada às características deposicionais/texturais, de forma que a maioria destes elementos tiveram maiores concentrações em regiões de baixa energia hidrodinâmica, no interior do rio Ribeira de Iguape e no mar Pequeno. Considerando como referência os valores guias de qualidade dos sedimentos canadenses (TEL e PEL), os elementos As, Cd, Pb, Cr, Hg e Zn apresentaram concentração abaixo dos valores que indicam frequente ocorrência de efeitos adversos nos organismos aquáticos (PEL), mas foi observado que em alguns locais, As, Cr, Pb e Zn superaram os valores de concentração que indicam uma baixa probabilidade de ocorrência de efeitos adversos à biota (TEL). Fatores de enriquecimento calculados com relação à crosta continental superior (FEUCC) e ao background geoquímico regional (FEBG) apontaram regiões onde ocorrem concentrações de Pb, P e Sb acima dos níveis considerados naturais, entretanto evidenciaram que os altos valores de As e Cr estariam relacionados a um enriquecimento natural dos sedimentos na região. No caso dos ETR, o FEUCC e FEBG indicaram enriquecimento na região do mar adjacente ao estuário e em estações no rio Ribeira e no Valo Grande. A aplicação de modelagem através da regressão múltipla linear mostrou que os valores, que seriam normalmente considerados anômalos, são naturais e refletem a presença de minerais pesados nestes locais. Outros elementos que parecem naturalmente enriquecidos onde há ocorrência minerais pesados são: As, Ca, Cr, Th, U, além dos elementos ditos sinalizadores, como Hf e Zr. Anomalias de Ce mostraram a possível relação com processos de oxidação de Ce+3 a Ce+4 mediada biológicamente nas zonas mais produtivas do estuário. Dos quatro perfis de sedimento obtidos na região sul do estuário, três mostraram seções com valores de FEUCC e FEBG para Pb que sugerem contribuição antrópica. Tais padrões decrescem em direção ao sul do sistema, porém praticamente não mostram variação temporal. Nenhuma concentração de Pb superou o valor de TEL nos testemunhos estudados. Zn e Hg mostraram enriquecimentos pontuais em diferentes seções do testemunho T3. Com relação aos ETR, houve novamente a observação de enriquecimento causado por minerais pesados, e os teores modelados parecem refletir níveis naturais para estes elementos nos quatro testemunhos. Tais informações podem ser utilizadas na ampliação do uso de ferramentas biogeoquímicas de avaliação e prevenção de riscos aos quais o sistema estudado está sujeito, e na tomada de decisão pelo poder público no sentido da conservação ambiental da região. / The estuary-lagoon complex of Cananéia-Iguape, in the southern portion of the coast of São Paulo state, is part of an important environmental reserve and an extremely productive coastal ecosystem. The region encloses the Valo Grande channel, built more than 160 years ago, which favors the introduction of fresh water from Ribeira de Iguape river directly into the estuarine system contributing to important biogeochemical changes in the region. Through this channel, many nutrients arrive at the estuary, as well as, metals and other slightly soluble elements, that end up as sediments. In this research, samples of the water column and surface sediments were collected in the estuary-lagoon complex of Cananéia-Iguape and contiguous environments, as well as, sediment profiles in the south of the estuary, considered to be the most conserved region. The main objective of this study was to evaluate the processes that govern the distribution of rare earth elements (REE) in the sediments of the system, associating and comparing them to other elements, both essential and toxic, using fractionation patterns, anomalies and the geochemical signature of minerals that act in the distribution of REE to evaluate the origin and interpret natural levels and the amplitude of possible anthropic effects to which the Complex is submitted. The results show that the hydrochemical characteristics in the northern region of the complex are strongly influenced by the provision of fresh water through Valo Grande channel and its resulting biogeochemical processes, while the southern region is more conserved, showing the natural biogeochemical balance of estuarine systems, offering greater support to primary production. The elemental concentrations of Al, As, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cs, Fe, Hg, Hf, P, Pb, Rb, Sb, Sc, Th, U, Zn, Zr and REE* in the surface sediments, show distribution related to depositional/textural characteristics, in such a way most of these elements presented their highest concentrations in regions of recognized low hydrodynamic energy, in the Ribeira de Iguape river and Mar Pequeno region. A comparison of the values obtained for As, Cd, Pb, Cr, Hg and Zn with the Canadian sediment quality guidelines (TEL and PEL) shows that none of the evaluated elements reached concentrations indicating a frequent occurrence of negative effects on aquatic organisms (PEL), however, As, Cr, Pb and Zn have sometimes exceeded concentration values indicating a low probability of occurrence of adverse effects on biota (TEL). Enrichment factors calculated in relation to the upper continental crust (FEUCC) and the regional geochemical background (FEBG) pointed out regions where Pb, P and Sb accumulated above the levels considered natural, however have shown that the high values of As and Cr are related to a natural enrichment of the sediments in the region. For the REE, FEUCC and FEBG indicated enrichment in the sea region adjacent to the estuary and at stations in Ribeira de Iguape river and Valo Grande. Data modeling through linear multiple regression showed that the values, which would normally be considered anomalous, are natural and reflect the presence of heavy minerals at these sites. Other elements that appear to be naturally enriched where there is the indication of occurrence of such minerals are As, Ca, Cr, Th, U, in addition to the signaling elements Hf and Zr. Ce anomalies showed a possible relationship with biologically mediated Ce+3 to Ce+4 oxidation processes in the most productive areas of the estuary. Out of the four sediment profiles obtained in the southern region of the estuary, three showed sections with FEUCC and FEBG values for Pb suggesting anthropogenic contribution. Such values decrease towards the south of the system, however showed a small time variation. None of the obtained Pb values overcame the values of TEL for such sediment profiles. Zn and Hg showed one-off enrichments in different sections of T3 sediment core. Regarding REE, there was again the observation of enrichment caused by heavy minerals in one of the sediment cores, and the modeled contents seem to reflect natural levels for these elements in the four cores. Such information can be used in the expansion of the biogeochemical tools for assessment and prevention of the risks to which the studied system is subject and in the decision making by the public sector towards the environmental preservation of the region.

O nitrogênio (N) é um nutriente limitante à produtividade na maioria dos agroecossistemas. Contudo, seu uso indiscriminado provoca alterações subtanciais no funcionamento e estrutura dos ecossistemas terrestres e aquáticos, sendo a eutrofização apenas uma dessas consequências. O N dos ecossistemas terrestres atinge os rios, por meio do escoamento superficial (ES), entre outras vias hidrológicas. O ES pode ocorrer por duas possíveis razões: (i) intensidade de chuva excede a capacidade de infiltração e (ii) a capacidade de armazenamento de água no perfil do solo é excedida gerando ES devido à saturação do solo. As zonas de saturação do solo se expandem e se contraem ao longo de um evento de chuva e/ou estação chuvosa seguindo o modelo de áreas variáveis de afluência. É esperado que essas zonas atuaem como áreas de processamento biogeoquímico do N devido à ocorrência à transformação de nitratos em gases nitrogenados como o óxido nitroso (N2O). Este trabalho busca entender a dinâmica da água do solo com foco na variação espacial das áreas de saturação do solo e a dinâmica do N com foco nos fluxos de N2O, sua variabilidade espacial e controles. Para tanto, instrumentou-se, por meio de tensiômetros, lisímetros de tensão, câmaras estáticas, sensores de ES e poços de água subterrânea, três zonas de convergência de fluxos (ZC1, ZC2e ZC3) cobertas por cana-de-açúcar e floresta ripária. Subdividiu-se cada uma delas em três porções (cota inferior; cota intermediária e cota superior onde na ZC1 e ZC2, a cota inferior estava sob floresta ripária e a cota intermediária e superior sob cana-deaçúcar; e na ZC3: cota inferior e intermediária sob floresta ripária e cota superior sob cana-deaçúcar). Tal divisão seguiu um gradiente de área de contribuição e cada uma delas recebeu todo o aparato instrumental referido. O monitoramento hidrológico ocorreu em base semanal de Abril-2011 a Março-2012. As amostragens biogeoquímicas ocorreram onze vezes durante o período referido. As zonas de saturação se formam por dois processos: bottom-up e topdown. Além disso, a existência de uma faixa de floresta ripária mais larga na ZC3 conteve a formação de erosão avançada. Quanto ao N, só houve diferença significativa de fluxos de N2O na ZC3 durante a estação seca onde a cota inferior apresentou maiores fluxos em relação à cota intermediária e superior. O solo argiloso da cota inferior da ZC3 parece ter sido fator essencial para a detecção de diferenças significativas principalmente devido à maior retenção de água e carbono, fatores essenciais para a produção de N2O. Na ZC1 e ZC2 em que diferenças não foram encontradas a provável ausência de fatores que controlam a produção de N2O pode ter sido a razão desse resultado. As ZCs podem ter dinâmica de saturação hídrica similar ao já reportado em regiões temperadas e o tipo de solo (granulometria) tem influência decisiva na emissão de N2O, especialmente durante a estação seca onde o contraste de umidade entre as diferentes tipologias de solo se torna aparente / Nitrogen (N) is a nutrient that might limit agricultural yields in most of agroecosytems. On the other hand, its unwise use might promote substantial alterations to the functioning and structure of terrestrial and aquatic ecosystems. Eutrophication is only one visible aspect of its pernicious effects on the environment. N from terrestrial ecosystems can reach water bodies through many hydrological flowpaths including overland flow (OV). This hydrological process occurs for two reasons: (1) rainfall intensity exceeds the infiltration capacity and (ii) the soil moisture storage capacity is exceeded by the amout of rain entering the soil, producing OV due to soil saturation. The soil saturation zones expand and shrink during a rainfall event and/or the rainy season following the variable source area model. It is expected that saturated areas act as biogeochemical hotspots of N reducing processes due to their generally high water content. That is, nitrates are reduced to N gases like nitrous oxide (N2O). In the present study, we describe the soil water dynamics of soil saturation zones focusing on its spatial variability. Moreover, the N dynamics is also focused bringing more light into the N2O fluxes, their spatial variability and controls. To do so, three flow convergence zones (FCZ1, FCZ2 and FCZ3) covered by sugarcane and riparian forest were instrumented by using tensiometers, tension lysimeters, static chambers, water table wells and overland flow sensors. Each of the FCZs were divided into three parts (downslope, middleslope and upslope being FCZ1 and FCZ2: downslope under riparian forest, middleslope and upslope under sugarcane and FCZ3: downslope and middleslope both under riparian forest and upslope under sugarcane) following a gradient of increasing contribuition area. All of these FCZs parts were instrumented with the outlined equipment. The hydrological monitoring period occurred on a weekly basis from April-2011 to March-2012. The biogeochemical samplings took place eleven times throughout the course of the same period. The soil saturation zones might be formed by two main processes: bottom-up and top-down. The existence of a wider riparian forests buffer within FCZ3 avoided the development of erosion features that have been observed under FCZ1 and FCZ2. As for N, significant differences were found only for FCZ3 during the dry season, where the downslope part presented higher N2O fluxes compared to the other two parts of the hillslope. The clayey soil under FCZ3 downslope may have been the main factor promoting such differences mainly because of its higher water and carbon retention that, in conjunction, favour N2O production. At FCZ1 and FCZ2 the likely lack of factors that promote production and emission of N2O might be the reason for the lack of differences. Our results showed that the dynamics of soil saturation within tropical regions is similar to the ones presented for temperate regions. The soil type (texture) might have decisive importance in controlling N2O emissions. This is the case especially for the dry season when the contrast of soil moisture contents between different soil types became more apparent

O objetivo da pesquisa foi quantificar os fluxos de entrada e saída de carbono (C) ao longo de um ano hidrológico, medidas estas importantes para o balanço de C num ecossistema. A microbacia em estudo apresenta uma área de 1319 hectares, o rio que drena esta microbacia é afluente do Rio Darro, Bacia do Rio Xingu, Mato Grosso Brasil. A cobertura vegetal é de Tensão Ecológica, área de contato entre a floresta tropical chuvosa e cerrado. Para estimar a entrada e o transporte de C no sistema, amostras de 12 eventos de chuva foram coletadas e determinadas as concentrações de carbono orgânico dissolvido (COD) e carbono inorgânico dissolvido (CID) na água da chuva, precipitação interna da floresta, escoamento de água pelo tronco, escoamento superficial do solo, solução do solo e água do lençol freático. Os fluxos de saída de C foram quantificadas em 13 eventos, com a determinação de CO2 e CH4 do rio e do solo, e a exportação de COD, CID e carbono orgânico particulado (COP) pelo rio. Na água da chuva as concentrações médias de COD foram de 6,7 ± 3,7 mg L-1, o que representou uma entrada de 82,3 Kg C ha-1 ano-1. Após o percurso através do dossel, a precipitação interna apresentou a maior quantidade de COD transportada no sistema, com valores de 142,6 Kg C ha-1 ano-1. O escoamento superficial do solo e o escoamento pelo tronco, contribuíram com apenas 1 a 2 % do COD transportado no sistema. No caso do CID, as concentrações nos compartimentos acima do solo foram muito baixas, semelhantes ao esperado pelo equilíbrio com o CO2 da atmosfera, ao passo que nos compartimentos abaixo do solo, houve supersaturação de CO2 e aumento considerável de CID. O solo foi a componente de maior perda de carbono do sistema, com fluxos para a atmosfera de mais de 6000 Kg C ha-1 ano-1, o que representou 99% da saída da microbacia. Para o CH4 o solo foi um pequeno sumidouro de carbono na ordem de 4,37 ± 0,09 Kg C ha-1 ano-1. O rio apresentou fluxos extremamente elevados de CO2 e CH4, com mais de 63000 Kg C ha-1 ano-1, porém as perdas pelo rio foram baixas quando comparadas com a área total da bacia (56,2 ± 0,07 Kg C ha-1 ano-1). Das frações exportadas na descarga pelo rio, o COD foi a fração dominante, porém relativamente baixa, com uma saída de 1,6 Kg C ha-1 ano-1. As perdas de CID e COP pelo rio foram de 0,9 Kg C ha-1 ano-1 e 0,01 Kg C ha-1 ano-1 respectivamente. Concentrações elevadas de COD nos compartimentos acima do solo, mostram uma clara variação sazonal, em parte, provavelmente como resultado das atividades humanas nesta região. As elevadas concentrações de CID na solução do solo e água do lençol freático durante o período chuvoso, associado aos maiores fluxos de CO2, indicam uma forte conectividade entre ambientes terrestre e aquático. / The objective of this research was to quantify the fluxes of carbon (C) input and output in a watershed during a hydrological year that represent important components for the C budget in an ecosystem. The watershed studied covered an area of 1319 ha, and is drained by the Darro River tributary, Xingu Basin, Mato Grosso state - Brazil. The area is characterized by a typical transition from evergreen tropical forest to Cerrado. In order to estimate the input and transport of C in the system, samples from 12 rain events were collected over the year and measured for dissolved organic carbon (DOC) and dissolved inorganic carbon (DIC) in the rainwater, throughfall, stemflow, overlandflow, soil solution, and groundwater. C fluxes were quantified in 13 sampling events for carbon dioxide (CO2) and methane (CH4) emissions from the stream and soil, and for DOC, DIC and particulate organic carbon (POC) exported by the stream. Mean annual DOC concentration in the rainwater was 6.7 ± 3.7 mg L-1 representing an input of 82.3 Kg C ha-1 yr-1. Throughfall represented the largest flow path of DOC in the system with an annual transport of 142.6 Kg C ha-1 yr-1. Stemflow and overlandflow contributed to 1 and 2% of the total DOC transported in the system. For dissolved inorganic carbon, the concentrations in aboveground compartments were very low, similar to what is expected as result of the equilibrium whith the atmosphere. In contrast, DIC concentration in the belowground flow paths was high due to supersaturation in relation to the CO2 concentrations in the atmosphere. Soil C emission was the largest carbon flow path in the basin, more than 6000 Kg C ha-1 yr-1, which represented 99% of C losses in the watershed. In the case of CH4 the soil acted as a C sink with a sequestration rate of 4.37 ± 0.09 Kg C ha-1 yr-1. The stream showed elevated fluxes of CO2 and CH4 of more than 63000 Kg C ha-1 yr-1 . However, compared to the entire basin area the losses from the stream were small (56.2 ± 0.07 Kg C ha-1 yr-1). Although the DOC concentration in the stream was low, it represented the main organic carbon loss component, with a flux of 1.6 Kg C ha-1 yr-1. Losses of DIC and POC from the stream amounted around 0.9 Kg C ha-1 yr-1 and 0.01 Kg C ha-1 yr-1, respectively. The high DOC concentrations in aboveground flow paths exibited clear seasonal variations, in part problably as a result of massive human activities in the region. Also, the high concentrations of DIC in the soil solution and in groundwater during the rainy season, associated with the highest CO2 fluxes, indicated the strong connectivity between terrestrial and aquatic environments.