Considerando a importância da ciclagem de nutrientes como indicador na manutenção da produtividade do ecossistema, o presente estudo teve como objetivo avaliar a dinâmica sazonal de produção e taxa de decomposição de serapilheira em um fragmento de Cerrado sensu stricto. Para avaliação de aporte de serapilheira foram utilizados 50 coletores circulares com 112,8 cm de diâmetro, distribuídos sistematicamente. As coletas de serapilheira foram realizadas mensalmente de junho de 2016 a maio 2017 e o material coletado foi acondicionado em sacos plásticos, posteriormente levados para o laboratório onde foi realizada a separação nas frações folhas, galhos e material reprodutivo. Posteriormente, o material foi embalado em sacos de papel e levado à estufa à temperatura de 70 oC, para a determinação do peso seco. A decomposição da serapilheira foi avaliada utilizando-se o método de litter bags, com distribuição aleatória de 288 litter bags que continham 20 gramas de folhas e 24 litter bags que continham 20 gramas de galhos. A produção anual de serapilheira foi quantificada em 6.042,50 kg.ha-1.a-1, em que a fração foliar foi predominante apresentando uma produção de 4.644,40 kg.ha-1.a-1, seguida da fração galhos (1.084,10 kg.ha-1.a-1) e material reprodutivo (329,90 kg.ha-1.a-1). A produção de serapilheira obteve maior produção no mês de julho com 1.464,00 kg.ha-1 e menor produção no mês de dezembro (138,70 kg.ha-1). Foi observada correlação negativa significativa entre a produção de serapilheira e suas frações com a precipitação pluviométrica e umidade relativa do ar. A decomposição da massa foliar atingiu 49% e a de galhos 50%, durante o período de nove meses, em que a constante de decomposição (k) para massa foliar e para galhos foi de 0,0030 g g-1dia-1. Por esta constante, a estimativa para o desaparecimento de massa total foi estimada em 1.000 dias (29 meses). É possível concluir que a produção de serapilheira apresentou sazonalidade bem marcada, com maior produção durante a época seca e menor na época chuvosa, com forte influência de precipitação e umidade relativa do ar na deposição das folhas. A decomposição se mostrou lenta tanto para folhas como para galhos obtendo assim o valor da constante de decomposição 0,0030 g g-1dia-1 para ambos. / Considering the importance of nutrient cycling as an indicator in the maintenance of the productivity of the ecosystem, the present study aimed to assess the seasonal dynamics of production and decomposition rate of litter in a fragment of Cerrado sensu stricto. For evaluation of supply of burlap were used 50 circular collectors with 112.8 cm diameter, distributed systematically. Litter collections were performed monthly June 2016-may 2017 and the collected material was packed in plastic bags, then taken to the laboratory where the separation was carried out in fractions leaves, twigs and reproductive material. After that, the material was packed in paper bags and washed the greenhouse at the 70 C, for the determination of the dry weight. The decomposition of leaf litter was evaluated using the method of litter bags, with random distribution of 288 litter bags containing 20 grams of leaves and 24 litter bags containing 20 grams of branches. The annual production of litterfall was quantified in 6.042,50 kg. ha-1. yr- 1, in which the leaf was prevalent fraction presented a production of 4.644,40 kg. ha-1. yr-1, then the fractions branches (1.084,10 kg. ha-1. yr-1) and reproductive material (329,90 kg. ha-1. yr-1). The litterfall obtained higher production in July with 1.464,00 kg. ha-1 and lower production in the month of December (138,70 kg. ha-1). A significant negative correlation was observed between litterfall and its fractions with the precipitation and relative humidity. The decomposition of foliar mass reached 49% and 50% of twigs during the nine-month period, in which the decomposition constant (k) for leaf mass and for branches was 0.0030 g g-1-1day.For this constant, the estimate for the disappearance of total mass has been estimated to be 1.000 days (29 months). It can be concluded that the litterfall presented seasonality well marked, with higher output during the dry season and lower in the rainy season with strong influence of precipitation and relative humidity in the deposition of the leaves. The breakdown proved slow for both leaves as for branches to get the value of the constant of decomposition 0.0030 g g-1-1 day for both.

Submitted by Sara Ribeiro (sara.ribeiro@ucb.br) on 2017-09-08T17:37:16Z No. of bitstreams: 1 RenataHenriqueSantanaTeseParcial2017.pdf: 1215291 bytes, checksum: cc35f4b9a014e3e823968429c1849485 (MD5) / Approved for entry into archive by Sara Ribeiro (sara.ribeiro@ucb.br) on 2017-09-08T17:37:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RenataHenriqueSantanaTeseParcial2017.pdf: 1215291 bytes, checksum: cc35f4b9a014e3e823968429c1849485 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-08T17:37:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RenataHenriqueSantanaTeseParcial2017.pdf: 1215291 bytes, checksum: cc35f4b9a014e3e823968429c1849485 (MD5) Previous issue date: 2017-03-31 / Termites are well known for their ability to cause agricultural losses and building damage through their ability to digest lignocellulose; however, termites provide important ecosystem services, such as soil bioturbation and nutrient cycling. Microorganisms in the digestive tract of termites are responsible for several of these functions. Syntermes wheeleri (Syntermitinae) is a litter-feeding termite species of the Termitidae family that is abundant in the Brazilian Cerrado. In this work, we characterized the gut microbiota of S. wheeleri, aiming to better understand the ecosystem function of termite-microbe symbiosis and its evolutionary history. First, the gut microbiota composition of worker termites was described by pyrosequencing phylogenetic markers (amplicons), specifically 16S rRNA (archaea and bacteria) and 18S rRNA (fungi). The resulting bacterial taxonomic profile was then compared with the gut microbiota of several other termite species and feeding guilds. To identify the functional groups and activity of the microbiota in the whole gut and the largest proctodeal segments (P1 and P3), the metagenome and metatranscriptome were sequenced by next-generation sequencing (NGS). Amplicon sequences revealed a high abundance of Firmicutes in S. wheeleri, which was not observed in the other termite species. Most archaea belonged to the methanogen orders, and the most abundant fungal classes were Dothideomycetes, Sordariomycetes, and Eurotiomycetes, which have saprophytic species. Ordination analysis of the relative abundance of bacterial taxa showed that the S. wheeleri gut microbiota did not cluster with the microbiota of termites of different clades and feeding guilds. This finding suggests that both variables are important in microbial assembly in termites. The taxonomic profile generated by NGS analysis of the metagenome was similar to the results of amplicon analysis, with higher Firmicutes abundance in P1 and higher Spirochaetes abundance in P3. Additionally, alignment of ribosomal protein S3 identified possible compartment-specific bacterial lineages of Firmicutes, Spirochaetes, Actinobacteria, Bacteroidetes, and Tenericutes. The results of our study revealed a vast metabolic repertoire of termite gut microbes, which supplies nutrients for the host. Differences identified in the P1 and P3 metabolic pathways are likely caused by differences in O2 concentration. As for biomass conversion, the most abundant glycosyl hydrolases (necessary for lignocellulose digestion) detected in the S. wheeleri gut microbiota are a mixture of those that are most abundant in litter-feeding species (fungus growers), as well as wood-, soil-, and dung-feeding species. In addition, putative bacterial laccases (involved in lignin degradation) were detected. Besides the known function of the termite gut microbiota in carbon and nitrogen cycling, we found evidence of its possible involvement in arsenic cycling. This study adds information about microbial establishment in the termite gut, with functional groups selected based on feeding substrate, instead of specific microbial lineages. In addition, our results show that the metagenome can be used to identify molecules with potential industrial applications, such as enzymes useful in biofuel production. / Os cupins s??o conhecidos por causar perdas agr??colas e danos a edifica????es devido a sua capacidade de digerir celulose. No entanto, os cupins tamb??m fornecem importantes servi??os ecossist??micos como a modifica????o do solo e a ciclagem de nutrientes. Os micro-organismos do trato digestivo dos cupins s??o respons??veis por muitas dessas fun????es. Syntermes wheeleri (Syntermitinae) ?? uma esp??cie de cupim da fam??lia Termitidae, comedora de serapilheira e muito abundante no Cerrado. Neste trabalho caracterizamos a microbiota intestinal de Syntermes wheeleri, buscando esclarecer a fun????o ecossist??mica da simbiose entre cupins e micro-organismos e sua hist??ria evolutiva. Inicialmente, a composi????o da microbiota dos oper??rios foi descrita por meio de pirosequenciamento dos marcadores filogen??ticos (amplicons) 16S rRNA (arqueia e bact??ria) e 18S rRNA (fungo). Em seguida, o perfil taxon??mico de bact??rias foi comparado com o apresentado por diferentes esp??cies de cupins e h??bitos alimentares. Finalmente, para identificar os grupos funcionais presentes e ativos da microbiota no intestino inteiro e em seus compartimentos mais volumosos (primeiro - P1 e terceiro - P3 proctodeo) o metagenoma e metatranscriptoma foram submetidos a sequenciamento de alto rendimento (NGS). As sequ??ncias de amplicons revelaram alta abund??ncia de Firmicutes, n??o observada em outras esp??cies de cupins. A maioria das arqueias pertence ??s ordens de metanog??nicas e as classes de fungos mais abundantes foram Dothideomycetes, Sordariomycetes, e Eurotiomycetes, que possuem membros saprof??ticos. Uma an??lise de ordena????o da abund??ncia relativa dos t??xons de bact??ria mostrou que a microbiota de S. wheeleri n??o agrupou com nenhum clado de cupins da fam??lia Termitidae nem com outras guildas alimentares. Esse resultado indica que ambas as vari??veis afetam a composi????o da microbiota. An??lises do metagenoma apontaram perfil taxon??mico semelhante ao obtido pelas an??lises das sequ??ncias de DNA dos marcadores filogen??ticos, com abund??ncia de Firmicutes maior em P1 e de Spirochaetes maior em P3. Adicionalmente, o alinhamento das prote??nas ribossomais S3, mostrou poss??veis linhagens de bact??rias compartimento-espec??ficas de Firmicutes, Spirochaetes, Actinobacteria, Bacteroidetes e Tenericutes. Os resultados deste estudo revelaram vasto repert??rio metab??lico da microbiota, que fornece nutrientes ao hospedeiro. As diferen??as identificadas nas vias metab??licas de P1 e P3 s??o provavelmente causadas por diferen??as na concentra????o de O2. Em rela????o ?? convers??o de biomassa, as fam??lias de glicosil hidrolases (necess??rias para digest??o da lignocelulose) mais abundantes detectadas na microbiota de S. wheeleri s??o uma mistura daquelas mais abundantes na microbiota de cupins comedores de madeira, de esterco e de cultivadores de fungos. Tamb??m foram detectadas lacases putativas (envolvidas na degrada????o de lignina) de origem bacteriana. Al??m da conhecida fun????o da microbiota de cupins no ciclo do carbono e do nitrog??nio, encontramos evid??ncias de sua poss??vel participa????o no ciclo do ars??nio. Este estudo adiciona informa????o sobre o estabelecimento da microbiota no intestino de cupins, com sele????o de grupos funcionais baseados no alimento, ao inv??s de linhagens microbianas espec??ficas. Adicionalmente, os dados aqui gerados podem ser explorados na produ????o de biocombust??veis e em outros processos biotecnol??gicos.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Ecologia, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, 2007. / Submitted by Luis Felipe Souza (luis_felas@globo.com) on 2008-11-20T16:39:18Z No. of bitstreams: 1 Tese_2007_BenHurMarimon.pdf: 3627061 bytes, checksum: a3dd85ccf54f34b4cf5890d472a5137c (MD5) / Approved for entry into archive by Georgia Fernandes(georgia@bce.unb.br) on 2009-02-04T15:43:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_2007_BenHurMarimon.pdf: 3627061 bytes, checksum: a3dd85ccf54f34b4cf5890d472a5137c (MD5) / Made available in DSpace on 2009-02-04T15:43:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_2007_BenHurMarimon.pdf: 3627061 bytes, checksum: a3dd85ccf54f34b4cf5890d472a5137c (MD5) / As florestas tropicais monodominantes são vegetações raras, onde uma única espécie responde por mais de 50% da biomassa arbórea total. No leste mato-grossense ocorrem porções de floresta monodominante de Brosimum rubescens Taub. (Moraceae), uma espécie arbórea de grande porte que responde por mais de 80% da biomassa arbórea total na comunidade. Esta situação é adequada para testar a influência da alta dominância e baixa diversidade de espécies arbóreas em funções-chave do ecossistema, como ciclagem de nutrientes. Atualmente, um dos assuntos mais debatidos no meio científico é a participação da biodiversidade em aspectos funcionais do ecossistema, incluindo o ciclo biogeoquímico e as conseqüências de suas alterações. Para verificar se a alta dominância de Brosimum rubescens afeta o ciclo biogeoquímico, alguns aspectos da ciclagem de nutrientes de uma floresta monodominante (MB) (14º50’47’’ S e 52º08’37’’ W) foram investigados e comparados com uma floresta mista adjacente (MM) (14º49’32’’ S e 52º06’20’’ W), de baixa dominância de Brosimum rubescens e alta diversidade de espécies arbóreas. Hipotetizou-se que B. rubescens influencia as taxas de produção de serapilheira, decomposição foliar e liberação de nutrientes, com conseqüências na serapilheira, como relação Mg/Ca alta (desfavorável), liberação de Mn em quantidades possivelmente tóxicas e baixa concentração de macronutrientes em função da suposta maior eficiência de uso dos nutrientes (EUN). Para tanto, verificouse: a) produção de serapilheira (seis frações + total) e retorno de nutrientes (N, P, K, Ca, Mg e Mn) durante dois anos; b) taxa de retranslocação e EUN de seis espécies mais comuns e co-ocorrentes e a EUN total da comunidade nas duas matas nos períodos de seca e chuva; c) taxa de decomposição da serapilheira foliar e liberação de nutrientes (macronutrientes + Mn) ao longo de um ano nas frações de folhas mistas (FM) e folhas de Brosimum (FB); d) aspectos químicos (macronutrientes + Mn) e físicos (densidade, umidade e espessura) da camada de serapilheira em duas épocas do ano e f) dinâmica da água no solo ao longo de um ano e parâmetros hidráulicos do solo em laboratório. Encontramos diferenças entre as matas na produção de serapilheira, concentrações e quantidade de diferentes nutrientes em diversas frações, mas não no padrão da serapilheira total produzida em cada ano, na média dos dois anos (7,41 t.ha-1 na MB e 7,94 t.ha-1 na MM) e na quantidade total retornada de cada nutrientes no ano, à exceção de Ca, que reflete os níveis mais elevados deste nutriente no solo da MM. O total anual de nutrientes retornado pela queda da serapilheira foi 201.45 kg.ha-1 (MB) e 245,54 kg.ha-1 (MM, incluindo Ca). Situação semelhante foi encontrada para retranslocação e EUN, com várias diferenças entre as espécies nas duas matas para folhas verdes e senescentes, mas não em relação à EUN total das duas áreas. O padrão se repetiu também nas taxas de decomposição, que não diferiram entre as áreas aos 366 dias após o começo do experimento. A constante de decomposição das folhas mistas (ke) foi 0,99 na MB e 0,98 na MM. Da mesma forma, a espécie monodominante não apresentou evidências de interferência nas condições físico-químicas da camada de serapilheira em relação à MM adjacente. As diferenças mais evidentes entre as duas áreas se referem à retenção de Ca e P nas primeiras fases da decomposição na MB seguido de forte liberação final (58,3% e 62,1% do total inicial). O mesmo foi verificado para Mn, condição consistente com a hipótese de liberação do elemento em quantidades possivelmente tóxicas. A dominância de Brosimum parece não estar relacionada à fatores hídricos do solo, uma vez que a curva de retenção de água apresenta o mesmo padrão nas duas áreas. Para explicar porque a excessiva dominância de Brosimum influenciou pouco no ciclo biogeoquímico, sugerimos a ocorrência de uma combinação casual de espécies, resultando em um arranjo funcional da MB similar ao da MM, processo que denominamos de encaixe mínimo, uma combinação provavelmente rara na natureza. Sugerimos novos estudos para verificar qual arranjo de grupos funcionais poderia estar ocorrendo nesta combinação. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Tropical monodominant forests in which one species represents more than 50% of the above ground biomass are a rare vegetation type. One of these forests is found in the eastern region of the State of Mato Grosso where the tree species Brosimum rubescens Taub. (Moraceae), accounts for more than 80% of the above ground biomass of the forest community. This situation presents the possibility of testing the influence of high dominance and low species diversity on key functions of the ecosystem, such as nutrient cycling. A currently debated topic is the role of biodiversity in functional aspects of the ecosystem, including biogeochemical cycling and the consequences of alterations. To verify if the high dominance of Brosimum rubescens affected the biogeochemical cycle, several aspects of nutrient cycling were investigated and compared between the monodominant forest (MB) (14º50’47’’ S e 52º08’37’’ W) and an adjacent mixed species forest (MM) (14º49’32’’ S e 52º06’20’’ W), with low dominance of Brosimum rubescens and high tree species diversity. The following hypotheses were raised: B. rubescens influenced the rates of litter production and decomposition and nutrient liberation, with the following consequences, unfavorable Mg/Ca ratio, liberation of Mn in possibly toxic concentration and low concentration of macronutrients as a consequence of a higher nutrient use efficiency (NUE). The following data were collected: a) litter production (six fractions and total) and nutrient demand (N, P, K, Ca, Mg e Mn) during two years; b) translocation rate and NUE for the six commonest tree species that occurred in both forests and the total NUE of the community in both areas and during in dry and wet seasons; c) decomposition rate of leaf litter and liberation of nutrients (macronutrients and Mn) through the year in mixed leaf samples (FM) and leaves of Brosimum (FM); d) biochemical aspects (macronutrients and Mn) and physical aspects (density, humidity and thickness) of the litter layer in dry and wet seasons and e) water dynamics in the soil over one year and hydraulic properties of the soil in the laboratory. Differences in litter production between forests, concentration and nutrient demand were verified in several fractions but not for the total litterfall pattern of each year, two year average (7,41 t.ha-1 for MB and 7,94 t.ha-1 for MM) and total annual amount of nutrients returned, with the exception of Ca that reflects the higher levels of this nutrient in the soil in the MM forest. The total annual nutrient returned by litterfall (demand) was 201.45 kg.ha-1 (MB) and 245,54 kg.ha-1 (MM, including Ca). A similar pattern was found for retranslocation and NUE with various differences among species in the two forests for green and senescent leaves, but not in relation to the total NUE in both areas. This pattern was repeated in the decomposition rates, that were not different between areas in the year following the start of the experiment. The mixed leaves decomposition constant (ke) was 0,99 (MB) and 0,98 (MM). The monodominant species did not present evidence of interference in the physical chemical conditions of the litter layer in relation to the adjacent MM. The most important differences between the areas were in the retention of Ca and P in the initial stages of mixed leaf litter decomposition in the MB followed by a strong release of these elements (58,3% and 62,1% of the initial amounts). The same trend was observed for Mn, consistent with the hypothesis of liberation of large amounts of this element in possibly toxic concentrations. The dominance of Brosimum did not seem to be related to soil water, conditions, since the water retention curve in the soil had the same pattern in both forests. To explain why the high dominance of Brosimum had so low an influence on the biogeochemical cycle the occurrence of a combination of causal factors of functional groups was suggested resulting in a functional arrangement in the MB similar to that of the MM, a process called a “minimum fit”, probably a rare combination in nature.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-12-15T11:10:46Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3150680 bytes, checksum: 1e0d6e7771dc042eceefc4e5a36e9144 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-15T11:10:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3150680 bytes, checksum: 1e0d6e7771dc042eceefc4e5a36e9144 (MD5) Previous issue date: 2017-07-14 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O objetivo deste trabalho foi verificar o potencial do banco de sementes do solo em um ambiente controlado e sua posterior transposição no campo, bem como avaliar a influência das exposições Norte e Sul no desenvolvimento das plântulas no campo em cinco tratamentos de serapilheira e topsoil. Os tratamentos estabelecidos foram: Controle, sem material (CTR); serapilheira (SER); topsoil (TOP); topsoil coberto com serapilheira (ORG); e a serapilheira misturada com topsoil (MIS). As amostras do banco de sementes (topsoil + serapilheira) foram coletadas de um remanescente florestal do Parque Nacional Serra do Itajaí - SC e levadas ao ambiente controlado (casa de vegetação) por 51 dias e mais 28 dias de rustificação. Posteriormente o material foi transposto em uma área de pastagem. Para o ambiente controlado e campo, foram quantificados o número de plântulas das espécies arbóreas e arbustivas, e submetidos a Análise de Coordenada Principal (PCoA). Verificou-se semelhanças quanto à composição e densidade de espécies entre os tratamentos, evidenciando que manter o banco de sementes para germinação em ambiente controlado é viável, visto as condições ótimas que potencializaram a germinação (temperatura e umidade) e a manutenção da semelhança florística quando transposto o material para o campo. Para a influência da exposição Norte e Sul no desenvolvimento e germinação de plântulas do banco de sementes, foram testados 5 tratamentos diferentes em 50 módulos para cada face na pastagem, com 10 repetições para cada tratamento. A comparação entre o número de espécies, número de indivíduos, diâmetro médio e altura média nas exposições Norte e Sul, através do teste F seguido do teste T2 de Hotelling, foi significativo em alguns tratamentos, evidenciando que a área está em constante mudança. No entanto, ao comparar os parâmetros com as faces, pela análise multivariada de variância (Permanova), todos os tratamentos apresentaram diferenças significativas. A orientação sul favoreceu o surgimento e o desenvolvimento das plântulas quando comparadas à exposição no norte. As espécies Cecropia glaziovii, Solanum mauritianum, Trema micrantha e Alchornea triplinervia obtiveram maior número de indivíduos no banco de sementes. / The objective of this work was to verify the potential of the soil seed bank in a controlled environment, and its subsequent transposition in the field, as well as to evaluate the influence of the North and South exposures on the development of field seedlings in five treatments of leaflitter and topsoil. The treatments established were: Control, no material (CTR); leaflitter (SER); topsoil (TOP); topsoil covered with leaflitter (ORG); topsoil mixed with leaflitter (MIS). Seed bank samples (topsoil + leaflitter) were collected from forest remnants of Serra do Itajaí National Park - SC and taken to the controlled environment (greenhouse) for 51 days, and another 28 days of rustification. Then, this material was located into a degraded pasture area. For the controlled environment and field, the number of seedlings of the tree and shrub species that emerged were quantified and by the submition to a Principal Coordinates Analysis (PCoA), similarities were verified regarding the composition and density of the species between the treatments evidencing that maintaining the seed bank for pre-germination in a controlled environment is feasible, considering the optimal conditions that potentiate germination (temperature and humidity) and the maintenance of the floristic similarity when the material was transposed to the field. In order to investigate the influence of soil exposure on the North and South faces in the development and germination of seedlings from the seed bank, 5 different treatments were tested in 50 modules for each face in the pasture, with 10 replicates for each treatment. The comparison between the numbers of species, number of individuals, mean diameter and mean height in North and South exposures, through the F test followed by Hotelling's T2 test, produced significance in some treatments evidencing that the area is constantly changing. However, when comparing the parameters with the faces, by the multivariate analysis of variance (Permanova), all treatments presented significant differences. The southern orientation favored the emergence and development of the seedlings when compared to the northern exposure. The species Cecropia glaziovii, Solanum mauritianum, Trema micrantha and Alchornea triplinervia obtained a larger number of individuals in the seed bank.

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.

Orientador : Prof. Dr. Renato Marques / Coorientadora : Drª. Kelly G. Martins, Drª Márcia C. M. Marques / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 03/07/2017 / Inclui referências ao final de cada capítulo / Resumo: A deposição de serapilheira e a ciclagem de nutrientes são processos de grande importância para a manutenção do funcionamento da Floresta Atlântica, além de influenciar a atividade microbiológica do solo. A altitude influencia a dinâmica da serapilheira e dos parâmetros microbiológicos, seja por efeitos meteorológicos, pedológicos ou por variações da própria vegetação. Este trabalho visou estudar a dinâmica de deposição, acúmulo e decomposição de serapilheira, os teores e estoques de nutrientes na serapilheira e alguns atributos microbiológicos do solo em um gradiente altitudinal de Floresta Ombrófila Densa, no litoral do Paraná. Foram alocadas 4 parcelas em diferentes altitudes. A serapilheira depositada foi coletada mensalmente e a serapilheira acumulada em cada estação, separada em frações, sendo determinados os teores e as quantidades de carbono, alumínio e macro e micronutrientes nas diferentes frações de serapilheira. A taxa de decomposição da serapilheira (k) foi estimada pela diferença entre a deposição e o acúmulo de serapilheira. O solo foi caracterizado quimicamente em diferentes profundidades, sendo que nas amostras superficiais (0-5 e 5-10 cm), foram determinados o carbono da biomassa microbiana (CBM), o nitrogênio microbiano (Nmic), a relação C:N da biomassa microbiana (CBM:Nmic), a respiração basal do solo (RBS) e o quociente metabólico (qCO2), em quatro estações ao longo de um ano. Tanto a deposição quanto o acúmulo de serapilheira aumentaram com a altitude, o que diminuiu a taxa de decomposição da serapilheira (k). A quantidade anual de serapilheira depositada foi maior nas folhas em relação às demais frações. A deposição foi maior na primavera e verão, e o acúmulo de serapilheira foi maior no inverno, resultados das variações da precipitação e temperatura nessas estações, variáveis meteorológicas que apresentaram maior influência na deposição e acúmulo de serapilheira. Os valores de k foram maiores na primavera e verão, devido às condições climáticas mais favoráveis à atividade da biota decompositora da serapilheira. Houve efeito significativo do gradiente altitudinal nos teores de P, K, Ca, Mg, B, Cu e Zn nas frações de serapilheira depositada, e para K, Ca, Mg, B e Cu na serapilheira acumulada, sendo que os teores dos nutrientes na serapilheira depositada foram maiores que na serapilheira acumulada. Os nutrientes C, N, Ca, B e Mn apresentaram aumento no aporte na serapilheira depositada com o aumento da altitude, enquanto os nutrientes P, K, Mg, Al, Cu, Fe e Zn apresentaram diminuição. Na serapilheira acumulada, o estoque de todos os nutrientes aumentou com a altitude, devido ao maior acúmulo de serapilheira nas parcelas mais altas. Os parâmetros microbiológicos CBM, relação CBM:Nmic e RBS na camada superficial do solo aumentaram com a altitude, enquanto a RBS na camada subsuperficial, o Nmic e o qCO2 diminuíram com o aumento da altitude. Entre as profundidades, a atividade biológica foi mais intensa na camada superficial do solo. Os maiores valores dos parâmetros microbiológicos foram observados no outono e inverno, com exceção da relação CBM:Nmic, que foi maior na primavera. O conteúdo de nutrientes na serapilheira acumulada, os parâmetros químicos do solo, assim como a altitude e a profundidade do solo, influenciaram os parâmetros microbiológicos do solo, sendo que houve diferenciação das parcelas em função da altitude, com maior efeito na camada superficial do solo. Palavras-chave: Ciclagem de nutrientes, Floresta Ombrófila Densa, decomposição da serapilheira, microbiologia do solo. / Abstract: Nutrient cycling, mainly by litterfall followed by litter decomposition, is the most important process for the maintenance of the Atlantic Forest, besides to influencing the microbiological activity of the soil. The altitude influences the dynamics of litterfall and microbiological parameters, either by meteorological, pedological or vegetation variations. This work aimed to study the dynamics of litterfall, litter accumulation and decomposition, nutrient contents and stocks in the litter and some microbiological attributes of the soil in an altitudinal gradient of Atlantic Rainforest, over the Paraná coast. Four plots with different altitudes were selected. The deposited litter was collected monthly and the litter accumulated in each season, separated in fractions, dry and weighted, and the contents and amounts of carbon, aluminum, macro and micronutrients were determined in the deposited and accumulated litter fractions. The rate of litter decomposition (k) was estimated by the difference between the deposition and the accumulation of litter. The soil was characterized chemically at different depths, and in the surface samples (0-5 and 5-10 cm), were determined the microbial biomass carbon (CBM), the microbial nitrogen (Nmic), the biomass C:N ratio (CBM:Nmic), basal soil respiration (RBS) and metabolic quotient (qCO2) at four seasons throughout the year. Both litterfall and litter accumulation increased with altitude, which decreased the litter decomposition rate (k). The annual amount of litterfall was higher in the leaves in relation to the other fractions. The deposition was higher in the spring and summer, and the litter accumulation was higher in the winter, as a result of the variation of the precipitation and temperature in these seasons, meteorological variables which presented greater influence in the deposition and accumulation of litter. The values of k were higher in spring and summer, due to the climatic conditions more favorable to the activity of the litter decomposer biota. There was a significant effect of the altitudinal gradient in the levels of P, K, Ca, Mg, B, Cu and Zn in deposited litter fractions, and for K, Ca, Mg, B and Cu in the accumulated litter, and the nutrient contents in the deposited litter were higher than in the accumulated litter. The nutrients C, N, Ca, B and Mn showed an increase in the deposited litter uptake with altitude, while nutrients P, K, Mg, Al, Cu, Fe and Zn decreased. In the accumulated litter, all nutrients stock increased with the altitude, due to the greater accumulation of litter in higher plots. The microbiological parameters CBM, CBM:Nmic ratio and RBS in the soil surface layer increased with the altitude, while RBS in the subsurface layer, Nmic and qCO2 decreased with altitude. Biological activity was more intense in the superficial layer of the soil. The highest values of the microbiological parameters were observed in autumn and winter, except for the CBM:Nmic ratio, which was higher in spring. The stock of nutrients in accumulated litter, the soil chemical parameters, as well as the altitude and soil depth, influenced the microbiological parameters of the soil, with differences between plots as a function of altitude, with greater effect in soil surface layer. Key-words: Nutrient cycling, Atlantic Rainforest, litter decomposition, soil microbiology.

Resumo: A ciclagem de nutrientes em florestas tropicais é um processo de grande importância para a manutenção do funcionamento desses ecossistemas, pois por meio da liberação dos elementos minerais presentes na fitomassa ocorre o suprimento da maior parte dos nutrientes necessários ao crescimento e desenvolvimento das plantas. Assim, este trabalho teve por objetivo avaliar a deposição de serapilheira e ciclagem de nutrientes em florestas secundárias na região de ocorrência da Floresta Ombrófila Densa Submontana no litoral do Paraná. Para isso, foram realizadas coletas mensais de serapilheira depositada em três áreas distintas: floresta secundária menos desenvolvida (FS-1), floresta secundária intermediária (FS-2) e floresta secundária mais desenvolvida (FS-3). A serapilheira foi separada nas frações ramos, órgãos reprodutivos, restos e folhas. As folhas foram triadas novamente para separar as espécies conhecidas, sendo as demais classificadas como folhas diversas. Em seguida, foram determinados o peso seco das amostras de serapilheira e os teores de carbono (C), dos macronutrientes (N, P, K, Ca e Mg), micronutrientes (Cu, Mn, Fe e Zn) e Na nas diferentes frações e nas folhas de algumas espécies. A deposição média anual de fitomassa foi ligeiramente maior nas áreas FS-3 e FS-1. Com relação à variação temporal, a deposição ficou mais concentrada nos meses quentes e com maior precipitação do ano, padrão comum para florestas ombrófilas. A fração folhas foi a mais abundante em todas as áreas, porém sua proporção diminuiu nas florestas mais desenvolvidas, com aumento da porcentagem dos galhos, o que está ligado à evolução estrutural da floresta. Analisando a deposição das folhas de algumas espécies, observou-se uma tendência de diminuição da proporção das espécies pioneiras, enquanto as secundárias aumentam essa quantidade nas florestas mais desenvolvidas. Isso está ligado às mudanças florísticas ocorridas na floresta, com a substituição de grande parte das espécies pioneiras por secundárias ou climácicas. Para concentração da maioria dos macro e micronutrientes, o arranjo fatorial mostrou interação significativa entre as frações e as estações do ano. O teor de N aumentou nas florestas mais desenvolvidas, para a maioria das frações e espécies, o que consequentemente diminuiu a relação C/N. Alguns padrões se repetiram nas três áreas, como maior concentração de K e menores de Mn e Fe nos órgão reprodutivos; e maiores teores de P nos ramos e de Mg nas folhas diversas. O teor de Na foi elevado na floresta secundária intermediária, devido à exposição da parcela aos ventos vindo do mar. Alguns nutrientes, como N, K e Cu, apresentaram maiores teores no inverno, o que está relacionado à menor precipitação nesse período, devido à mobilidade desses elementos na planta. Comparando as áreas, percebe-se que a concentração de grande parte dos nutrientes aumentou nas florestas mais desenvolvidas, assim como a quantidade média anual de nutrientes depositados. Esses resultados são compatíveis com resultados obtidos em outras áreas de Floresta Ombrófila Densa.

Resumo: O presente estudo fez parte do projeto teuto-brasileiro SOLOBIOMA II, o qual tinha como objetivo avaliar a qualidade de ecossistemas de florestas secundárias e de seu potencial para conservação da biodiversidade. Neste contexto, este documento é formado por um conjunto de três estudos que versam sobre temas complementares e que tentam explicar as mudanças que ocorrem durante a sucessão secundária na Floresta Ombrófila Densa do Paraná. Primeiramente, efetuou-se uma classificação das parcelas escolhidas para o estudo de fitossociologia mediante a análise de TWINSPAN; o objetivo foi comprovar que as áreas compunham cronossequências de estabelecimento e extinção de espécies dominantes. Posteriormente foram relacionados atributos pedológicos e as trajetórias sucessionais do componente arbóreo. A terceira pesquisa investigou a interferência do estádio sucessional na decomposição da serapilheira. Para tanto, 21 sítios, 12 em Cambissolo (CA) e 9 em Gleissolo (GL) que perfazem 4 períodos após o distúrbio (e.g. 9- 11; 15-20; 40-55 e >100 anos), cada qual representado por três repetições, foram selecionados mediante o mapeamento da vegetação sobreposto ao mapa de solos e aerofotos de diferentes períodos (1952, 1980 e 2002), além de entrevistas com antigos moradores. Todas as áreas sofreram corte raso da vegetação e uso do solo para pastagem e agricultura, antes do abandono e início da regeneração. Em cada sítio foram alocadas 10 parcelas justapostas de 100m2, onde todos os indivíduos com DAP ?4,8cm foram identificados e tiveram seus diâmetros registrados. Paralelamente, análises de solo em três profundidades (0-5; 5-10 e 10-20cm), foram realizadas para determinação de atributos pedológicos (Areia, Silte, Argila, pH, Alumínio, Fósforo, Potássio, Cálcio, Magnésio, Nitrogênio e Carbono). Foi também instalado um ensaio com bolsas de decomposição (litterbags), confeccionadas com dois tamanhos de abertura de malha (5 mm e 0,02 mm). Estas bolsas foram preenchidas com serapilheira recém depositada nas áreas de estudo. Para a análise fitossociológica foram amostrados 2,1ha de floresta, onde 3355 indivíduos foram classificados em 151 espécies e 44 famílias. A síndrome de dispersão mais comum foi a zoocoria (46%); as famílias mais representativas foram Myrtaceae e Lauraceae. A classificação das parcelas mediante a TWINSPAN se mostrou compatível com a idade estimada das mesmas após o distúrbio. No segundo estudo, os resultados comprovaram que na Floresta Atlântica a composição florística e suas trajetórias ao longo do gradiente sucessional são fortemente influenciadas pelo solo, em especial pela textura e pelo hidromorfismo, onde florestas sobre solos arenosos e hidromórficos apresentaram uma resiliência menor. Portanto, estes atributos devem ser levados em consideração nas medidas de conservação, restauração e manejo dos remanescentes da Floresta Atlântica. Finalmente, no último trabalho, os resultados mostraram que não existe influência pronunciada dos estágios sucessionais na decomposição da serapilheira devido a uma baixa especificidade entre macro e meso-decompositores e a serapilheira produzida, além da aparente elevada capacidade da microbiota do solo adaptar-se a diferentes tipos de substratos.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, 2017. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2017-08-17T13:33:45Z No. of bitstreams: 1 2017_AugustoArcela.pdf: 3462579 bytes, checksum: abd2851ddfe89cb7cda0345598061f1a (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-09-20T14:48:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_AugustoArcela.pdf: 3462579 bytes, checksum: abd2851ddfe89cb7cda0345598061f1a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-20T14:48:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_AugustoArcela.pdf: 3462579 bytes, checksum: abd2851ddfe89cb7cda0345598061f1a (MD5) Previous issue date: 2017-09-20 / Aranhas sofrem influência da estrutura do habitat ao seu redor, seja por efeitos diretos ou indiretos. A serapilheira é de grande importância para esse grupo, já que compõe grande parte do substrato utilizado. Alguns estudos indicam que a maior complexidade da estrutura ambiental influencia positivamente a diversidade de aranhas. Com a finalidade de testar essa hipótese, o presente trabalho avalia os impactos gerados dois meses após a manipulação da serapilheira na diversidade e composição de famílias de aranhas e de outras ordens de Arachnida. Poucos estudos avaliaram tais efeitos nesse grupo, principalmente no Cerrado. Para tanto, foram instaladas 60 parcelas de 9 m² cada em quatro tratamentos de manipulação da serapilheira na Mata de Galeria do Capetinga (UnB/DF). Os efeitos de adição, remoção ou substituição da serapilheira por galhos foram comparados com um grupo controle. As coletas dos aracnídeos foram feitas com pitfalls e aspirador de folhas, enquanto dados de profundidade, cobertura, temperatura e umidade relativa da serapilheira foram mensurados. Os dados obtidos foram analisados por estatística descritiva, curvas de acúmulo de diversidade, perfis de Renyi e testes de hipóteses. A representação da composição da comunidade e as suas respostas à alteração nas variáveis preditoras foi avaliada por ordenação (PCA, PCoA, nMDS e RDA). O trabalho também descreve a estrutura da comunidade de aranhas da mata em estudo. Foram coletadas 1660 aranhas, com representantes de 33 famílias de Araneae e três ordens de Arachnida. As famílias mais representativas foram Lycosidae, Linyphiidae, Theridiidae, Araneidae e Ctenidae. Os métodos de coleta demonstraram complementariedade na fauna. O acréscimo de serapilheira apresentou efeitos positivos na diversidade de aranhas coletadas por pitfalls, enquanto sua remoção levou à redução da diversidade de aranhas coletadas na vegetação pelo aspirador. Embora de curta duração, esse efeito observado corrobora a hipótese da heterogeneidade do habitat. Supõe-se que tal brevidade tenha ocorrido devido a processos de decomposição e compactação que afetaram a estrutura, assim como ao fato de não haver removido a serapilheira continuamente. Além disso, o estudo demonstra a alta resiliência da araneofauna desse habitat. Não se observou significância entre a dissimilaridade de Bray-Curtis nos tratamentos, embora se tenha observado um efeito positivo na diversidade em uma combinação de fatores estruturais e microclimáticos. Os ambientes com maior profundidade da serapilheira, e também com maior umidade e menor temperatura são preferenciais à araneofauna. / Spiders are influenced by the habitat structure around them, whether through direct or indirect effects. Litter is of great importance for this group, since it comprises a large part of the utilized substrate. Studies indicate that the higher complexity of environmental structure positively influences the diversity of spiders. To test this hypothesis, this study evaluates the impacts caused on the diversity and composition of spider families and other orders of Arachnida, in the two subsequent months after litter manipulation. Few studies evaluated these effects on this group, especially in the Cerrado biome. Sixty plots of 9 m² were evaluated in four different treatments of litter manipulation at Mata do Capetinga (UnB/DF), a tropical riparian forest. The effects of addition, removal or replacement of litter for coarse wood debris were compared with a control group. Pitfall and suction methods were used for arachnid sampling, while depth, coverage, temperature and relative humidity of litter in the plots were measured. These data were analyzed by descriptive statistics, diversity accumulation curves, Renyi profiles and hypothesis tests. The representation of the community composition and its responses to changes in predictive variables were evaluated by ordination (PCA, PCoA, nMDS and RDA). It is also described the structure of the Capetinga spider community. A total of 1,660 spiders were collected, represented by 33 families of Araneae and other three orders of Arachnida. Lycosidae, Linyphiidae, Theridiidae, Araneidae and Ctenidae were the most representative families, and complementarity was observed in the fauna collected by the different sampling methods. Addition of litter presented positive effects on the diversity of spiders collected by pitfalls, while the removal of litter caused the reduction of diversity of spiders collected by suction sampling. Although of short duration, this effect corroborates the hypothesis of habitat heterogeneity. It is assumed that such briefness occurred due to processes of compression and decomposition that affected the litter structure while in the middle of the rainy season, as well as the fact that the litter hasn't been continually removed. Furthermore, the study demonstrates the high resilience of the spider fauna in this habitat. No significance was observed in the Bray-Curtis dissimilarity between treatments, although a positive effect on diversity was observed in a combination of structural and microclimatic factors. Habitats with higher depth of the litter, higher humidity and lower temperature were preferred by the spider fauna.

Orientador: Valdemir Antônio Rodrigues / Coorientador: Silvio Fronsini de Barros Ferraz / Banca: Alexandre Vicente Ferraz / Banca: Deivid Lopes Machado / Resumo: A presença de espécies exóticas em ambientes ripários pode influenciar na quantidade e qualidade de folhas que são realocadas no sistema ecológico. Desse modo, o objetivo deste trabalho foi determinar a influência do Eucalyptus saligna Sm. na dinâmica de produção e decomposição de folhas em três zonas ripárias, cujas hipóteses visam verificar se o estresse hídrico, a densidade e área basal do eucalipto afetam a produção de folhedo, e também constatar se a decomposição de folhas senescentes de eucalipto, em meio aquático e terrestre, ocorre mais lentamente do que das folhas nativas. A pesquisa foi realizada em três microbacias denominadas Forquilha, Monjolinho e Tinga, situadas na Estação Experimental de Itatinga, SP. Apresentam respectivamente 0,4%, 1,2% e 11,9% do total de indivíduos de eucalipto. A avaliação transcorreu durante um ano, e as folhas coletadas foram triadas em eucaliptos e nativas. Avaliou-se a entrada de folhedo por meio de coletores terrestres e verticais, distribuídos sistematicamente por ambas as margens dos rios e também sobre o curso d'água. Para maior caracterização do local, o levantamento dos parâmetros da vegetação foi realizado por meio de parcelas 5x10m e mensuradas as espécies com altura > 1,30 m e DAP ≥ 3,5 cm. Para o estudo de decomposição aquática e terrestre, avaliaram-se um mix de folhas de eucalipto, nativas e eucalipto/nativas (1:1) introduzidas em litter bags. A decomposição em meio aquático foi avaliada ao longo de 112 dias, enquanto que... / Abstract: The presence of exotic species in riparian environments can influence in the quantity and quality of leaves that are relocated in the ecological system. Thus, the aim of this work was to determine the influence of the eucalyptus in the dynamics of production and decomposition of leaves in three riparian zones. The research was done in three micro watersheds named Forquilha, Monjolinho and Tinga located in Estação Experimental de Itatinga in São Paulo. They present respectively 0.4%, 1.2% and 11.9% of the total of eucalyptus individuals. The data collection occurred in a year, and the collected leaves were sorted in eucalyptus and native. The leaf-litter were collected through terrestrial and vertical collectors, systematically distributed on both banks and on the watercourse. For greater characterization of the site, the vegetation parameters were surveyed through 5x10m parcels. For decomposition study, it was evaluated the decomposition of eucalyptus, native and eucalyptus/native (1:1) introduced in litter bags. The decomposition in aquatic environment was evaluated for 112 days, and terrestrial decomposition in 3, 6, 9 and 12 months. The vegetal reminiscent of Tinga watershed showed a higher density (individuals number/ha) and basal area (m²/ha) of eucalyptus. The Forquilha vegetation showed the highest H (Shannon) and J (Pielou) values. In general, leaf-litter decomposition was higher in the end of the dry period. Except for the Monjolinho watershed in the aquatic environment, the eucalyptus leaves had a lower decomposition rate. The eucalyptus leaves, mainly in Tinga and Forquilha watersheds, showed higher quantities of lignin, cellulose, high ratio C/N, low concentration of N and Ca. The forestry fragment of the three watersheds showed significant differences in eucalyptus and native leaves production, where Tinga micro watershed outstanded with the higher eucalyptus deposition. It can ... / Mestre