Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Nutrient cycling and energy transformation processes fuel plant productivity and are directly related to ecosystem diversity. The preservation of diversity has thus been identified as a way to improve the sustainability of agroecosystems. It also follows that agroforestry systems (AFS) are recommended since they maintain high plant diversity, increase carbon and nutrient stocks and promote emergy efficiency. Agroforestry systems represent an alternative to traditional agricultural systems, which are responsible for large losses of diversity and environmental degradation in Brazilâs semiarid northeast. It is assumed that the greater plant diversity in AFS yields greater productivity, improves soil nutrient inputs, and increases carbon and nutrient stocks as well as energy efficiency. We evaluated a model agroforestry production system consisting of three areas: agrosilvopastoral, silvopastoral and preserved caatinga vegetation (CAT). Also, data was taken from a traditional management system including an area under cropping and two areas under fallow for six and nine years. The objectives of this work were to assess whether AFS remain similar to preserved vegetation and whether fallow periods restore land to its initial condition, in terms of: (i) the species composition and community structure of herbaceous and tree/shrub strata; (ii) plant diversity and biomass production; (iii) carbon and nutrient stocks in standing vegetation, litter and the soil and (iv) emergy flux transformations. We found that species composition and plant productivity were similar in the AFS and preserved caatinga, however in AFS the structure of the plant community was modified and diversity indices were reduced. Soil carbon and nutrient stocks in AFS were similar to those in CAT, but stocks in standing biomass and litter were lower. Overall, the AFS performed better in terms of emergy, due to more efficient energy use, a lesser environmental impact and greater renewability. The fallow periods following traditional cropping allowed the species composition, productivity and carbon and nutrient stocks in soil and litter to recover. However, areas under fallow differed from CAT in terms of tree community structure, with a greater number of individuals and species. Tree species found in fallow areas reach smaller sizes than under CAT. Therefore total biomass and carbon and nutrient stocks were lesser under fallow than CAT. Agroforestry systems managed in an integrated fashion represent great potential for sustainability, since they provide agricultural, pastoral and wood products while maintaining vegetation structure characteristics which allow constant fluxes of energy and nutrient cycling, as occurs under preserved vegetation. / Os processos de ciclagem de nutrientes e transformaÃÃes energÃticas impulsionam a produtividade e estÃo diretamente relacionados com a diversidade dos ecossistemas. Assim, tem-se priorizado a manutenÃÃo da diversidade em Ãreas agrÃcolas para a conduÃÃo de agroecossistemas mais sustentÃveis. Neste sentido, os sistemas agroflorestais (SAFs) sÃo recomendados por manter elevados nÃveis de diversidade vegetal, aumentar os estoques de carbono e nutrientes e promover eficiÃncia nas transformaÃÃes energÃticas. Os SAFs sÃo indicados para substituÃr os sistemas agrÃcolas tradicionais responsÃveis por grande perda de diversidade e degradaÃÃo ambiental na regiÃo semiÃrida nordestina. Espera-se que nos SAFs, a maior diversidade vegetal proporcione maior produtividade, maior retorno de nutrientes ao solo, maiores estoques de carbono e nutrientes e melhor eficiÃncia emergÃtica. Um modelo de produÃÃo agroflorestal composto de trÃs Ãreas foi avaliado: agrossilvipastoril (ASP), silvipastoril (SP) e caatinga conservada (CAT); e um sistema de manejo tradicional, composto de uma Ãrea em cultivo (AG), e duas Ãreas em pousio de seis (P6) e nove (P9) anos. Este trabalho objetivou verificar se os SAFs mantÃm-se semelhantes a vegetaÃÃo conservada e se os perÃodos de pousio retornam as Ãreas a sua condiÃÃo inicial, quanto a: (1) composiÃÃo florÃstica e estrutura da comunidade dos componentes herbÃceos e arbÃreo/arbustivo; (2) diversidade e produÃÃo de biomassa; (3) estoques de carbono e nutrientes presentes nas plantas, serrapilheira e solo e (4) transformaÃÃes dos fluxos emergÃticos. Verificou-se que as Ãreas sob SAFs apresentam composiÃÃo florÃstica e produtividade semelhante a caatinga conservada, porÃm este manejo provoca modificaÃÃes estruturais na comunidade vegetal e reduÃÃo nos Ãndices de diversidade. Os estoques de carbono e nutrientes nos SAFs sÃo semelhantes a CAT no compartimento solo, porÃm foram inferiores nas plantas e na serrapilheira. Contudo, o modelo agroflorestal apresenta melhor desempenho emergÃtico devido sua melhor eficiÃncia na utilizaÃÃo de energia, menor impacto ambiental e maior renovabilidade. Durante os perÃodos de pousio adotados apÃs o cultivo tradicional as Ãreas se recuperaram em relaÃÃo a composiÃÃo florÃstica, a produtividade e os estoques de carbono e nutrientes no solo e na serrapilheira. Entretanto, apresentaram modificaÃÃes quanto a estrutura da comunidade arbÃrea, com maior nÃmero de indivÃduos e espÃcies, sendo estes de menor porte e assim, menor biomassa total e menor estoques de carbono e nutrientes. Os sistemas de produÃÃo agroflorestal utilizados de forma integrada apresentam grande potencial de sustentabilidade, por proporcionarem a produÃÃo agrÃcola, pastoril e madeireira, mantendo diversas caracterÃsticas estruturais da vegetaÃÃo que permitem um fluxo de energia e uma ciclagem de nutrientes constante, assim como em Ãreas conservadas.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:6180 |
| Date | 19 December 2012 |
| Creators | Maria Ivanilda de Aguiar |
| Contributors | TeÃgenes Senna de Oliveira, Claudivan Feitosa de Lacerda, SebastiÃo Medeiros Filho, Arlete Aparecida Soares, Carla Ferreira Rezende, Susana Churka Blum |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Ecologia e Recursos Naturais, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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