Dinâmica de nutrientes na precipitação, em solução de solo e lençol freático em três tipologias florestais sobre espodossolo, no litoral do Paraná

Abstract

A Floresta Estadual do Palmito é um remanescente do Bioma Mata Atlântica, com vegetação característica de Floresta Ombrófila Densa das Terras Baixas, e encontra-se atualmente em diferentes fases sucessionais. Esta formação florestal ocorre sobre Espodossolos arenosos e de baixa fertilidade, sendo que a ciclagem de nutrientes é fundamental para a sustentabilidade deste ecossistema, entretanto pouco se sabe dos principais processos e nutrientes envolvidos nesta ciclagem. O presente trabalho foi conduzido com o objetivo de gerar informações importantes para a compreensão da dinâmica biogeoquímica em ecossistemas da Floresta Atlântica no litoral do Paraná. As parcelas de estudo foram selecionadas para representar três tipologias florestais com diferenças em idade, diversidade florística e histórico de uso da terra. Para o monitoramento da precipitação total, foi instalado pluviômetro em clareira próxima às parcelas de estudo. Em cada tipologia florestal foram instalados coletores de precipitação interna, cápsulas porosas a 15 e 40 cm de profundidade no perfil do solo, para a coleta de soluções de solo e piezômetros para coleta de soluções do lençol freático. As amostragens das soluções foram realizadas a cada 21 dias, de julho de 2000 a dezembro de 2004. A dinâmica da precipitação pluviométrica mostrou-se, para a maior parte dos anos, semelhante à dinâmica anual histórica, registrada em estação metereológica próxima ao local de estudo. Foram observadas diferenças na interceptação da precipitação entre as tipologias florestais sendo explicadas pelas diferenças com relação a cobertura florestal, porte e número de estratos arbóreos. As concentrações de alguns íons nas soluções de precipitação total e interna sofreram influência caracterizada pelo efeito de diluição/concentração em função do volume precipitado. Sódio e cloreto, íons de origem marinha, foram os principais componentes das soluções de precipitação total e interna, caracterizando a influência da vegetação como captadora destes elementos. A composição química das soluções de solo foi diferente das soluções de precipitação, sendo composta principalmente por elementos resultantes do processo de mineralização e decomposição da matéria orgânica. Isso sugere a contribuição da vegetação sobre a composição química destas soluções; sendo diferenciada nas três tipologias florestais devido às diferenças existentes na constituição da serapilheira. As soluções do lençol freático apresentaram composições e concentrações parecidas com as das soluções de solo, entretanto os valores de pH foram maiores, indicando uma neutralização dos ácidos orgânicos possivelmente pela complexação com alumínio presente nas soluções. A composição química das soluções de precipitação pode sofrer influência sazonal, pelo efeito de diluição/concentração em função do volume precipitado. A entrada de sódio e cálcio nos ecossistemas através da precipitação foi expressiva, sendo também marcante para potássio e magnésio. A ordem decrescente de entrada de elementos minerais através da precipitação externa foi Na>Ca>Mg>K>NO3 e Na>Ca> K>Mg>NO3 para precipitação interna.

The Palmito State Forest is a remnant of the Atlantic rainforest ecossystems, with vegetation characteristic of Lowland Dense Ombrophylous Forest, and is currently found in different successional phases. This forest formation occurs on sandy and low fertility Spodosols , and the nutrient cycling is essential to the sustainability of this ecosystem, however very few is known of the main processes and nutrients involved in this cycling. This work was carried out aiming to generate data which can help the understanding of the biogeochemistry dynamics in Atlantic rainforest ecosystems on the littoral of Parana. The study plots were selected to represent three forest typologies differing in age, flora diversity and history of land use. For bulk precipitation monitoring, a pluviometer was installed in an open area close to the forest plots. Throughfall collectors were also installed in each plot as well porous cups to collect soil solutions at 15 and 40 cm of depth, and pipes for water table solutions collection. Sampling of solutions was carried out every twenty one days, from July of 2000 to December of 2004. Rainfall dynamics showed to be, for most of the years during the monitoring time similar to the annual historical dynamics recorded in a meteorological station not far from the study site. Interceptation of rainfall by vegetation showed to be different according to forest typologie, and differences were related to forest cover, height of trees and number of strata in tree canopies. The concentration of some íons in bulk precipitation and throughfall solutions were influenced by precipitation volume, characterizing concentration/dilution effect. Sodium and cloride, ions of marine origin, were the main components of bulk precipitation and throughfall characterizing the influence of vegetation as catcher of these elements. The chemical composition of soil solutions was different of precipitation and throughfall solutions being composed mainly of elements from the process of decomposition and mineralization of organic matter. This suggests the contribution of the vegetation on the chemical composition of these solutions; being differentiated in the three forest typologies due to differences in the formation of litter. Water table solutions presented ions composition and concentration similar to soil solutions ones, however, pH values were higher, indicating a neutralisation of organic acids possibly by complexation with aluminum present in the solutions. The chemical composition of the solutions of precipitation may suffer seasonal influence, through the effect of dilution / concentration according to the precipitated volume. The entry of sodium and calcium into the ecosystems through precipitation was expressive, and also marked for potassium and magnesium. The decreasing order of entry of mineral elements through the external precipitation was Na>Ca>Mg>K>NO3 and Na>Ca>K>Mg>NO3 for internal precipitation.