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Tipo: Tese
Fecha de publicación : 14-abr-2005
Autor(es): OLIVEIRA, Francisco de Assis
Primer Orientador: RAMOS, José Francisco da Fonseca
Título : Biogeoquímica comparativa de ecossistemas de floresta sucessional e Virola surinamensis na região dos tabuleiros costeiros do estuário guajarino, Amazônia oriental, Brasil
Otros títulos : Comparative biogeochemistry of successional forest and Virola surinamensis ecosystems in the coastal tableland region of eastern Amazonia, Brazil
Citación : OLIVEIRA, Francisco de Assis. Biogeoquímica comparativa de ecossistemas de floresta sucessional e Virola surinamensis na região dos tabuleiros costeiros do estuário guajarino, Amazônia oriental, Brasil. 2005. 176 f. Tese (Doutorado) - Universidade Federal do Pará, Centro de Geociências, Belém, 2005. Curso de Pós-Graduação em Geologia e Geoquímica.
Resumen: Nos ecossistemas de floresta sucessional (FSU) e Virola surinamensis (VSU), na região dos tabuleiros costeiros na Amazônia oriental, foram estudados: i) os fatores que influenciaram no fluxo e estoque da matéria orgânica, potássio (K), cálcio (Ca), magnésio (Mg), manganês (Mn), ferro (Fe), cobre (Cu), zinco (Zn) do solo, e ii) os fatores que controlam a variação do fluxo do dióxido de carbono (CO2) do solo. Nesses ecossistemas a transferência da matriz biogeoquímica para a liteira foi maior (p < 0,001) no ecossistema sucessional devido a alta diversidade florística. Essa diferença também se deve a elevada manipulação realizada no ecossistema de Virola surinamensis. No VSU foi realizado a queima da fitomassa na preparação da área, com produção de óxidos de K, Ca, Mg, Mn, Fe, Cu, e Zn, enriquecendo a matriz pedoquímica. Os fluxos de K, Mn e Zn na liteira foram maiores (p < 0,001) no FSU, enquanto que o fluxo de Fe foi maior (p < 0,001) no VSU. Esses resultados expressam o efeito da alta diversidade da matriz biogeoquímica no ecossistema sucessional, enquanto que para o ecossistema da Virola surinamensis esse fenômeno indica a possibilidade de acumulação biogênica do Fe como fator genotípico do germoplasma. Os fluxos dos cátions Mg, Ca e Cu na liteira ocorreram em valores similares (p > 0,05) entre os ecossistemas. Esse resultado indica a ausência de domínio espacial no controle desse processo pela matriz biogeoquímica, aceitando-se que o fluxo da matriz geoquímica (adição atmosférica) de cátions ocorreu com padrões semelhantes em nível de mesoescala ou na província biogeoquímica. A eficiência no uso de elementos químicos (EUE) para os cátions Ca, Mg, Mn, Fe, Cu e Zn ocorreu com maior magnitude (p < 0,001) no FSU em relação ao VSU. Esse fenômeno reflete o efeito da natureza de diversidade da matriz biogeoquímica do ecossistema sucessional, ao contrário do ecossistema de Virola surinamensis de baixa diversidade. A EUE de potássio (K) foi similar (p > 0,05) entre esses sistemas biológicos, indicando que o ecossistema VSU foi eficiente no uso desse cátion. Na liteira, o estoque de K, Ca, Mg, Mn, Fe, Cu e Zn foi maior (p < 0,001) no FSU. Esse fenômeno pode ser explicado pelo controle da matriz biogeoquímica diversificada do ecossistema sucessional. O armazenamento de água da liteira foi similar (p > 0,05) entre os ecossistemas. No que concerne a função hidrológica, esse resultado indicou que o VSU recuperou-se estrutural e funcionalmente. O tempo de residência da matriz biogeoquímica na liteira (matéria orgânica) e dos cátions foi maior (p < 0,001) no ecossistema FSU em relação ao VSU. Esse fenômeno refletiu o efeito proximal da maior magnitude do estoque da matriz, que associado ao efeito distal da alta diversidade florística pode ter introduzido substâncias retardantes no processo de decomposição e, por conseguinte, na maior retenção temporal dos recursos.Os modelos de dispersão no horizonte superficial do LAd para Al, Na, Fe e Cu no ecossistema de Virola surinamensis e no LAdc para Ca e Mg na floresta sucessional foram evidenciadas ausências de dependência espacial pelos semivariogramas. No sistema pedoquímico do Latossolo Amarelo distrófico (LAd) no VSU, os modelos de semivariograma que ocorreram com dependência espacial foram: H (esférico, r2 = 0,92); Na(gaussiano, r2 = 0,49); K(gaussiano, r2 = 0,98); Ca (exponencial, r2 = 0,82); Mg (gaussiano, r2 = 0,87); Mn (exponencial, r2 = 0,86) e Zn (gaussiano, r2 = 0,79). No Latossolo Amarelo distrófico endoconcrecionário (LAdc) no FSU, os cátions ocorreram no horizonte superficial (0-20 cm) com os seguintes modelos de dispersão com dependência espacial: Al (gaussiano, r2 = 0.82); H (gaussiano, r2 = 0.92); Na (gaussiano, r2 = 0,49) ; K (gaussiano, r2 = 0.86); Mn (gaussiano, r2 = 0.96), Fe (gaussiano, r2 = 0.87); Cu (gaussiano, r2 = 0.80 ); e Zn (gaussiano, r2 = 0.79 ). O fluxo de dióxido de carbono (CO2) do solo nos ecossistemas VSU de 4,03 μmol C m-2 s-1 e FSU com 4,37 μmol C m-2 s-1 foi similar (p > 0,05). Esse resultado reflete que o ecossistema de Virola surinamensis alcançou padrões de processos metabólicos similares ao ecossistema de floresta sucessional.
Resumen : Studies of comparative biogeochemistry of Virola surinamensis (VSU) and successional forest ecosystems (FSU) in the coastal tableland region of eastern Amazonia were carried out to studies on i) factors that cause differences in fluxes and stocks of organic matter and chemical elements, such as potassium (K), calcium (Ca), magnesium (Mg), manganese (Mn), iron (Fe), copper (Cu) and zinc (Zn) within the biogeochemical matrix of litterfall, the forest floor and pedochemical matrix stocks, and ii) factors that control the variation in soil carbon dioxide (CO2) flux within the VSU and FSU ecosystems. The major flux of the biogeochemical matrix (organic matter) from the trees to the forest floor was higher (p < 0,001) in the successional forest ecosystem (FSU) than in the Virola surinamensis ecosystem (VSU). This was due to higher floristic diversity in the FSU, as well as the elevatedlevel of ecosystem manipulation in the VSU, where the burning of phytomass released K, Ca, Mg, Mn, Fe, Cu and Zn oxides, causing in situ enrichment of the soil bases. The K, Mn and Zn fluxes were significantly higher (p < 0,001) in the FSU, although Fe flux was higher (p < 0,001) in the VSU. These results show the effect of high floristic diversity of the biogeochemical matrix in the successional ecosystem, while in the Virola surinamensis ecosystem, results indicate the possibility of biogenic Fe accumulation as a genotypic character of Virola tree species. The Mg, Ca and Cu fluxes were similar (p <.0,05) between ecosystems, as demonstrated by the semivariogram nugget effect. This indicated the absence of spatial influence on the processes controlled by the biogeochemical matrix flux. The geochemical matrix flux occurred with similar patterns at the mesoscale level, or across the biogeochemical provinces. The element use efficiency (EUE) for Ca, Mg, Mn, Fe, Cu and Zn was greater (p < 0,001) in the FSU than in the VSU. This indicates a significant biogeochemical matrix flux effect in the successional forest ecosystem, contrary to the Virola surinamensis ecosystem with relatively low floristic diversity. Potassium (K) occurred with similar EUE values (p > 0,05) in both biological systems suggesting that the VSU ecosystem was an efficient K cycler. The forest floor stocks of K, Ca, Mg, Mn, Fe, Cu and Zn were higher (p < 0,001) in the FSU than in the VSU. This may be explained by the more diversified biogeochemical matrix control in the forest successional ecosystem. The overall water holding capacity was similar (p > 0,05) between ecosystems, although forest floor storage was higher (p < 0,001) in the FSU, indicating that the VSU ecosystem has recovered its structure and function over time. The biogeochemical matrix mean residence times for forest floor organic matter and K, Ca, Mg, Mn, Fe, Cu and Zn were higher (p < 0,001) in the successional ecosystem (FSU) than in the Virola surinamensis ecosystem (VSU). This suggests that in FSU the influence of forest floor stocks worked as a proximal factor, associated with the more distal factor of higher floristic diversity, which likely introduced recalcitrant substances into the system to minimize the decomposition process. The dispersion models illustrated in semivariograms for Al, Na, Fe and Cu in the Yellow Latosol dystrophic (LAd), and Ca in the Yellow Latosol dystrophic endocrecionary (LAdc) showed a nugget effect. In the LAd soil pedochemical system, the semivariograms models demonstrated spatial dependence, including H+ (spherical, r2 =0.92); Na (gaussian, r2 =0.49); K (gaussian r2=0.98); Ca (exponential, r2= 0.82); Mg (gaussian, r2 = 0.87); Mn (exponential, r2 = 0.86), Zn (gaussian, r2 =0.79). In the LAdc soil, cations that showed spatial dependence were Al (gaussian, r2 = 082); H+ (gaussian, r2 = 092); Na (gaussian, r2 = 0.87); K (gaussian, r2 = 0.86), Mn (gaussian, r2 0.96) and Fe (gaussian, r2 = 0.87); Cu (gaussian, r2 = 0.80) and Zn (gaussian, r2 = 0.79). Carbon dioxide (CO2) flux from soils in the were similar (p > 0,05) with values of 4,03 μmol C m-2 s-1 and 4,37 μmol C m-2 s-1 in the VSU and FSU, respectively. Based on the CO2 soil efflux, I conclude that the Virola surinamensis ecosystem attained similar metabolic processes in relation to the successional forest ecosystem over time.
Palabras clave : Biogeoquímica
Metabolismo de ecossistemas
Pedoquímica
Liteira
Virola surinamensis
Ecossistema sucessional de floresta
Amazônia oriental
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS::GEOLOGIA::GEOQUIMICA
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS::GEOLOGIA::GEOLOGIA AMBIENTAL
País: Brasil
Editorial : Universidade Federal do Pará
Sigla da Instituição: UFPA
Instituto: Instituto de Geociências
Programa: Programa de Pós-Graduação em Geologia e Geoquímica
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Aparece en las colecciones: Teses em Geologia e Geoquímica (Doutorado) - PPGG/IG

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