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Type: Tese
Title: Atributos físicos, químicos e biológicos do solo como indicadores de recuperação de áreas de mata ciliar na ecoregião de Cerrado em Minas Gerais
Authors: Heide Vanessa Souza Santos
First Advisor: Maria Rita Scotti Muzzi
First Referee: Camila Maistro Patreze
Second Referee: Cristiane Jovelina da Silva
Third Referee: Everlon Cid Rigobelo
metadata.dc.contributor.referee4: Lilian Estrela Borges Baldotto
Abstract: Matas ciliares correspondem à formação florestal situada às margens de cursos d’água naturais, conectando ecossistemas aquáticos e terrestres. Estes amortecedores ripários trabalham na redução da perda de nutrientes, na ancoragem do solo e na estabilização e prevenção da erosão através da ação de conexão do sistema radicular e formação de matéria orgânica húmica no solo. Sua localização estratégica sujeita-as a eventos de inundação periódica, que embora seja um processo-chave para estes ecossistemas, pode ocasionar mudanças significativas na química, física e biologia do solo. Neste estudo duas áreas de Mata Ciliares inundáveis do Bioma Cerrado localizadas uma na Bacia do rio das Velhas e outra na Bacia do rio Uberaba no estado de Minas Gerais foram submetidas a processos de recuperação. A primeira foi recuperada usando espécies nativas e na última foi feito um monocultivo de Syzygium cumini (jambolão). Nosso objetivo foi avaliar a recuperação destas duas áreas utilizando como indicadores de recuperação as características físico-químicas e bióticas do solo envolvidas em importantes processos biogeoquímicos. Cada área de estudo foi composta por uma área experimental (em recuperação ou ES), e duas outras áreas de mata ciliar, uma área de referência que é preservada (PS) e outra degradada (DS) utilizada como controle negativo e todas delimitadas no mesmo fluxo d’água. As avaliações na bacia do rio das Velhas, aos 6 após plantio, revelaram solos com pH elevado e alto conteúdo de fósforo. Parâmetros como capacidade de troca catiônica (CEC), soma de bases (SB) e saturação de bases (BS) indicaram uma recuperação da fertilidade do solo em ES. Outros parâmetros como nitrogênio total (NT), nitrato (NO3-), ácidos húmicos (HA) e fúlvicos (FA) colocaram ES em processo intermediário de recuperação entre DS e PS. Este fato foi atribuído ao elevado conteúdo de NH4+ e deficiência na produção de nitrato observado no solo de ES e DS, sendo DS >ES. Tal acumulo de amônio não foi registrado em PS. A comunidade microbiana estimada pelo PLFA e TGGE mostrou que tanto a mineralização como a desnitrificação foram inibidas em ES e especialmente DS (DS>ES). Na área preservada o ciclo do N foi completo e a desnitrificação impediu acumulo de amônio. Assim este acumulo de amônio em DS e ES (DS>ES) foi atribuído a descarga de esgoto na área de estudo. O aumento da desnitrificação em ES sugere que esta área está evoluindo em direção à PS com indícios de maior resiliência para superar o impacto. Nossos resultados na bacia do rio Uberaba mostraram que a área recuperada (ES) com espécie exótica após 15 anos do plantio, está em processo intermediário de recuperação. Parâmetros como bases trocáveis e fertilidade (CEC, SB e BS) colocam ES em posição intermediária entre PS e DS. Similaridades com uma área preservada foram observadas quanto à estabilidade de agregados e porosidade do solo. Entretanto, quimicamente a matéria orgânica produzida em ES foi distinta de PS. Com ES apresentando mais FA e compostos alifáticos que PS. Estes resultados sugerem que embora um plantio de espécie exótica tenha proporcionado à recuperação de serviços ecossistêmicos relacionados à agregação e porosidade do solo, diferenças qualitativas entre a área preservada e a área experimental referente à matéria orgânica formada indicam que a introdução de um plantio monoespecífico em uma área de mata ciliar degradada é insuficiente para restaurar todas as propriedades do solo.
Abstract: Riparian Forests refer to forest patches located at the margins of water bodies, connecting terrestrial and aquatic ecosystems. The roles of such riparian buffers are related to reduction of nutrient losses as well as the anchoring and soil stabilizing effect promoted by plant root system and soil organic matter, resulting in erosion prevention. Riparian forest are commonly subjected to flooding events which , although being a key-process for terrestrial-aquatic ecosystems interface, may result in significant changes in soil physical, chemical and biological properties. This study evaluated two riparian forests under restoration located within the Cerrado biome and subjected to periodic flooding conditions: the first located at Velhas River basin and the second at Uberaba river basin. The former was restored with native species belonging to the Cerrado biome while the latter was cultivated by local landowners with Syzygium cumini (jambolão) under monoculture. The aim of this study was to assess the restoration of both riparian sites by using soil physical, chemical and biological properties, particularly those involved in C and N biogeochemical cycles, as restoration indicators. Each study area was composed of an experimental site (ES) under restoration which was compared with a preserved site (PS) and a disturbed site (DS) located within the same water body. In the Velhas River basin experimental site, 6 year after restoration, it was found a high soil pH and P content. The evaluation of parameters as soil cation exchange capacity (CEC), sum of bases (SB) and base saturation (BS) indicates the recovery of soil fertility in ES. However, other parameters as total nitrogen (TN), nitrate (NO3-), humic and fulvic acids (HA, FAs) revealed that ES is in an intermediate stage of restoration as compared to the reference sites. It was particularly influenced by the high soil NH4+ content and deficient nitrate production observed in both ES and DS, following this order: DS >ES. Such ammonium accumulation was not registered in PS. The soil microbial communities as assessed by the Phospholipid derived fatty acids (PLFA) and Temperature Gradient Gel Electrophoresis (TGGE) techniques showed that both the mineralization and denitrification were inhibited in ES and especially in DS (DS>ES). In contrast, in the PS it was observed a complete N biogeochemical cycle that prevented ammonium accumulation. The soil ammonium accumulation in ES and DS (DS>ES) was attributed to the swage discharge which the river is subjected and the effect of flooding. Thus, the increase of denitrification in ES suggests that this site is evolving towards the condition of PS, showing evidence of increase of resilience to the impact. In relation to the 15 years old site under restoration with a single exotic species in the Uberaba river basin, parameters as exchangeable bases and soil fertility (CEC, SB e BS) put it in an intermediate stage of restoration. It was found similarities between ES and PS in relation to soil aggregation and porosity but the chemical composition of the soil organic matter (SOM) was different. While ES showed a high FA and aliphatic compounds, the PS produced a more aromatic humic acid. These results suggest that, although some ecosystems properties related to soil aggregation and porosity have been restored under a single plantation with an exotic species, the qualitative differences in SOM do not allow to conclude that the soil properties of this plantation is fully restored. Overall, these results show that soil physical as well as C and N biogeochemical parameters can be considered suitable indicators of riparian forest restoration in light of different environmental impacts and conditions they are subjected.
Subject: Mata ciliar
Química do solo
Solo
Condições do solo
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLOGICAS
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Ecologia, Conservacao e Manejo da Vida Silvestre
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/35065
Issue Date: 22-Feb-2018
Appears in Collections:Teses de Doutorado

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