Ciclagem de nutrientes , Slides de Engenharia Florestal

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CICLAGEM DE NUTRIENTES

NAS FLORESTAS TROPICAIS

UFRA/2006 Izildinha Miranda

Porque Estudar Ciclagem de

Nutrientes?

Ecossistema refere-se a “toda e qualquer

unidade” (área) que envolva todos os

organismos vivos (bióticos), que se

encontram interagindo com o ambiente

físico (abióticos) em que estes vivem, de

tal forma que um fluxo de energia produza

estruturas bióticas bem definidas e uma

ciclagem de materiais entre as partes

vivas e não vivas.

Porque Estudar Ciclagem de

Nutrientes?

• (^) Um dos maiores impactos ambientais no manejo de florestas tropicais, é a exportação de nutrientes via biomassa explorada, que pode acarretar a diminuição na produtividade florestal, uma vez que os solos das regiões tropicais apresentam, na sua maioria, baixa disponibilidade de nutrientes estando a maioria localizado na biomassa viva.

Ciclagem de nutrientes

• (^) A ciclagem de nutrientes é um conjunto de processos integrados que envolvem a transferência de energia e nutrientes entre as partes integrantes de um determinado ecossistema.
• (^) Ciclo biogeoquímico e define como sendo a trajetória mais ou menos recorrente dos elementos químicos entre os organismos e o meio ambiente, em ambos os sentidos.

Ecossistema

Mantém os nutrientes através da incorporação na biomassa Entrada de Nutrientes no Ecossistema Saída ou “perdas” de Nutrientes do Ecossistema Fontes de Entrada:

**1. a precipitação,

2. o intemperismo da rocha** **matriz,
3. as deposições provenientes da** **atmosfera,
4. e processos biológicos** **(fixação). Fontes de Saída:
5. lixiviação,
6. erosão,
7. processos biológicos (denitrificação),
8. e eventos isolados como queimadas e colheitas**

Ecossistema

Níveis de nutrientes constantes, produtividade também constantes Entrada de Nutrientes no Ecossistema Saída ou “perdas” de Nutrientes do Ecossistema

ECOSSISTEMAS ESTÁVEIS

Se um ecossistema florestal mantém inalterada a produtividade primária, então há disponibilidade irrestrita de nutrientes na solução do solo durante todo período em que a planta necessite. Esta situação somente é possível se houver um equilíbrio entre as taxas de entrada e saída de nutrientes, considerando todas suas formas. =

Entradas e saídas A precipitação: a água como agente “carreador”

• (^) 1) água da chuva atua pela incidência direta sobre o solo sem interação com as copas; traz elementos necessários à nutrição vegetal, após procedimento de infiltração no solo, ou, em menor extensão, por processo de absorção foliar
• (^) 2) água da chuva atua pela lavagem das copas ou escoamento pelo tronco. A água ao atravessar o dossel, arrasta e carreia material particulado depositado sobre a superfície das folhas e tecidos vegetais durante os períodos de seca acarretando modificações na composição química da água da chuva

Entradas e saídas

A chuva tem uma relação positiva e direta

com os nutrientes do solo

• (^) 1) Quanto mais chuva mais nutrientes
• (^) 2) A regularidade da chuva afeta

fortemente a dinâmica dos nutrientes

Entradas e saídas A água tem relação com outros processos importantes

• (^) 4) A percolação é o processo pelo qual a água se move através do solo por forças gravitacionais. A taxa de percolação é função do grau de saturação do solo e de sua condutividade hidráulica. Condutividade hidráulica pode ser entendida como a habilidade do solo para conduzir água em resposta a um gradiente de potencial hídrico. Durante a incidência das chuvas quando o solo ainda não tiver atingido a condição de saturação e quando a condutividade hidráulica supera a taxa de precipitação, a água se move em direção aos lençóis freáticos representando este processo de lixiviação uma fonte importante de perda de nutrientes.
• (^) Os nutrientes perdidos, deste modo, pelo ecossistema florestal tendem a ser levados aos rios e lagos entrando assim em outro sistema (ciclo hidrológico).

Entradas e saídas O intemperismo das rochas:

• (^) Cerca de 16 elementos essenciais exigidos pelas plantas podem ter origem neste processo (Poggiani, 1992).
• (^) A habilidade da geosfera para atuar como fonte de entrada é função da composição mineralógica e elementar da rocha, da taxa de liberação dos elementos pelos diferentes modos de intemperismo e da capacidade de troca iônica do solo.
• (^) A situação “ideal” seria haver um equilíbrio entre taxas de intemperismo e a necessidade nutricional instantânea da vegetação.

Entradas e saídas O intemperismo ocorre em duas fases:

• (^) 1)Intemperismo físico que reduz o tamanho das partículas sem alterar a composição do mineral. A importância desta primeira etapa reside no aumento da área superficial sobre a qual pode atuar o intemperismo químico.
• (^) 2)Intemperismo químico, ocorre mudanças na estrutura química e mineralógica dos minerais primários e secundários. Os parâmetros que regulam este processo são: área superficial, temperatura, intensidade de lixiviação, pH da solução e concentração de agentes complexantes.
• (^) Processos relacionados à biosfera como produção biológica de ácidos orgânicos e dióxido de carbono afetam os processos de intemperização. Exudatos das raízes ou decomposição microbiana de matéria orgânica levam a produção de ácidos orgânicos que
• (^) contribuem para aumentar a taxa de intemperismo devido a suas propriedades quelantes.

Entradas e saídas internas

Decomposição e mineralização da

serapilheira

• (^) Um processo da biosfera de grande importância nos processos de ciclagem.
• (^) A serapilheira consiste no material orgânico depositado sobre a superfície do solo resultante de processo de queda de folhas e galhos.
• (^) Em um processo de circulação interna, através da atividade de microorganismos ocorre a decomposição e mineralização dos tecidos vegetais disponibilizando deste modo para o solo os nutrientes neles contidos. Qualquer ocorrência que altere as condições ótimas (de umidade, temperatura e pH) para a atividade dos microorganismos responsáveis pela decomposição afetará o processo de recirculação.

Entradas e saídas internas

Decomposição e mineralização da

serapilheira

• (^) Os estudos sobre ciclagem de nutrientes, comumente realizado nas florestas, têm denotado a alta eficiência deste processo natural na manutenção dos ecossistemas.
• (^) Nas florestas tropicais ocorre forte interação entre a vegetação e o solo através da ciclagem de nutrientes, e o acúmulo de serapilheira exerce importante função, por ser a mais significativa forma de transferência de nutrientes (Golley et al. 1978), sendo que as transformações neste compartimento do ciclo biogeoquímico são as que mais afetam o fluxo de energia dentro do sistema, do ponto de vista holístico (Pritchett1979).

Entradas e saídas internas Decomposição e mineralização da serapilheira

• (^) A serapilheira atua na superfície do solo como um sistema de entrada e saída de nutrientes ao ecossistema, através dos processos de produção e decomposição.
• (^) Estes processos são particularmente importantes na restauração da fertilidade do solo em áreas em início de sucessão ecológica.
• (^) Os padrões de deposição de serapilheira introduzem heterogeneidade temporal e espacial no ambiente, podendo afetar a estrutura e dinâmica da comunidade de plantas.
• (^) Fatores de microsítio como luz, temperatura, umidade do solo e disponibilidade de nutrientes, estão sujeitos a alterações em decorrência da quantidade de serapilheira depositada, afetando, conseqüentemente, a germinação e o estabelecimento de plântulas.