Giovanna Boccuzzi
No dia 26 de abril de 2017, no Instituto de Botânica de São Paulo, foi realizada a defesa da dissertação de mestrado pela aluna Giovanna Boccuzzi, intitulada “Nitrogênio e fósforo na interface atmosfera-vegetação arbórea-solo de remanescentes de Floresta Atlântica expostos a gradientes de estresse ambiental”. O trabalho foi avaliado e aprovado pela banca examinadora composta pela presidente e orientadora Profa. Dra. Marisa Domingos (Núcleo de Pesquisa em Ecologia, Instituto de Botânica) e pelos pesquisadores Prof. Dr. Welington Braz Carvalho Delitti (Departamento de Ecologia do Instituto de Biociências, Universidade de São Paulo) e Profa. Dra. Regina Maria de Moraes (Núcleo de Pesquisa em Ecologia,
Instituto de Botânica).
Nitrogênio e fósforo na interface atmosfera-vegetação arbórea-solo de remanescentes de Floresta Atlântica expostos a gradientes de estresse ambiental
ABSTRACT
Human actions has provided the increasing of nitrogen inputs to the ecosystems, such as gaseous (NOx) and water-soluble and adsorbed to particles (NO3–, NH4+). Phosphorus (P) is also an important and essential element to life in ecosystems and it is a limiting factor in tropical regions. P is present in the atmosphere mainly in the form of particles. Combustion processes have been the main anthropogenic sources of P for the atmosphere. In São Paulo, the remnants of the Atlantic Forest can be enriched by these compounds from urban, industrial and agricultural sources of pollution through dry and wet deposition. N and P of anthropic origin can be stored in larger proportions in the soil, litter and plant community than expected under natural conditions, which may compromise the nutritional balance and the productivity of forest ecosystems. Therefore, this research was carried out with the objective of evaluating atmospheric deposition of N and P and the N concentrations (total and soluble), P (total and soluble), and N/P ratio in tree species, soil and litter of three remnants of Atlantic Forest located in increasing distances from the edge of the Atlantic upland areas of São Paulo and exposed theoretically to different levels of atmospheric deposition of nitrogenous compounds and phosphorus of anthropic origin. The samplings were carried out in three conservation units in São Paulo (Paranapiacaba Municipal Park / PP, Santo André, State Park of Fontes do Ipiranga / PEFI, São Paulo and ARIE Mata de Santa Genebra / MSG, Campinas). The N deposition was quantified over the period from March/15 to May/16, determining the variation of the atmospheric concentrations of NO2 for consecutive periods of 07 days, using passive samplers, the humid deposition of NO3– and NH4+ in individual events of rainfall and the dry deposition of NO3–, NH4 + and PO43- for consecutive periods of 15 days. The total N and P, NO3–, NH4+ and/or PO43- in each forest were quantified in the summer and winter of 2015 by sampling leaves of three pioneer tree species and three non-pioneer tree species, litter and soil of each area. Higher atmospheric deposition of NO2 () and higher concentrations of soluble nitrogen in wet deposition were found in PEFI (37 μg /m3 and 0.15 g/m2 respectively). The same was observed for dry deposition in PEFI (0.026 g/m2), compared to the values measured in MSG and PP (0.021 g/m2 in both areas). The non-pioneer tree species tended to present higher amounts of total N (58 g/m2 in PP, 57 g/m2 in PEFI and 48 g/m2 in MSG) than those measured in leaves of the pioneer trees (36 g/m2 in PP, 56 g/m2 in PEFI and 42 g/m2 in MSG). The pioneer trees of PEFI (3.6 g/m2) contained higher amounts of soluble forms of nitrogen than the those from the other areas, and the non-pioneer trees of MSG contained higher amounts of soluble N (3.2 g/m2) than non-pioneers sampled in the other forest remnants. In the litter, greater nutrient stocks were found in the MSG area, except for P that was higher in the PEFI under the pioneer species (2.9 g/m2). A higher total amount of N in the soil was observed in MSG under both pioneer and non-pioneer species (1900 g/m2, 1665 g/m2, respectively). According to the data obtained we concluded that there is an enhanced deposition of nitrogen of anthropic origin in the remnants of Atlantic Forest near urban, industrial and/or agricultural sources, as it has been evidenced in PEFI and MSG. Despite of the entrance of particulate material enriched with P in these forests, there was a shortage of available P to the plants, especially during the dry season. As a result, the N/P ratio values were always higher than 20 in the leaf samples from all forests, indicating not only the higher N contribution at the forests next to anthropic sources, but also the productivity limitation in all the studied forests due to the lack of P.
Keywords: Nitrogen, Atlantic Forest, Atmospheric pollutants
RESUMO
Ações humanas têm proporcionado um aumento da entrada de poluentes nitrogenados nos ecossistemas, como gasosos (NOx) e solúveis em água e adsorvidos a partículas (NO3–, NH4+). O fósforo (P) é também um elemento importante e essencial à vida nos ecossistemas e é um fator limitante nas regiões tropicais. P está presente na atmosfera principalmente na forma de partículas. Os processos de combustão têm sido as principais fontes antrópicas de P para a atmosfera. Em São Paulo, os remanescentes de Floresta Atlântica podem ser enriquecidos por tais compostos provenientes de fontes de poluição urbanas, industriais e agrícolas, via deposição seca e úmida. O N, assim como o P de origem antrópica, podem ser estocados em maiores proporções no solo, serapilheira e comunidade vegetal do que ocorreria em condições naturais, podendo comprometer o equilíbrio nutricional e a produtividade dos ecossistemas florestais. Desse modo, esta pesquisa foi proposta com o objetivo de avaliar a deposição atmosférica de N e P e as concentrações de N (total e solúvel), P (total e solúvel), e razão N/P em espécies arbóreas, solo e serapilheira de três remanescentes de Floresta Atlântica, situados em distâncias crescentes da borda do planalto atlântico paulista e expostos teoricamente a diferentes níveis de deposição atmosférica de compostos nitrogenados e de fósforo, de origem antrópica. As amostragens foram realizadas em três unidades de conservação em São Paulo (Parque Municipal de Paranapiacaba/PP, Santo André; Parque Estadual das Fontes do Ipiranga/PEFI, São Paulo e ARIE Mata de Santa Genebra/MSG, Campinas). A deposição de N foi quantificada ao longo do período de março/15 a maio/16, determinando-se as variações nas concentrações atmosféricas de NO2 por períodos consecutivos de 07 dias, utilizando amostradores passivos, na deposição úmida de NO3– e NH4+ por eventos individuais de chuva e na deposição seca de NO3–, NH4+ e PO43- por períodos consecutivos de quinze dias. O estoque de N e P total, NO3–, NH4+ e/ou PO43- em cada floresta foi quantificado no verão e no inverno/2015 por meio de amostragens de folhas de três espécies arbóreas pioneiras e três não pioneiras de cada área, serapilheira e solo. Foram encontrados valores mais elevados de deposição atmosférica de NO2 no PEFI (37 µg/m3), igualmente para a deposição úmida de nitrogênio na forma solúvel (PEFI 0,15 g/m2). O mesmo ocorreu para a deposição seca para o mesmo local (0,026 g/m2) e em MSG e PP obteve-se o mesmo valor (0,021 g/m2). As espécies arbóreas não pioneiras (58 g/m2 em PP, 57 g/m2 no PEFI e 48 g/m2 na MSG) tenderam a apresentar maior quantidade de N total em relação às pioneiras (36 g/m2 em PP, 56 g/m2 no PEFI e 42 g/m2 na MSG). Para as formas solúveis de nitrogênio, as pioneiras do PEFI estocaram maiores quantidades em relação às outras áreas (3,6 g/m2), e as não pioneiras de MSG foram as espécies que estocaram em maior quantidade (3,2 g/m2). Na serapilheira, encontraram-se maiores estoques de nutrientes na área de MSG, com exceção do fósforo que foi maior no PEFI sob as espécies pioneiras (2,9 g/m2). No solo encontramos uma quantidade de N total maior em MSG sob as espécies não pioneiras e pioneiras (1900 g/m2; 1665 g/m2, respectivamente). De acordo com os dados obtidos conclui-se que há a deposição de nitrogênio de origem antrópica nos remanescentes de Floresta Atlântica próximos a fontes urbanas, industriais e/ou agrícola, como foi evidenciado no PEFI e em MSG. Apesar de haver a entrada de material particulado enriquecido de P nessas florestas, denotou-se a escassez de P disponível às plantas, especialmente na estação seca. Como resultado, os valores da razão N/P foram sempre superiores a 20 neste estudo, podendo indicar não somente o maior aporte de N nas florestas antropizadas, como também a limitação da produtividade em todas as florestas estudadas pela escassez de P.
Palavras-chave: Araneae, Cactaceae, Iteração planta-animal, Paranapiacaba
Giovanna Boccuzzi
Nitrogênio e fósforo na interface atmosfera-vegetação arbórea-solo de remanescentes de Floresta Atlântica expostos a gradientes de estresse ambiental
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