Biomass and nutrient cycling in pure and mixed stands of native tree species in southeastern Bahia, Brazil

Abstract

SUMMARYThe objective of this paper is to study selected components of the nutrient cycle of pure and mixed stands of native forest species of Atlantic Forest in southeastern Brazil. Tree diameter, height, above-ground biomass, and nutrient content were determined in 22-year-old stands. Litterfall, litter decomposition, and nutrient concentration were evaluated from August 1994 to July 1995. The following species were studied: Peltogyne angustiflora, Centrolobium robustum, Arapatiella psilophylla, Sclerolobium chrysophyllum, Cordia trichotoma, Macrolobium latifolium. The litter of a natural forest and a 40-year-old naturally regenerated second-growth forest was sampled as well. The mixed-species outmatched pure stands in height, stem volume and total biomass (29.4 % more). The greatest amount of forest litter was observed in the natural forest (9.3 Mg ha -1 ), followed by the mixed-species stand (7.6 Mg ha -1 ) and secondary forest (7.3 Mg ha -1 ), and least litterfall was measured in the pure C. robustum stand (5.5 Mg ha -1 ). Litterfall seasonality varied among species in pure stands (CV from 44.7 to 91.4 %), unlike litterfall in the mixed-tree stand, where the variation was lower (CV 31.2 %). In the natural and second-growth forest, litterfall varied by 57.8 and 34.0 %, respectively. The annual rate of nutrient return via litterfall varied widely among forest ecosystems. Differences were detected between forest ecosystems in both the litter accumulation and quantity of litterlayer nutrients. The highest mean nutrient accumulation in above-ground biomass was observed in mixed-species stands. The total nutrient accumulation (N + P + K+ Ca + Mg) ranged from 0.97 to 1.93 kg tree -1 in pure stands, and from 1.21 to 2.63 kg tree -1 in mixed-species stands.(1) Recebido para publicação Soil fertility under mixed-species stands (0-10 cm) was intermediate between the primary forest and pure-stand systems. The litterfall rate of native forest species in a mixed-species system is more constant, resulting in a more continuous decomposition rate. Consequently, both nutrient availability and quantity of organic matter in the soil are higher and the production system ecologically more sustainable.Index terms: Tropical forests, forest litter, soil fertility. RESUMO: BIOMASSA E CICLAGEM DE NUTRIENTES POR ESPÉCIES FLORESTAIS NATIVAS EM PLANTIO PURO E MISTO NO SUDESTE DA BAHIA, BRASILO objetivo deste trabalho foi avaliar alguns componentes da ciclagem de nutrientes em plantios puros e misto de espécies florestais nativas. O trabalho foi desenvolvido em solos de tabuleiro do sudeste da Bahia, Brasil, no período de agosto de 1994 a julho de 1995, em plantios com 22 anos de idade de pau-roxo (Peltogyne angustiflora), putumuju (Centrolobium robustum), arapati (Arapatiella psilophylla), arapaçu (Sclerolobium chrysophyllum), claraíba (Cordia trichotoma) e óleo-comumbá (Macrolobium latifolium). Como referências, foram utilizadas uma floresta secundária, praticamente em estado clímax, e uma capoeira de 40 anos de idade. O sistema de plan...

<b>Land cover changes affect soil chemical attributes in the Brazilian Amazon

“…The coexistence of different tree species that continuously produce heterogeneous litter in terms of chemical quality and that have different rates of nutrients uptake from soil results in increased soil fertility, compared to the soil fertility of monospecific plantations (Gama-Rodrigues, Barros, & Comerford, 2007). Thus, the authors of the study previously mentioned suggested that more diverse forest ecosystems present complementarity between various tree species, which results in more efficient and balanced nutrient cycling dynamics.…”

Biomassa e estoque de carbono e nutrientes em florestas montanas da mata atlântica na região norte do estado do Rio de Janeiro

“…Além disso, foram usados apenas os dois primeiros componentes, considerados suficientes para explicar os dados e pela facilidade de interpretação de um gráfico em duas dimensões (Gomes et al, 2004;Barreto et al, 2008). Cada fragmento florestal foi considerado um tratamento de efeito fixo (Lugo et al, 1990;Gama-Rodrigues et al, 2007 A partição da biomassa total em lenho, galho, casca e folha foi de 61, 21, 13 e 5 %, respectivamente, no fragmento M1, enquanto no M2, na mesma ordem, foi de 61, 25, 10 e 4 % (Quadro 1). Em fragmento de Mata Atlântica submontano, no Rio de Janeiro, a biomassa de galhos e cascas correspondeu, respectivamente, a 27 e 6 % da biomassa total (Clevelario Júnior, 1996).…”

“…Também, a não exportação de galhos e folhas contribuiria significativamente para a permanência de quantidades consideráveis de nutrientes na área do fragmento, o que diminuiria a depleção do nível de fertilidade dos solos. Esta tem sido a prática recomendada para plantios florestais de eucalipto (Zaia & Gama-Rodrigues, 2004) e de espécies nativas da Mata Atlântica (Gama-Rodrigues et al, 2007). Os fragmentos M1 e M2 apresentaram, respectivamente, 65,9 e 68,4 Mg ha -1 de C na parte aérea (Quadro 6).…”

Formas de fósforo no solo sob leguminosas florestais, floresta secundária e pastagem no Norte Fluminense

“…Assim, agroecossistemas acumuladores de matéria orgânica e de baixos insumos, como são os sistemas agroflorestais e florestais (Fontes, 2006;Gama-Rodrigues et al, 2007), seriam capazes de manter adequadamente a disponibilidade de P para as plantas (Gama-Rodrigues et al, 1999;Szott & Melendez, 2001;Lehmann et al, 2001), mediante a mineralização de P orgânico (Grierson et al, 1999;George et al, 2002;Comerford et al, 2006). Além disso, em solos tropicais, o P orgânico pode ser grandemente afetado pelo tipo de cobertura florestal ou agroflorestal, alterando a disponibilidade de P (Szott & Mellendez, 2001;Solomon et al, 2002;Cunha et al, 2007).…”