Foto: Bart Kruijt Ciclo de Nitrogênio em Florestas Secundárias da Amazônia: uma abordagem isotópica Michela Figueira Lab. Ecologia Isotópica – CENA/USP Jean Pierre Ometto, Gabriela Nardoto, Ima Vieira, Cláudio Carvalho, Eric Davidson, A. Almeida, Luiz A. Martinelli

Por quê??? … Florestas secundárias … nitrogênio … Isótopos (15N) Aumento no desmatamento: agricultura, exploração madeireira… Aumento nas áreas de florestas secundárias (“capoeira”) na Amazônia nos últimos anos Banco de diversidade genética, reguladoras de funções hidrológicas, corredores ecológicos O que acontece com a floresta em regeneração? Como ocorre a ciclagem de nutrientes diante deste novo sistema? Nitrogênio  ciclagem influenciada pelas interações bióticas, limitante da produção primária Isótopos (15N )  ferramenta de estudo (Caráter Integrador)

O que pretendemos? Investigar a dinâmica de nitrogênio em florestas secundárias de diferentes idades na região Amazônica. O que fizemos? Amostragem de espécies vegetais em áreas de diferentes idades de abandono e em floresta primária. Determinação da concentração de N e C e razão isotópica do nitrogênio (δ15N)

Ciclo de Nitrogênio Atmosfera Sistema Terrestre Sistema Aquático N2 NH3 N2O + N2 Sistema Terrestre MO NH4+ NO3- mineralização imobilização nitrificação redução fixação denitrificação volatilização Sistema Aquático argilas lixiviação Ciclo de Nitrogênio

Isótopos: Elementos com mesmo número de prótons e # número de nêutrons , ou seja mesmo número atômico e diferentes números de massa. O uso de isótopos estáveis em estudos ambientais baseia-se no fato de que a relação isotópica varia de uma forma previsível conforme o elemento cicla na natureza.     Para que essa relação seja modificada é preciso que algum fenômeno altere a quantidade de isótopos pesados e leves de uma amostra  FRACIONAMENTO ISOTÓPICO

N2 NH3 N2O + N2 OM NO3- NH4+ Fixação biológica volatilização -2 to +2‰ volatilização 29‰ N2O + N2 denitrificação 0 to 33‰ OM NH4+ NO3- Mineralização nitrificação 0‰ 15 to 35‰

O que esperamos encontrar? A maior demanda por nutrientes na fase de estabelecimento da floresta secundária determina: Ciclagem de nitrogênio mais fechada nessas florestas MENOR PERDA DE NITROGÊNIO pelo sistema Menor perda de N pelo sistema determina: Menor fracionamento isotópico do nitrogênio remanescente  Menor 15N quando comparado ao da floresta primária.

Ciclagem fechada Ciclagem aberta 15N <<< 15N >>> Perdas gasosas (N2O + N2) 15N 14N 15N <<< 15N >>> FLORESTA PRIMÁRIA Ciclagem fechada Ciclagem aberta Lixiviação Imobilização FLORESTA SECUNDÁRIA

Onde??? Desmatamento 2002/2003 Desmatamento até 2002 Fonte: INPE PRODES Digital, 2004.

Florestas Secundárias de São Francisco do Pará - Estado do Pará, Brasil Características gerais: Vegetação predominante: floresta secundária Clima quente e úmido com duas estações: chuvosa e “menos” chuvosa Precipitação média: 2200mm/ano Temperatura média: 260C Umidade relativa: 78% a 93% Mudança no uso do solo: agricultura de subsistência (roça e queima) Fonte: Vieira et al., 2003

Fisionomias amostradas: Áreas de florestas secundárias com uso anterior exclusivo por agricultura de subsistência (roça e queima). Florestas secundárias “jovens”: 6 anos Florestas secundárias intermediárias: 20 anos Florestas secundárias avançadas: 40 anos Floresta Primária

Caracterização físico-química dos solos superficiais (0-10cm de profundidade) das áreas estudadas.

Coleta de dados: Folhas: ~= 30 indivíduos em cada área Indíviduos/espécies escolhidos levando em conta seu Índice de Valor de Importância IVI = FR+DR+DoR (Frequência, Densidade e Dominância relativas) Análises químicas: Determinação isotópica de N e determinação de N e C total.

Resultados

Valores de concentração de N total das plantas coletadas em floresta primária e florestas secundárias estudadas (média  erro padrão).

Razão C:N das plantas coletadas em floresta primária e florestas secundárias estudadas (média  erro padrão).

Emissões de N2O do solo - São Francisco do Pará (dados não publicados) 3-6 anos 40-70 anos 10-20 anos Floresta Primária Emissões de N2O do solo - São Francisco do Pará (dados não publicados) Fonte: Françoise Ishida

Valores de 15N foliar das plantas coletadas em floresta primária e florestas secundárias estudadas (média  erro padrão).

Conclusão Estes resultados indicam que as florestas secundárias tornam-se mais ricas em N à medida que o sistema recupera-se da perturbação, sugerindo uma mudança na ciclagem de N, de mais fechada nos primeiros estágios da sucessão, à mais aberta à medida que esta se aproxima da fisionomia original.

Muito obrigada!!!