Relationships between tree floristic and soil characteristics in an Atlantic Forest patch, Tamandaré, Pernambuco, Brazil

O presente trabalho objetivou relacionar, ao longo de um gradiente topográfico, a florística do componente arbóreo com as características físicas e químicas do solo em um fragmento de Floresta Ombrófila Densa, na Reserva Biológica de Saltinho, Pernambuco. O levantamento florístico foi realizado em 42 parcelas, distribuídas em um gradiente de três posições topográficas considerando os indivíduos arbóreos vivos, com CAP ≥ 15 cm. A vegetação foi analisada pela similaridade florística utilizando a distância euclidiana e o solo pelas médias das variáveis físicas e químicas. A relação entre as variáveis químicas do solo e a vegetação deu-se por análise de correspondência canônica. A encosta e o topo foram as posições com maior similaridade florística. Ocorreram espécies com desenvolvimento preferencial na baixada, pela fertilidade do solo e no topo, pelo teor de carbono orgânico e em ambas pelo teor de umidade atual.Palavras-chave:  Floresta Atlântica; análise físico-química do solo; similaridade florística; relação solo vegetação. AbstractRelationships between tree floristic and soil characteristics in an Atlantic Forest patch, Tamandaré, Pernambuco, Brazil. This study aimed to relate the tree components flora with the physical and chemical characteristics of soil over a topographic gradient, in a patch of dense rain forest in the Saltinho Biological Reserve, Pernambuco State. The floristic survey was carried out in 42 plots distributed in a gradient of three topographic positions, for those individual living trees with DBH ≥ 15 cm. The vegetation floristic similarity was analyzed by using the Euclidean distance and the soil by means of physical and chemical variables. The relationship between the chemical variables of soil and vegetation was done by canonical correlation. The slope and the top were the positions with higher floristic similarity. Species occurred with preferential development in the flatland, because of the soil fertility and on the top, due to the organic carbon grade and in the both positions, because of the moisture.Keywords:              Atlantic forest; physical-chemical analysis; floristic similarity; soil vegetation ratio.This study aimed to relate the tree components flora with the physical and chemical characteristics of soil over a topographic gradient, in a patch of dense rain forest in the Saltinho Biological Reserve, Pernambuco State. The floristic survey was carried out in 42 plots distributed in a gradient of three topographic positions, for those individual living trees with DBH ≥ 15 cm. The vegetation floristic similarity was analyzed by using the Euclidean distance and the soil by means of physical and chemical variables. The relationship between the chemical variables of soil and vegetation was done by canonical correlation. The slope and the top were the positions with higher floristic similarity. Species occurred with preferential development in the flatland, because of the soil fertility and on the top, due to the organic carbon grade and in the both positions, because of the moisture

Relation between soils and vegetation in areas under desertification in Pernambuco State

A degradação das terras na região semi-árida resulta de processos naturais,que podem ser induzidos ou catalisados pelo homem através do uso inadequado dos recursos, produzindo a deterioração da cobertura vegetal, do solo e dos recursos hídricos. Visando relacionar os processos de degradação da vegetação e dos solos nas zonas do agreste e sertão de Pernambuco, foram caracterizados os solos e o recobrimento vegetal em doze parcelas representativas de ambientes preservados, moderadamente degradados e degradados, nos municípios de Jataúba e Floresta. Para caracterização da vegetação, os indivíduos foram classificados em três estratos verticais ou classes de altura: 3- indivíduos com altura superior a 3,0 m (lenhosas altas), amostrados em toda a área da parcela (200 m²); 2- indivíduos com altura variando de 0,51 a 3,0m, amostrados em subárea de 100 m² (lenhosas baixas); 1- indivíduos com altura igual ou inferior a 0,5m, amostrados em 18 miniparcelas de 25 x 50 cm (estrato da regeneração). Os solos foram caracterizados morfologicamente e as amostras coletadas por horizonte para realização dasanálises físicas, químicas e mineralógicas.Em Jataúba, a vegetação no 2º estrato vertical apresentou significativa diminuição da densidade absoluta em função da intensidade de degradação dos solos. As espécies com maiores densidades relativas foram: Neoglaziovia variegata (caroá) e Cordia leucocephala (moleque-duro), no ambiente conservado; Bromelia laciniosa (macambira), Aspidosperma pyryfolium (pereiro) e Caesalpinia pyramidalis (catingueira), no ambiente moderadamente degradado; e C. pyramidalis e Sida galheirensis (malva branca), no ambiente degradado. As características dos Planossolos melhor relacionadas com a vegetação preservada foram a maior espessura dos horizontes A + E e os teores mais elevados de carbono orgânico. A ocorrência de encrostamento superficial e erosão, bem como os elevados teores de sódio trocável, foram observados mais intensamente nos ambientes degradados,sendo mais severos onde a vegetação se encontrava mais esparsa. As associações entre os grupos de variáveis de vegetação e solo em Jataúba, obtidas com a análise de correlação canônica, indicaram que a presença de plantas mais altas e a maior densidade de lenhosas baixas protegem a superfície do solo da ação das gotas de chuva, reduzindo a formação e o endurecimento de crostas. Por outro lado, esta cobertura vegetal parece exigir do solo um maior fornecimento de nitrogênio para suprir as suas necessidades nutricionais e para decompor resíduos orgânicos incorporados, promovendo uma redução nos teores de N-total. Em Floresta, a vegetação apresentou significativa redução na densidade em função da intensidade de degradação dos solos, para todos os estratos verticais avaliados. C. pyramidalis foi a espécie dominante no 3º estrato vertical em todos osambientes. As espécies com maiores densidades relativas foram: C. leucocephala e Croton mucronifolius, no ambiente conservado; Malvastrum coromandelianum, A.pyryfolium e Melochia tomentosa (capa-bode), no ambiente moderadamente degradado; e M. coromandelianum e C. pyramidalis, no ambiente degradado. As características dos Luvissolos melhor relacionadas com as áreas degradadas foram: a diminuição da profundidade dos perfis, a redução da espessura do horizonte superficial ou sua eliminação total, a intensificação dos processos erosivos, bem como os elevados teores de sódio trocável. A redução dos teores de carbono orgânico e nitrogênio total também foram destacados para as áreas com menor recobrimento vegetal. As associações entre os grupos de variáveis de vegetação e solo em Floresta, obtidas através de correlações canônicas, mostraram uma relação direta entre a densidade de plantas lenhosas (>0,5m de altura) e os teores de N-total e carbono orgânico, devido provavelmente a um maior aporte desses elementos pela deposição e acúmulo de folhedo na superfície do solo nas áreas mais densamente vegetadas. Maiores conteúdos de argila no horizonte B influenciaram positivamente o aumento da densidade de lenhosas, devido à maior quantidade de águaarmazenada em profundidade. Os menores valores de densidade do solo no horizonte superficial dos ambientes mais preservados pode ser conseqüência da proteção oferecida pelo dossel contra a exposição do solo à chuva e ao sol, como,também, pela maior concentração de matéria orgânica nesse horizonte.Land degradation in semiarid regions is a result of natural processes that can be induced by man, through the inadequate use of natural resources, resulting in the degradation of vegetation, soil and water resources. Aiming to relate vegetation and soil degradation processes in the Agreste and Sertão region of Pernambuco State, soil and vegetation were characterized in twelve plots, representative of preserved, moderately degraded and degraded environments in the municipalities of Jatauba and Floresta. To study the vegetation, plants were stratified in three layers or height classes: 3 – plants with more than 3.0m of height, were sampled in the total plot area(200m²); 2 – plants with height between 0.51-3.0m, were sampled in an area of 100m2; 1 – plants with height equal or less than 0.50m, were sampled in 18 miniplots of 25 x 50cm. Soils were morphologically characterized in each plot and samples were collected by horizons for physical, chemical and mineralogical analysisIn Jatauba County, the vegetation of the 2nd stratum showed a great decrease in absolute density as a result of soil degradation intensity. Species with greatest relative densities were Neoglaziovia variegata (caroá) and Cordia leucocephala(moleque-duro) in the preserved area; Bromelia laciniosa (macambira),Aspidosperma pyrifolium (pereiro) and Caesalpinia pyramidalis (catingueira), in the moderately degraded area; and C. pyramidalis and Sida galheirensis (malva branca),in the degraded area. Soil properties (Planosols) best correlated with the preserved vegetation were the thickness of A + E horizons and the amounts of organic carbon. The occurrence of soil crusting and erosion, as well as, the high percentages ofexchangeable sodium were observed with greater intensity in the degraded sites, particularly related to sparse vegetation. Associations between vegetation and soil variable groups, obtained through canonic correlation analysis, indicate that the presence of higher plants and great soil covering by the shrub stratum gives protection to soil surface, reducing the formation and development of soil surface crusting. On the other hand the vegetation cover seems to require a greater nitrogen uptake for plant nutrition or organic matter decomposition, resulting in a decrease of total nitrogen.In Floresta County the vegetation showed a great decrease in absolute density with soil degradation intensity, in relation to all studied strata. C. pyramidalis was the dominant specie in the 3rd vegetation stratum in all environments. Species with the greatest relative densities were: C. leucocephala and Croton mucronifolius, in the preserved site; Malvastrum coromandelianum, A. pyrifolium and Melochia tomentosa (capa bode), in the moderately degraded site; and M. coromandelianum and C. pyramidalis, in the degraded site. Soil properties (Luvisols) best correlated with the degraded areas was: shallow profile, small thickness or removal of the surface horizon, and soil erosion intensity, as well as, high levels of exchangeable sodium. The decrease in the amounts of organic carbon and total nitrogen were also related to the smaller vegetation cover. The canonic correlation analysis in Floresta region showed a straight relationship between the density of woody plants (>0.5m of height) and the amounts of total-N and organic carbon. This is probably a result of the greater amount of plant residues incorporated by the dense vegetation. Greater amounts of clay in the B horizon also positively influenced the density of woodyplants, due to increase in water holding capacity. The smaller soil density values in the surface horizon of the preserved sites are, probably, a result of the soil protection given by the plants and also influenced by the greater organic matter contents in this horizon.Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNP

Atributos químicos e microbianos do solo de áreas em processo de desertificação no semiárido de Pernambuco

Devido ao avanço das áreas em processo de degradação decorrente de causas naturais e, ou, influências antrópicas, faz-se necessária a utilização de ferramentas, preferencialmente de baixo custo, que indiquem os estádios dessa degradação, a fim de viabilizar um manejo adequado e a recuperação dessas áreas. Desse modo, o objetivo desta pesquisa foi analisar a variabilidade de atributos químicos e microbianos de solos, visando a utilizá-los como indicadores de processos de desertificação, em áreas sob níveis crescentes de degradação na região semiárida do Estado de Pernambuco. Foram amostrados três ambientes: conservado, moderadamente degradado e intensamente degradado, no município de Floresta-PE. Em cada ambiente foram escolhidas quatro áreas de amostragens e efetuadas sete coletas em cada um delas, totalizando 28 pontos amostrados por ambiente. Foram coletadas amostras de solo na profundidade de 0-10 cm, nos períodos seco e chuvoso. Realizaram-se análises químicas (pH, bases trocáveis, acidez potencial, C orgânico do solo, estoque de C, P disponível e capacidade de troca de cátions) e microbianas (C da biomassa microbiana, respiração basal, quocientes microbiano e metabólico) do solo, além da caracterização física (textura e densidade do solo). Os dados foram analisados adotando-se métodos de análises de componentes principais e teste t. Verificou-se o efeito da sazonalidade para os atributos do solo, sendo essa mudança mais perceptível no ambiente degradado. Com as análises de componentes principais, foi possível destacar alguns atributos mais sensíveis ao avanço da degradação, como o C da biomassa microbiana do solo, a acidez potencial e a saturação por bases, tanto no período seco como no chuvoso. Desse modo, esses atributos podem ser utilizados como indicadores do nível de degradação do solo

Humic Haplustox under different land uses in a high altitude environment in the Agreste region of Pernambuco, Brazil

The Garanhuns Plateau in the Agreste region of the State of Pernambuco, Brazil is characterized by humid climatic conditions due to orographic rains, unlike the surrounding semiarid region. These soils are subjected to intense agricultural use and are extremely important for the regional economy. This study was carried out in the municipality of Brejão in the Agreste region with the aim of assessing changes in humic Haplustox soils subjected to different land uses. Four plots with different vegetation covers (native forest, secondary shrubby vegetation (capoeira), traditional cropping system, and planted pasture) were selected, and samples were taken from a soil profile and four small pits surrounding it at each site. Physical and chemical properties were assessed, including aggregate stability, humic organic fractions, and a microbiological evaluation through determination of basal respiration, microbial biomass carbon, and metabolic quotient. The soils under study showed physical and chemical properties typical of a Haplustox, such as low nutrient content, low cation exchange capacity, and high levels of acidity and Al saturation. The total organic carbon (TOC) contents were high regardless of the type of land use. Aggregates < 2 mm were dominant in all the conditions under study. The TOC content was higher in the soil under capoeira, 43.91 g kg-1 on the surface, while 34.36 and 33.43 g kg-1 of TOC were observed in the first layer of forest and pasture soils, respectively. While the microbial biomass C (MBC) was greater than 700 mg kg-1 in the forest and pasture areas (in the 0-5 cm layer), and 588 mg kg-1 in the soil under capoeira, these numbers were not statistically different. In the cultivated soil area, there was a reduction of around 28 % in TOC and MBC contents. Agricultural activity contributed to degradation of the humic horizon, as can be seen from a significant decrease in the TOC and changes in the relative distribution of the humic fractions. In contrast, aggregate stability was not altered as a function of the different land uses; the soil under planted pasture and capoeira were similar to the soil under native forest. Humin was the most important humified fraction for C reserves, contributing over 40 % of the TOC in these soils

Utilização de técnicas de sensoriamento remoto na identificação de áreas sob risco de desertificação no estado de Pernambuco

The appearance of several problems of world-wide order, such as pollution and exhaustion of the natural resources, shortage of food and desertification, whose indication of solutions depends on quick and efficient ways of data collection and analysis results the utilization of remote sensing and geoprocessing are important technologies to obtain and analyze information of objects and/or phenomena which take place in the land surface. The use of satellite images in the study of soils has increased in the last years, due to the satisfactory results of this tool in reducing the costs of soil surveys. The objective of this study is to contribute with scientific knowledge for the development of efficient methodologies to be used in the desertification studies. The indication of lands suitable to the processes of desertification using remote sensing and geoprocessing is a study of great relevance for the Brazilian scientific community, allowing the implementation of actions towards the prevention of the desertification processes. Space analysis of a historical series of satellite images of the semi-arid region of Pernambuco State was carried out using LANDSAT images of the period from 1975 to 2008. The images were georeferencing and processed digitally. From these images did get NEGATIVE images. The applied methodology allowed the identification of degraded areas by erosive processes. Using the remote sensing techniques and GIS, the selected areas were identified on the mosaic of negative images. The results showed that luvisols, planosols and lithic neosols were the most suitable soils to the processes of desertification in the studied region.Pages: 9144-915

Relações solo-vegetação em áreas sob processo de desertificação no município de Jataúba, PE

A degradação das terras na região semi-árida resulta de processos naturais, que podem ser induzidos ou catalisados pelo homem por meio do uso inadequado dos recursos naturais, produzindo a deterioração da cobertura vegetal, do solo e dos recursos hídricos. Visando relacionar os processos de degradação da vegetação e dos solos na zona do agreste de Pernambuco, foram caracterizados os solos e o recobrimento vegetal em doze parcelas representativas de ambientes conservados, moderadamente degradados e degradados, no município de Jataúba. Para caracterizar a vegetação, os indivíduos foram classificados em três estratos verticais ou classes de altura: 3- indivíduos com altura superior a 3,0 m (lenhosas altas), amostrados em toda a área da parcela (200 m²); 2- indivíduos com altura variando de 0,51 a 3,0 m, amostrados em subárea de 100 m² (lenhosas baixas); 1- indivíduos com altura igual ou inferior a 0,5 m, amostrados em 18 miniparcelas de 25 x 50 cm (estrato da regeneração). Os solos de cada parcela foram caracterizados morfologicamente e as amostras coletadas por horizonte para realização das análises físicas, químicas e mineralógicas. A vegetação no segundo estrato vertical apresentou significativa diminuição da densidade absoluta de acordo com a intensidade de degradação dos solos. As espécies com maiores densidades relativas foram: Neoglaziovia variegata (caroá) e Cordia leucocephala (moleque duro), no ambiente conservado; Bromelia laciniosa (macambira), Aspidosperma pyryfolium (pereiro) e Caesalpinia pyramidalis (catingueira), no ambiente moderadamente degradado, e C. pyramidalis e Sida galheirensis (malva branca), no ambiente degradado. As características dos Planossolos mais bem relacionadas com a vegetação preservada foram: os maiores conteúdos de cascalho nos horizontes superficiais, a maior espessura dos horizontes A + E e os teores mais elevados de CO. A ocorrência de encrostamento superficial e erosão e os elevados teores de Na trocável foram observados mais intensamente nos ambientes degradados, sendo mais severos onde a vegetação se encontrava mais esparsa