Nitrogen dynamics in two pastures on natural regeneration in the Serra do Mar State Park - Santa Virgínia

No Núcleo Santa Virgínia do Parque Estadual da Serra do Mar, localizado no litoral norte paulista, há um mosaico com florestas conservadas entremeadas por antigas pastagens. Algumas áreas, apesar de apresentarem diferenças com relação ao tempo de abandono, possuem um padrão de ocupação do solo semelhante: nas partes mais baixas do terreno há remanescentes das antigas pastagens e nas partes mais elevadas existe uma vegetação mais diversificada e de maior porte, caracterizando-se como uma floresta secundária. Há entre essas partes um trecho de transição que apresenta um número reduzido de espécies vegetais. O objetivo deste estudo foi investigar a dinâmica do nitrogênio em duas áreas, o Puruba e o Pirapitinga, com 7 e 36 anos de abandono, respectivamente. Para tanto, foram analisadas as concentrações de carbono, nitrogênio e fósforo, além da composição isotópica do carbono e nitrogênio estáveis em 277 amostras de solo e 412 amostras de folhas coletadas ao longo de transecções que se estenderam de antigas pastagens até as florestas secundárias. Os valores de ?13C do solo diminuíram ao longo das transecções, indicando que a matéria orgânica produzida pela vegetação secundária, predominantemente C3, vem substituindo a antiga vegetação C4, sendo isso mais evidente nas partes mais elevadas do terreno. Nas áreas de pastagem, a contribuição relativa de plantas C4 foi estimada em 0,34 no Puruba e 0,31 no Pirapitinga. Com relação à composição química do solo, apenas foram significativos os aumentos dos teores de C e N, provavelmente relacionados ao incremento da quantidade de matéria orgânica. Com relação à dinâmica do nitrogênio, esperava-se que os resultados indicassem ao longo da transecção o enriquecimento do sistema, com aumento da concentração desse nutriente e da relação N:P nas folhas, culminando com o aumento dos valores de ?15N. Comparando-se o conjunto de espécies coletadas em cada porção das transecções, as tendências encontradas não foram tão evidentes. No Puruba, somente a relação N:P teve o comportamento esperado. No Pirapitinga, os teores de nitrogênio foram menores na área de pastagem, aumentando significativamente na área de transição e floresta, e a mesma tendência foi observada para as relações C:N e N:P. Considerando que a variabilidade entre espécies pode ser alta, mascarando possíveis tendências ao longo das transecções, foi analisada a composição foliar das espécies predominantes, as quais foram Tibouchina sellowiana no Puruba e Tibouchina sellowiana e Psidium cattleianum no Pirapitinga. No Puruba, o teor médio de N e os valores de ?15N foram menores na transição do que na floresta. No Pirapitinga, o teor de N foi maior na transição que na pastagem, conforme o esperado, mas os valores de ?15N não seguiram a tendência esperada. Talvez, a falta de padrões claros ao longo das transecções, como encontrado em outros estudos desenvolvidos no país, resida no fato de este estudo ter contemplado áreas de pastagens que ainda não se tornaram formações florestais propriamente ditas, onde a colonização por plantas C3 ainda está em seu início, apesar da elevada proporção de C de origem C3 ter sido incorporada ao solo.In the North coast of the State of São Paulo at 1,000 of altitude there is a mosaic of conserved forests interspersed with old pastures. Despite the differences between the areas with respect to the abandonment time, the pattern of land use is similar, with the lower parts of the terrain occupied by remnants of the old pastures, while the higher parts have a higher area and more diverse vegetation, characterized as a secondary forest. Between them there is a stretch of transition, which includes a small number of plant species. The aim of this study was to investigate the nitrogen dynamic in two areas, Puruba and Pirapitinga, with 7 to 36 years of regeneration, respectively. To this end, the concentrations of foliar and soil carbon, nitrogen and phosphorus were analyzed, in addition to isotopic composition of carbon and stable nitrogen in 277 soil samples and 412 leaf samples collected along transects that extended from old pastures to secondary forests. ?13C values of the soil decreased along the transects, indicating that the organic matter produced by secondary vegetation that is exclusively C3, is replacing the earlier vegetation C4. In pasture areas, the relative contribution of C4 plants was estimated at 0.34 in Puruba and 0.31 in Pirapitinga. With respect to the chemical composition of the soil, only the increases in concentrations of C and N were significant, probably due to the increasing inputs of organic matter via litterfall. With regard to the dynamic of nitrogen, it was expected that the results would indicate an Nenrichment of the system along the transect, with increasing concentration of the nutrient and the N:P leaves, leading to higher values of ?15N. Comparing the number of species collected in each portion of the transects, the trends observed were not as evident. In Puruba, only N:P had the expected behavior. In Pirapitinga, nitrogen contents were lower in the grazing area, increasing significantly in the transition area and forest, and the same trend was observed for the C:N and N:P. Considering that the variability between species can be high, masking possible trends along the transects, leaf composition of the predominant species, which were Tibouchina sellowiana in Puruba and Tibouchina sellowiana and Psidium cattleianum in Pirapitinga was analyzed. In Puruba, only the average N content was lower than in the transition forest. In Pirapitinga, N content was higher in transition than in the pasture and the C:N lower, as expected, but the ?15N values did not follow the expected trend. Perhaps, the lack of clear patterns along the transect, as found in other studies, lies in the fact that this study covered grazing areas that have not yet become developed forests, where colonization by C3 plants is still in its beginning, despite the high proportion of it incorporated into the soil

Frozen Chicken for Wild Fish: Nutritional Transition in the Brazilian Amazon Region Determined by Carbon and Nitrogen Stable Isotope Ratios in Fingernails

Objectives: Amazonian populations are experiencing dietary changes characteristic of the nutrition transition. However, the degree of change appears to vary between urban and rural settings. To investigate this process, we determined carbon and nitrogen stable isotope ratios in fingernails and dietary intake of Amazonian populations living along a rural to urban continuum along the Solimoes River in Brazil. Methods: Carbon and nitrogen stable isotope ratios were analyzed from the fingernails of 431 volunteer subjects living in different settings ranging from rural villages, small towns to urban centers along the Solimoes River. Data from 200 dietary intake surveys were also collected using food frequency questionnaires and 24-h recall interviews in an effort to determine qualitative aspects of diet composition. Results: Fingernail delta(13)C values (mean standard deviation) were -23.2 +/- 1.3, 20.2 +/- 1.5, and 17.4 +/- 1.3 parts per thousand and delta(15)N values were 11.8 +/- 0.6, 10.4 +/- 0.8, and 10.8 +/- 0.7 parts per thousand for those living in rural villages, small towns, and major cities, respectively. We found a gradual increase in the number of food items derived from C(4) plant types (meat and sugar) and the replacement of food items derived from C(3) plant types (fish and manioc flour) with increasing size of urban centers. Conclusion: Increasing urbanization in the Brazilian Amazon is associated with a significant change in food habits with processed and industrialized products playing an increasingly important role in the diet and contributing to the nutrition transition in the region. Am. J. Hum. Biol. 23:642-650, 2011. (C) 2011 Wiley-Liss, Inc.The Brazilian research agency FAPESP[07/51342-8]The Brazilian research agency CNPq[CASADINHO-620113/2008-1