Disponibilidade e eficiência no uso de nutrientes em florestas secundárias sob diferentes níveis de alteração na região de Santarém e Belterra, Amazônia Oriental

We have evaluated the availability and nutrients use efficiency in logged forests (EXP), logged and burned (EXPQ), and recovering forests after deforestation (CR), comparing them with undisturbed (PRI) at Tapajós National Forest. Thus, the soils were sampled following the RAINFOR Project standard protocol. In order to understand the complex dynamics of P in these forests, phosphorus sequential fractionation was applied (Hedley, 1982). In addition, nutrients use efficiency was addressed through the methodology used by Vitousek (1982, 1984). Although soil sum of bases was not statistically different between studied forests (p > 0.05), it tends to be higher where fire occurred, which in turn yielded greater pH values in EXPQ and CR forests (p < 0.05), 4.36 ± 0.25 e 4.36 ± 0.21, respectively. Nitrate, exchangeable K and phosphorus fraction Po NaOH were positively correlated (p < 0.05) with litter production (ρ = 0.67; ρ = 0.52; ρ = 0.35, respectively), which suggests that such nutrients are strongly associated with these forests productivity. We did not find differences in contents neither in soils phosphorus fractions distributions, either individually or in combined fractions (p > 0.05). Phosphorus use efficiency (EUP) was not different (p > 0.05). There is a strong evidence that forests studied here are limited by phosphorus, once there is low contents of this element in the soil, as well low annual return through litterfall and high efficiency cycling rates, regardless the vegetal cover alterations. Although a nitrogen use efficiency gradient is still noticeable (p < 0.05), markedly where the impacts were more drastic (CR), the soil nitrogen supply seems to getting close to the natural conditions, some time since the disturbances.Nós avaliamos a disponibilidade e a eficiência no uso de nutrientes em florestas exploradas (EXP), exploradas e queimadas (EXPQ) e em florestas em regeneração após corte-raso (CR), comparando-as com florestas sem modificações antrópicas detectáveis (PRI) situadas na Floresta Nacional do Tapajós. Para tal, os solos foram amostrados seguindo o protocolo padrão do Projeto RAINFOR. Com a finalidade de compreender a complexa dinâmica do fósforo nessas florestas, foi utilizado o fracionamento sequencial de fósforo (Hedley, 1982). Além disto, a eficiência no uso de nutrientes foi abordada através da metodologia utilizada por Vitousek (1982, 1984). A soma de bases nos solos, embora não tenha se diferenciado estatisticamente (p > 0,05), tende a ser maior onde houve a ocorrência de fogo, o que por sua vez reflete em valores de pH mais elevados nas florestas EXPQ e CR (4,36 ± 0,25 e 4,36 ± 0,21 , respectivamente). Nitrato, K trocável e a fração de fósforo Po NaOH se correlacionaram positivamente com a produção de serapilheira (ρ = 0,67; ρ = 0,52; ρ = 0,35, respectivamente), sugerindo que, possivelmente, esses nutrientes estão fortemente associados com a produtividade dessas florestas. Não encontramos diferenças nos teores nem na distribuição das frações de fósforo no solo quando analisadas isoladamente ou em combinação (p > 0,05). A eficiência no uso do fósforo (EUP) não foi diferente entre as florestas estudadas (p > 0,05). Há fortes indícios de que as florestas aqui estudadas estão limitadas por fósforo, haja visto os baixos teores deste elemento no solo, bem como seu baixo retorno anual via serapilheira e a alta eficiência com que as florestas ciclam o nutriente, independentemente das alterações na cobertura vegetal. Embora ainda seja possível observar um gradiente de eficiência no uso nitrogênio (p < 0,05), sobretudo nas áreas que sofreram os impactos mais drásticos (CR), o suprimento de nitrogênio no solo, aparentemente, se aproxima das condições naturais, algum tempo decorrido desde os distúrbios

Expanding tropical forest monitoring into Dry Forests: The DRYFLOR protocol for permanent plots

This is the final version. Available on open access from Wiley via the DOI in this recordSocietal Impact Statement Understanding of tropical forests has been revolutionized by monitoring in permanent plots. Data from global plot networks have transformed our knowledge of forests’ diversity, function, contribution to global biogeochemical cycles, and sensitivity to climate change. Monitoring has thus far been concentrated in rain forests. Despite increasing appreciation of their threatened status, biodiversity, and importance to the global carbon cycle, monitoring in tropical dry forests is still in its infancy. We provide a protocol for permanent monitoring plots in tropical dry forests. Expanding monitoring into dry biomes is critical for overcoming the linked challenges of climate change, land use change, and the biodiversity crisis.Newton FundNatural Environment Research Council (NERC)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São PauloCYTE

Solos e seus efeitos na vegetação da caatinga brasileira

Soil properties have long been overlooked in studies that attempt to disentangle the potential influence of multiple drivers on vegetation properties. This lack of a systematic approach to how soils influence vegetation is markedly evident in studies focusing on seasonally dry tropical forests (SDTFs). An intensive soil and vegetation sampling in 29 study plots across the seasonal dry Caatinga domain (that is, a geographic comparison approach) allowed evaluating variations in several soil properties among three geological affiliations [that is, sedimentary (SSED), metamorphic (SMET) and karst (SKAR)], and investigating to which extent these properties relate to variations in above-ground woody biomass (AGBW), communityweighted mean traits and functional diversity indexes. The soil properties varied systemically among geological affiliations, with some properties, however, showing substantially higher variation than others. For example, weathering-associated metrics such as effective cation exchange capacity (IE) and total reserve bases (&Sigma;RB) were found to decrease following SKAR > SMET > SSED, while total soil phosphorus concentrations ([P]T) were relatively higher at the SKAR sites. Moreover, the distribution of main soil exchange cations (that is, Ca, Mg, K, Na, and Al) in the soil sortive complex reflected the original soil parent materials, with soil base cations being generally higher at the SKAR and SMET sites. In contrast, exchangeable aluminium levels were generally higher at the SSED sites. Nitrogen dynamics, addressed by soil &delta;15N values, was found to be primarily modulated by climatic forces [that is, aridity index (AI) and the seasonality of the precipitation (&Psi;)]. However, a role for IE on soil &delta;15N values was also suggested, especially at the wetter sites. The AGBW was found to be influenced by both soil and climate. For instance, mean annual precipitation (PA) and soil fertility (represented by calcium) positively influenced AGBW levels. Furthermore, interactions between long-term climatic water deficit (CWD) and both [Ca]ex and the maximum plant-available soil water content (&theta;P) suggest that AGBW in Caatinga is driven by complex interactions. Soil properties were also related to community functional properties, with all community-weighted mean maximum stem diameter (CWMdmax), community-weighted mean wood density (CWMwd), functional richness (FRic), functional evenness (FEve), and functional divergence (FDiv) being influenced by soil properties. In that regard, an inverse relationship was found between soil base cations and CWMwd. In contrast, soil base cations had a positive influence on CWMdmax. Finally, several soil nutritional metrics positively influenced FRic, while only a few elements inversely influenced both FEve and FDiv metrics. These relationships are thought to reflect vegetation trade-offs between investment in secondary growth and water-economy strategies. Collectively, these results provide information on the multiple ways through which soils can affect vegetation structure and functioning.As propriedades do solo foram negligenciadas por muito tempo em estudos que tentam particionar a influência potencial de múltiplos fatores nas propriedades da vegetação. Essa falta de uma abordagem sistemática sobre como os solos influenciam a vegetação é bastante evidente em estudos com foco em florestas tropicais sazonalmente secas (FTSSs). Uma amostragem intensiva de solo e vegetação em 29 parcelas de estudo em todo o domínio da Caatinga sazonalmente seca (isto é, uma abordam de comparação geográfica) permitiu avaliar variações em várias propriedades do solo entre três afiliações geológicas [ou seja, sedimentar (SSED), metamórfica (SMET) e cárstica (SKAR)] e investigar até que ponto essas propriedades se relacionam com variações na biomassa lenhosa acima do solo (AGBW), atributos funcionais ponderados pela comunidade e índices de diversidade funcional. As propriedades do solo variaram sistemicamente entre as afiliações geológicas, com algumas propriedades, no entanto, exibindo variação substancialmente maior do que outras. Por exemplo, as métricas associadas ao intemperismo, como capacidade efetiva de troca de cátions (IE) e reserva total de bases (&Sigma;RB), diminuíram de acordo com SKAR > SMET > SSED, enquanto as concentrações totais de fósforo no solo ([P]T) foram relativamente mais altas nas áreas SKAR. Além disso, a distribuição dos principais cátions trocáveis (ou seja, Ca, Mg, K, Na e Al) no complexo sortivo do solo refletiu seus respectivos materiais de origem, com teores de cátions básicos sendo geralmente maiores nas áreas SKAR e SMET. Em contraste, os níveis de alumínio trocável foram geralmente mais altos nas áreas SSED. A dinâmica do nitrogênio (N), abordada pelos valores de &delta;15N do solo, foi modulada principalmente por forças climáticas [isto é, índice de aridez (AI) e sazonalidade da precipitação (&Psi;)]. No entanto, um papel para IE sobre os valores de &delta;15N do solo também foi sugerido, especialmente nos locais mais úmidos. A AGBW foi influenciada tanto pelo solo quanto pelo clima. Por exemplo, a precipitação média anual (PA) e a fertilidade do solo (representada por cálcio) influenciaram positivamente os valores de AGBW. Além disso, as interações entre o déficit hídrico climático de longo prazo (CWD) e tanto à [Ca]ex quanto o teor máximo de água disponível no solo (&theta;P) sugerem que a AGBW na Caatinga é determinada por interações complexas. As propriedades do solo também foram relacionadas às propriedades funcionais da comunidade, com diâmetro máximo do fuste ponderado pela comunidade (CWMdmax), densidade da madeira ponderada pela comunidade (CWMwd), riqueza funcional (FRic), equitabilidade funcional (FEve) e divergência funcional (FDiv) sendo todos influenciadas pelas propriedades do solo. Nesse sentido, foi encontrada uma relação inversa entre cátions básicos do solo e CWMwd. Em contraste, os cátions básicos do solo influenciaram positivamente CWMdmax. Por fim, várias métricas nutricionais do solo influenciaram positivamente o índice FRic, enquanto apenas alguns elementos influenciaram inversamente os índices FEve e FDiv. Acredita-se que essas relações reflitam as compensações da vegetação entre o investimento no crescimento secundário e as estratégias de economia da água. Coletivamente, esses resultados fornecem informações sobre as múltiplas maneiras pelas quais os solos podem afetar a estrutura e o funcionamento da vegetação