Biogeoquímica de uma microbacia após o corte raso de uma plantação de eucalipto de 7 anos de idade

This work studied the effect on nutrient cycling and quantities of mineral nutrients exported with the woody biomass after the clearcutting of a 7-year old plantation of Eucalyptus saligna Smith. The experiment was carried out on lands of Votorantim Celulose e Papel S/A, Fazenda Bela Vista III, located in the municipality of Santa Branca, State of São Paulo, with coordinates 25°25' South and 45°54' West from Greenwich, and 695m average altitude. The climate is classified as Cwa type, according to Köeppen, and is characterized by dry winter temperatures, and by an annual average precipitation of 1,562mm. The soils in the region are predominantly of the Hapludulf type. The experimental catchment has an area of7.0 ha,3.3% of which is covered with riparian vegetation, with average slope of 19.6%. The total experimental period comprised eight years, with comparison of the results being made between data from the 7 years before the clearcutting and data obtained during the first year after the clearcutting. Rain water and streamflow samples were obtained weekly during the experimental period, and were analyzed for N, K+, Ca++, and Mg++, with the purpose of quantifying the catchment geochemical cycling. The amount of nutrients exported with the harvesting of the woody biomass was obtained from the estimates of the arboreous biomass and the nutrients content (phytomass and mineralmass, respectively). The total, above soil biomass production of theE. saligna plantation for the seven years amounted to 178.1t.ha, distributed as follows: 145.2t as wood, 14.7t as bark, 13.62t as branches and4.6t as leaves. The nutrients contents in the total biomass were: N 200.8Kg, P 52.8Kg, K 308.3Kg, Ca 796.1Kg, Mg 133.33kg, and S3.06Kg. The nutrient concentrations for the different parts of the tree, respectively, wood, bark, branches, and leaves, were as follows: N0.07,0.21,0.19,0.92 (%); P0.02,0.09,0.04,0.11 (%); K0.11,0.38,0.34,1.01 (%); Ca0.10,3.34,0.90,0.84 (%); Mg0.03,0.39,0.15,0.26 (%); S0.01,0.05,0.02, and0.13 (%). For the entire eight-year period, total inputs in precipitation, in Kg.ha-1, were as follows: N=77.6, K=32.2, Ca=46.7 and Mg=11.9. For the same period, total outputs in streamflow were: N=7.1, K=24.1, Ca=31.7 and Mg=7.4. Results are discussed in terms of maintenance of site productivity considering the exchangeable amount contained in the soil catchment, as well as the harvesting method, that is whole-tree x wood only harvesting

The effect of clearcutting of eucalyptus plantation on the water and nutrient budgets of a small catchment

Neste trabalho estudou-se o balanço hídrico em duas microbacias adjacentes reflorestadas com Eucalyptus saligna Smith. e o efeito do corte raso no balanço hídrico, qualidade química e parâmetros físicos da água, ciclagem de nutrientes, perdas de solo e quantidade de nutrientes minerais exportados com a biomassa lenhosa após o tratamento em uma das microbacias. As microbacias experimentais localizam-se no Vale do Paraíba, Fazenda Bela Vista III, pertencente à Votorantim Celulose e Papel S/A, entre as coordenadas 25°25 de latitude sul e 45°54 de longitude a oeste de Greenwich com altitude média de 695 m, Município de Santa Branca, Estado de São Paulo, onde o clima é do tipo Cwa, segundo a classificação de Köeppen, caracterizado como temperado de inverno seco, onde a precipitação média anual é de 1.562 mm. Na região predomina o solo podzólico Vermelho amarelo álico Tb A moderado e textura média argilosa. A microbacia A possui uma área de 7,0 ha, sendo 3,3% da área de mata ciliar, com uma declividade média de 19,6%; a área da microbacia B é de 6,5 ha, com 2,1% da área de mata ciliar e declividade média de 28,9%. O período experimental total foi de oito anos, tendo a comparação sido feita entre os dados dos sete primeiros anos antes do corte raso da plantação de eucalipto, aos sete anos de idade, com os obtidos durante o primeiro ano após o corte. A microbacia B permaneceu com a plantação de eucalipto inalterada. Além da precipitação e da vazão, foram obtidas durante o período experimental amostras da água da chuva e do deflúvio, para fins de análises da qualidade da água e quantificação da ciclagem geoquímica de nutrientes N03, K+, Ca++, Mg++, Fe++ e Na+. A quantidade de nutrientes exportados com a biomassa lenhosa foi obtida a partir da estimativa da biomassa arbórea e do conteúdo de nutrientes (fitomassa e mineralomassa, respectivamente) da parte aérea das árvores. Para os oito anos do período experimental, em termos médios, o balanço hídrico para as duas microbacias mostrou os seguintes valores: Microbacia A: Antes do corte (média de 7 anos): Precipitação: 1329mm Deflúvio: 145mm Depois do corte: (1 ano) : Precipitação: 1321mm Deflúvio: 115mm Microbacia B: Média de 7 anos: Precipitação: 1329mm Deflúvio: 201mm A evapotranspiração média anual para o período experimental foi de: 1186mm para microbacia A, representando 89,3% de precipitação média anual e 1129mm para microbacia B, representando 84,9% da precipitação média anual (antes do corte); e 1205 para microbacia A, representando 91,3% da precipitação média anual (pós-corte). A diferença entre a entrada de nutrientes pela água da chuva e perda através do deflúvio apresentou os seguintes resultados, em termos médios anuais, para o balanço geoquímico em kg.ha-1.ano-1 : N03- 8,81; K+ 0,91; Ca++ 1,47; Mg++0,37; Fe++ -1,91; Na+ 1,69 para a microbacia A e N03- 8,44; K+ 2,75; Ca++ 2,04; Mg++ -0,16; Fe++ 0,06; Na+ 0,33 para microbacia B (antes do corte) e N03- 8,19; K+ 1,14; Ca++ 4,47; Mg++ 1,70; Fe++ -4,63 e Na+ 1,92 para microbacia A (pós-corte). Os parâmetros físicos condutividade, cor e turbidez apresentaram alta variabilidade para ambas as bacias; já o pH e a condutividade elétrica mostraram-se praticamente inalterados durante os sete primeiros anos, sendo que na microbacia A, estes parâmetros foram sempre mais elevados do que os da microbacia B. Após o corte a microbacia teve um aumento significativo, principalmente para condutividade, cor, turbidez e sedimentos em suspensão. Os sedimentos em suspensão na água do deflúvio totalizaram perdas médias da ordem de 19,8 e 24,0 kg.ha-1.ano-1, respectivamente para microbacia A e microbacia B (antes do corte) e 41,5 kg.ha-1.ano<sup-1 (após o corte) para microbacia A, em termos médio para o período. Devido à problemas ocorridos em equipamento no campo, não foi possível obter dados de deflúvio na microbacia B para a maior parte do último ano do período experimental. A produção de biomassa acima do solo para plantação de E. saligna aos sete anos de idade totalizou 178,1 t/ha, assim distribuídos: 145,2 t de lenho, 14,7 t de casca, 13,62 t de ramos e 4,6 t.ha-1 de folhas. A quantidade de nutrientes contidos na biomassa total foi de 200,8 kg de N, 52,8 de P, 308,3 kg de K, 796,1 kg de Ca, 133,13 kg de Mg e 30,6 kg de SThis work studied the water balance in two adjacent catchments reforested with Eucalyptus saligna Smith. and the clearcutting effect on the water balance, chemical and physical parameters of water quality, nutrient cycling, soil losses and quantities of mineral nutrients exported with the woody biomass after the treatment in one ofthe catchments. The experimental catchments are located in the Vale do Paraiba, Fazenda Bela Vista III, which belongs to Votorantim Celulose e Papel S/A, between the coordinates 25°25' South and 45°54' West from Greenwich, with 695 m average altitude, municipality of Santa Branca, State of São Paulo, where the climate is Cwa type, according to Köeppen classification, characterized as dry Winter temperature, where the annual average precipitation is 1.562 mm. The soils in the region are predominantly type Hapludult. The catchment A has an area of 7.0 ha, 3.3% of which is riparian vegetation, with 19.6% average slope; the area of the catchment B is 6.5 ha, with 2.1% of riparian vegetation and with an average slope of 28.9%. The total experiment period was eight years, with comparison made between data from 7 years before the clearcutting and data obtained during the first year after the clearcutting. The catchment B remained with inalterated Eucalyptus plantation. Besides the precipitation and streamflow, rain water and streamflow samples were. obtained during the experimental period, to analyze the water quality and the geochemical cycling of the following nutrients: N03-, K+, Ca++, Mg++, Fe++ and Na+. The quantity of exported nutrients with the woody biomass was obtained from the estimative of the arboreous biomass and the nutrients content (phytomass and mineralmass, respectively). During the eight years of the experimental period, the water balance of the two catchments showed the following average values: Catchment A: Before clearcutting (7 years average): Precipitation: 1329 mm Streamflow: 145 mm After clearcutting (1 year): Precipitation: 1321 mm Streamflow: 115 mm Catchment B: 7 years average: Precipitation: 1329 mm Streamflow: 201 mm The evapotranspiration of the experimental period was 1562 mm in catchment A, representing 89.1% of the annual average precipitation and 1.129 mm in catchment B, representing 84,9% of the annual average precipitation (before clearcutting) and 1205 mm in catchment A, representing 91.3% of the annual average precipitation (after clearcutting). The difference between the nutrients inputs through precipitation, and outputs through streamflow showed the following results of goechemical balance in kg.ha-1 year-1 : N03- 8.81; K+ 0.91; Ca++ 1.47; Mg++ 0.37; Fe++ -1.91; Na+ 1.69 to the catchment A and N03- 8.44; K+ 2.75; Ca++ 2.04; Mg++ -0.16; Fe++ 0.06; Na+ 0.33 to the catchment B (before clearcutting) and N03- 8.19; K+ 1.14; Ca ++ 4.47; Mg ++ 1.70; Fe++ -4.63; Na+ 1.92 to the catchment A (after clearcutting). The physical parameters conductivity, color and turbidity showed high variability in both catchments; pH and the electrical conductivity values remained almost inalterated during the first 7 years; in catchment A, these parameters were always higher than in catchment B. After clearcutting, the catchment had a significant increase, mainly for the parameter conductivity, color, turbidity and suspended sediments. The suspended sediments in the streamflow water totalized average losses of 19.8 and 24.0 kg.ha-1.year-1 , respectively in catchment A and catchment B (before clearcutting) and 41.5 kg.ha-1.year-1 (after clearcutting) to catchment A. Because of the problems happened with field equipment, it was not possible to obtain streamflow datas of catchment B in most part of last year of the experimental period. The biomass production on the soil to the plantation of the E. saligna at seven years, totalized 178.1 ton.ha, distributed as: 145.2 ton of woody, 14.7 ton of bark, 13.62 ton of branches and 4.6 ton of leaves. The nutrients quantity contained in the total biomass was: N 200.8 kg, P 52.8 kg, K 308.3 kg, Ca 796.1 kg, Mg 133.33 kg and S 3.06 k

Caracterização hidrológica e ciclagem de nutrientes em fragmento de mata ciliar em Botucatu, SP

O presente trabalho foi realizado em uma zona ripária no período de outubro de 2000 a setembro de 2001, no interior de uma parcela representativa de mata ciliar com vegetação do tipo Floresta Estacional Semidecidual, localizado em uma Área de Proteção Ambiental (APA), na região Centro-sul do Estado de São Paulo, pertencente à Fazenda Experimental Edgardia da FCA/UNESP, Campus de Botucatu, São Paulo. Foram quantificados parâmetros como precipitação total incidente, interceptação, precipitação interna, escoamento pelo tronco do estrato superior e do subbosque, escoamento superficial, retenção de água que passa pela camada de matéria orgânica (manta), concentração de macronutrientes na água do riacho, produção, taxa de decomposição e caracterização química da matéria orgânica. O estudo foi realizado em uma parcela de 50 x 50 m, na qual, foram instalados 24 pluviômetros no interior da parcela e um pluviômetro localizado a céu aberto, bem como sistemas coletores da água escoada pelos troncos de árvores do extrato superior e subbosque, sistema de coletor de água escoada superficialmente e água que passa através da manta, poços de observação de água subterrânea e coletores de serapilheira, com acompanhamento mensal de umidade do solo a diferentes profundidades. O presente trabalho teve como objetivo quantificar as perdas por interceptação, suas respectivas repartições e variáveis relacionadas ao ciclo hidrológico e aspectos da ciclagem de nutrientes no referido ecossistema. O armazenamento temporário de água de chuva pelo ecossistema foi bastante elevado representando, em média, 99,5% da precipitação total; as perdas de água de chuva por interceptação, escoada pelo tronco, precipitação interna e precipitação efetiva corresponderam, respectivamente, em média, a 18,0%, 0,1%, 81,9% e 82,0%... .The present work was carried in a riparian zone from October 2000 to September 2001 inside a representative plot of a riparian forest, of Semi-Decidual Seasonal Forest, located in an area of Environmental Protection (APA), in the middle southern region of São Paulo state, property of Edgardia Experimental Farm of the Agronomic Science College, UNESP, campus of Botucatu,, São Paulo state. The following parameters were quantified: total rainfall, interception, internal precipitation, stem drainage from top strata and sub-vegetation, superficial drain, water retention in the litter (organic matter), concentration of macro-nutrients in the stream water, production , rate of decomposition, and chemical composition of the organic matter. The study was done in a parcel of land of 50 x 50 meters, in which were installed 24 rain gauges inside the plot, and one pluviometer under open sky conditions, as well as systems of collection of stem drained of the upper and lower layers of trees and plants, a system of surface water collection, and collection systems of water from litter fall, and of groundwater water at different depths. The present work was aimed at quantifying the losses by interception, their respective shares and variables related to the hydrological cycles, and of aspects of the cycling of nutrients in this ecosystem. The temporary stocking of rain-water by the ecosystem was quite... (Complete abstract, click electronic address below).Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP