DINÂMICA SAZONAL DA PRODUÇÃO DE SERAPILHEIRA EM FRAGMENTO DE FLORESTA OMBRÓFILA MISTA MONTANA NO ESTADO DO PARANÁ

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ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.13 n.24; p. 2016 413

DINÂMICA SAZONAL DA PRODUÇÃO DE SERAPILHEIRA EM FRAGMENTO DE FLORESTA OMBRÓFILA MISTA MONTANA NO ESTADO DO PARANÁ

Carlos Roberto Sanquetta1; Greyce Charllyne Benedet Maas2; Isabel Mariane de Oliveira3; Mateus Niroh Inoue Sanquetta3; Ana Paula Dalla Corte1

1. Eng. Florestal, Dr(a), Professor do Curso de Engenharia Florestal, UFPR (carlossanquetta@gmail.com)

2. Doutora em Engenharia Florestal, UFPR 3. Discente do Curso de Engenharia Florestal, UFPR

Centro BIOFIX de Pesquisa em Biomassa e Sequestro de Carbono Universidade Federal do Paraná – UFPR

Recebido em: 03/10/2016 – Aprovado em: 21/11/2016 – Publicado em: 05/12/2016 DOI: 10.18677/EnciBio_2016B_037

RESUMO

Este estudo objetivou quantificar a produção sazonal de serapilheira em um fragmento de Floresta Ombrófila Mista no município de São João do Triunfo, Estado do Paraná, durante o ano de 2013, e avaliar a contribuição das espécies mais

representativas na produção de serapilheira foliar. Foram instalados

sistematicamente na área 27 coletores suspensos a 1,00 m do solo, com diâmetro de 1,00 m, nos quais a serapilheira foi coletada a cada mês durante 12 meses no ano de 2013. O material foi separado nas frações: folhas, galhos, material reprodutivo, ramos aciculados e miscelânea, e foi posteriormente seco em estufa e pesado. As folhas foram identificadas e classificadas por espécie. A massa da serapilheira produzida foi de 7,08 Mg.ha-1, sendo a primavera a estação de maior produção. A fração ramos aciculados de Araucaria angustifolia foi a mais representativa na produção de serapilheira. Concluiu-se que a araucária exerce grande importância na composição e que fatores ambientais influenciam a deposição da serapilheira.

PALAVRAS-CHAVE: araucária, necromassa, variáveis meteorológicas.

SEASONAL DYNAMICS OF LITTER YIELD IN A MIXED-ARAUCARIA FOREST FRAGMENT IN PARANA STATE, BRAZIL

ABSTRACT

This study aimed to quantify the seasonal litterfall in a fragment of Araucaria Forest in São João do Triunfo, Parana State, during the year 2013 and assess the contribution of the most representative species in the production of leaf litter. Twenty seven suspended litter traps at 1.00 m above the ground and with a diameter of 1.00 m were systematically established in the area, in which the litter was collected every month for 12 months in the year in 2013. The material was separated into fractions:

leaves, branches, reproductive material, needle-shaped branches and

miscellaneous, and was subsequently dried in an oven and weighed. The leaves were identified and classified by species. The mass of the produced litter was 7.08 t ha-1, the spring being that of the greatest production season. The needle-shaped branches fraction of Araucaria angustifolia was the most representative in the

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ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.13 n.24; p. 2016 414 production of litter. It was concluded that Araucaria has great importance in the composition and environmental factors influence the deposition of litter.

KEYWORDS: Araucaria, necromass, meteorological variables. INTRODUÇÃO

As florestas exercem um importante papel na mitigação das mudanças climáticas (WATZLAWICK et al., 2012; SANQUETTA et al., 2013;), atuando como reservatórios, absorvendo o carbono da atmosfera e o estocando na biomassa e também nos solos (FAO, 2013). Também se constituem nas principais reservas de matéria orgânica terrestres, componente fundamental na produtividade primária global. As plantas nesses sistemas controlam a entrada de carbono acima do solo pela produção de serapilheira e necromassa lenhosa (PRICE et al., 2012). Nos ecossistemas florestais, o retorno da matéria orgânica ao solo e a ciclagem de nutrientes se dão, especialmente, pela deposição da biomassa aérea e radicular originada da decomposição e liberação de nutrientes para posterior reabsorção pelas raízes das plantas (VIERA & SCHUMACHER, 2010).

A serapilheira contribui para a entrada de sementes de diversas espécies, matéria orgânica e microrganismos, essenciais para a recuperação da fertilidade e da atividade biológica destes solos (RODRIGUES et al., 2010). Ademais, ajuda a conservar a integridade do solo, atenuando os processos erosivos e protegendo-o do impacto, da lixiviação causada pela chuva e mantendo a água no solo (HORST et al., 2012).

A sazonalidade na deposição da serapilheira desempenha um importante papel na estocagem de carbono e ciclagem de nutrientes, e estudos vêm mostrando diferenças nos padrões sazonais entre tipologias florestais (ZHANG, 2011). Em ecossistemas florestais com estações bem demarcadas essas diferenças sazonais são particularmente importantes, sobretudo em tempos de mudanças ambientais relevantes, como nos dias de hoje.

A Floresta Ombrófila Mista, ou Floresta de Araucária, é caracterizada pela presença da espécie Araucaria angustifolia no estrato arbóreo, associada a outras, formando agrupamentos característicos. Essa fitofisionomia ocupava originalmente uma área aproximada de 175.000 km², contudo, o desmatamento para a produção agrícola e pecuária atingiu cerca de 90% da extensão original (IBGE, 1992). Atualmente restam cerca de 4 milhões de hectares de remanescentes da Floresta com Araucária, dos quais mais de 50% estão situados no Estado do Paraná. Isto representa 22,95% da área original desta fitofisionomia (SANQUETTA et al., 2013). As áreas que mantiveram sua estrutura e composição de espécies próximas às características originais são de extrema importância, pois representam o que restou das florestas primárias (LONGHI et al., 2011).

A Floresta Ombrófila Mista possui baixo conteúdo de nutrientes no solo e depende, quase exclusivamente, da reciclagem dos nutrientes contidos nos detritos vegetais. Portanto, a serapilheira é a característica mais distintiva de um solo florestal, contribuindo consideravelmente para as suas propriedades físicas e químicas (BRITEZ et al., 1992; GODINHO, et al., 2013; GODINHO et al., 2014).

Este estudo objetivou quantificar a produção sazonal de serapilheira em um fragmento de Floresta Ombrófila Mista no município de São João do Triunfo, Estado do Paraná, durante o ano de 2013, e avaliar a contribuição das espécies mais representativas na produção de serapilheira foliar.

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MATERIAL E MÉTODOS Área de Estudo

O estudo foi realizado na Estação Experimental Professor Doutor Rudi Arno Seitz pertencente à Universidade Federal do Paraná, localizada no município de São João do Triunfo, no Estado do Paraná, a 130 km da capital, Curitiba. Segundo a classificação climática de Köppen o clima é Cfb - clima temperado propriamente dito; temperatura média no mês mais frio abaixo de 18ºC (mesotérmico), com verões frescos, temperatura média no mês mais quente abaixo de 22ºC e sem estação seca definida.

O solo do local foi classificado como Podzólico vermelho-amarelo distrófico, com uma pequena porção de Cambissolo distrófico álico. Ambos possuem baixa saturação de bases (distróficos) e alta concentração de alumínio (álico), sendo, portanto, considerados solos com elevada acidez, característica comum em solos tropicais (CASSOL, 2013).

A vegetação é caracterizada como um fragmento de Floresta Ombrófila Mista Montana, em altitudes médias de 400 m até mais ou menos 1000 metros. A composição florística deste tipo de formação vegetal tem como espécies predominantes a araucária (Araucaria angustifolia (Bert.) O. Ktze) e diversas espécies folhosas, como a imbuia (Ocotea porosa (Mez.) L. Barroso), a erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hil), o cedro (Cedrela fissilis), as canelas da família Lauraceae (Nectandra spp., Ocotea spp.), e membros da família Myrtaceae, entre outras. A araucária é a espécie dominante do estrato superior, podendo atingir 35 metros de altura e diâmetros superiores a um metro, cujos indivíduos são facilmente distinguidos dos demais, quando adultos, por apresentarem copas umbeliformes e troncos retilíneos (CASSOL, 2013).

Os dados utilizados são provenientes de três parcelas permanentes pertencentes ao Projeto Ecológico de Longa Duração (PELD) – Sítio 9 (Floresta com Araucária e suas transições), vinculado ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). Cada parcela possui 10.000 m2 de área (100 x 100m), e desde 1995 são anualmente monitoradas por meio de inventário florestal. Maiores detalhes da área de estudo são encontrados em CASSOL (2013), BARRETO (2014) e MAAS (2015).

Levantamento de dados em campo e processamento

Para a coleta da serapilheira foram instalados sistematicamente 27 coletores na área, sendo 9 em cada uma das 3 parcelas. Os coletores foram construídos com molduras circulares de mangueira perfazendo uma área de 1 m2 cada, sendo usada uma tela de "nylon" com malha de 2 mm, formando um saco cônico. Os coletores foram fixados no chão com quatro estacas de PVC à altura de 1,00 m do solo.

As coletas da serapilheira produzida foram realizadas mensalmente durante 12 meses no ano de 2013. O material foi seco previamente ao ar livre ou em estufa de circulação forçada a baixas temperaturas, com o objetivo de preservar a aparência do material. Posteriormente, as amostras foram separadas nas seguintes frações: folhas, ramos com até 2 cm, material reprodutivo (flores, frutos, sementes), ramos aciculados (ramos e acículas de araucária) e miscelânea (material particulado e não identificado). A fração folhas foi então separada por espécie, sendo que em alguns casos a identificação ficou limitada ao nível de gênero. Folhas em estado avançado de decomposição foram classificadas como “não identificáveis”. As frações foram secas em estufa a uma temperatura de 65°C até ating irem massa constante e tiveram suas massas quantificadas em balança analítica com precisão de 0,01 g.

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ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.13 n.24; p. 2016 416 Os dados de massa seca de serapilheira foram tabulados em planilha eletrônica e analisados apropriadamente, separando-se as informações das frações e espécies em cada mês do ano. Foram obtidos dados meteorológicos referentes às variáveis: radiação, temperaturas (máxima média, mínima média, média, máxima absoluta, mínima absoluta), precipitação, velocidade do vento e umidade, todas elas oriundas da base de dados do SIMEPAR (Sistema Meteorológico do Paraná).

Os dados da estação meteorológica de Fernandes Pinheiro, PR, que fica a aproximadamente 40 km de São João do Triunfo, foram empregados para esse fim. Para verificar a existência de correlação entre as variáveis meteorológicas e a produção de serapilheira aplicou-se o coeficiente de correlação de Pearson (r).

RESULTADOS E DISCUSSÕES

A produção total de serapilheira no ano de 2013 foi de 7,08 Mg.ha-1.ano-1, pouco acima da obtida por BRITEZ et al. (1992), que registraram 6,53 Mg.ha-1.ano-1 em Floresta Ombrófila Mista em São Mateus do Sul, PR. A produção de serapilheira também foi superior à obtida por FIGUEIREDO FILHO et al. (2005), que contabilizaram 6,33 Mg.ha-1.ano-1 em Floresta Ombrófila Mista em Irati, PR (Tabela 1).

O mês que mais contribuiu para a produção de serapilheira foi dezembro (1,17 Mg.ha-1), seguido por janeiro (0,87 Mg.ha-1). A primavera, constituída pelos meses de outubro, novembro e dezembro, foi a estação com maior contribuição, com deposição de 2,49 t.ha-1. Isso pode ser resultado da substituição parcial ou total de folhas envelhecidas por folhas novas como consequência do intenso crescimento primaveril (BACKES et al., 2005).

Depois da primavera, os meses de janeiro, fevereiro e março, que constituem o verão, foram os meses com a maior contribuição na produção de serapilheira, com um total de 1,95 Mg.ha-1, como resultado da alta produção de galhos e ramos aciculados no período. O outono (abril, maio e junho) e o inverno (julho, agosto e setembro), período de menos atividade metabólica das plantas, contribuíram respectivamente com 1,28 e 1,35 Mg.ha-1, sendo as estações com menor produção de serapilheira.

TABELA 1 – Produção de serapilheira no ano de 2013 (Mg.ha-1) em um fragmento de Floresta Ombrófila Mista em São João do Triunfo, PR

Mês Ramos

Aciculados Folhas Galhos Miscelânea

Material

Reprodutivo Cascas Total

Janeiro 0,42 0,15 0,13 0,10 0,06 0,01 0,87 Fevereiro 0,37 0,13 0,07 0,03 0,05 0,01 0,66 Março 0,17 0,09 0,10 0,03 0,02 0,01 0,42 Abril 0,23 0,11 0,03 0,03 0,03 0,01 0,44 Maio 0,32 0,14 0,03 0,04 0,05 0,02 0,61 Junho 0,06 0,09 0,03 0,02 0,05 0,01 0,24 Julho 0,11 0,15 0,04 0,02 0,01 0,01 0,34 Agosto 0,12 0,30 0,04 0,02 0,01 0,00 0,49 Setembro 0,11 0,27 0,06 0,05 0,01 0,02 0,52 Outubro 0,11 0,35 0,05 0,05 0,09 0,01 0,66 Novembro 0,27 0,24 0,06 0,05 0,03 0,01 0,66 Dezembro 0,61 0,20 0,19 0,09 0,05 0,02 1,17 Total 2,90 2,22 0,83 0,53 0,46 0,14 7,08 Média 0,24 0,19 0,07 0,04 0,04 0,01 0,59 % 40,96 31,36 11,72 7,49 6,50 1,98 100,00

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ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.13 n.24; p. 2016 417 As frações da serapilheira apresentaram contribuições muito distintas entre si. Enquanto os ramos de araucária, ou ramos aciculados, ocuparam cerca de 41% da amostra total, a fração composta por cascas representou somente 2%, sendo a que menos contribuiu na produção. É relevante destacar que houve produção de serapilheira de ramos aciculados de araucária em todos os meses do ano, com maior participação no período correspondente ao verão. LONGHI et al. (2011), pesquisando o assunto em Floresta Ombrófila Mista típica, contabilizaram 7,9 Mg.ha -1

de serapilheira produzida, com 54% referentes aos ramos aciculados de araucária, demonstrando a importante contribuição da espécie na serapilheira produzida.

A fração composta por folhas também demonstrou um alto potencial contributivo compondo 32% da produção total, seguida pela fração galhos, com 12%. Entretanto, a fração folhas demonstrou resultados inferiores aos encontrados por FIGUEIREDO FILHO et al. (2003), que obtiveram um total de 57%. No estudo destes autores, a fração galhos correspondeu a 26,7% da produção de serapilheira, sendo também superior ao encontrado neste trabalho. As frações de material reprodutivo e miscelânea representaram 6% e 7% da serapilheira produzida respectivamente no referido trabalho. BACKES et al. (2005), em Floresta Ombrófila Mista em São Francisco de Paula, RS, obtiveram uma produção média anual de 10,3 Mg.ha.ano-1, sendo 59% do material oriundo da araucária, 33,9% de folhas de espécies latifoliadas e 7,08% por cascas, líquens, musgos e miscelânea.

São escassos os trabalhos que versam sobre produção estacional de serapilheira em Floresta com Araucária, principalmente considerando as frações produzidas. BACKES et al. (2005) observaram que a queda de folhas e acículas aumentou significativamente durante a primavera. Naquele estudo, a produção de acículas e de ramos de araucária obedeceu a um ciclo com o máximo durante a primavera, decrescendo progressivamente até o inverno, durante o qual, foi registrada a menor produção.

Na Tabela 2 observa-se a produção das 10 espécies de maior contribuição na serapilheira foliar produzida em 2013. O somatório da deposição das 10 espécies representa 48% da produção de folhas do ano. Exclui-se a araucária pelo fato que a serapilheira dessa espécie foi categorizada em separado (ramos aciculados). A espécie Matayba elaeagnoides Radlk, popularmente conhecida como miguel-pintado, foi a que mais contribuiu na deposição das folhas, com um total de 218,41 kg.ha-1. No estudo desenvolvido por SCHUMACHER et al. (2011), em Floresta Estacional Decidual no Rio Grande do Sul, as espécies Matayba elaeagnoides e

Nectandra megapotamica também figuraram entre as espécies de maior contribuição

na deposição de folhas.

Na Tabela 3 podem ser observadas as três espécies que mais contribuíram para a produção de serapilheira foliar de cada um dos meses de 2013. Matayba

elaeagnoides ocorre entre as três primeiras em nove dos 12 meses do ano, com Nectandra grandiflora e Capsicodendron dinisii aparecendo logo depois, ambas

ocorrendo em cinco dos 12 meses do ano. Pesquisas a respeito da produção mensal de serapilheira por espécie na Floresta Ombrófila inexistem na literatura.

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TABELA 2 – Produção de serapilheira no ano de 2013 (kg.ha-1) das 10 principais espécies em um fragmento de Floresta Ombrófila Mista em São João do Triunfo, PR Espécie kg.ha-1 Matayba elaeagnoides Nectandra grandiflora Capsicodendron dinisii Ocotea porosa Cinnamomum sellowianum Ilex paraguariensis Campomanesia xanthocarpa Bauhinia forficata Nectandra megapotamica Casearia decandra 218,41 187,62 137,86 130,22 75,91 71,01 70,73 63,27 52,56 40,23

Somatório das 10 espécies 1.047,83

TABELA 3 – Produção mensal de serapilheira no ano de 2013 (kg.ha-1) das principais espécies em um fragmento de Floresta Ombrófila Mista em São João do Triunfo, PR

Mês Espécie J F M A M J J A S O N D Ocotea porosa 0,81 0,25 0,25 0,72 0,63 Eugenia uniflora 0,50 Matayba elaeagnoides 0,49 0,38 0,28 0,23 0,33 1,43 1,13 0,88 0,34 Nectandra grandiflora 0,26 0,62 1,57 1,01 0,60 Alchornea triplinervia 0,24 0,48 Capsicodendron dinisii 0,18 0,25 0,20 0,45 0,28 Sloanea cf. garckeana 0,22 0,21 Casearia decandra 0,36 Luehea divaricata 0,30 Bauhinia forficata 0,30 0,47 Campomanesia xanthocarpa 0,27 0,95 Cinnamomum sellowianum 0,52

Em termos de deposição de serapilheira na floresta, as três principais espécies apresentaram correlação negativa com a umidade do ar e essas correlações foram significativas ao nível de 5% de probabilidade (Tabela 4). Além da correlação com a umidade, a espécie Nectandra grandiflora apresentou uma correlação positiva com a radiação solar, podendo indicar uma maior sensibilidade da planta à luz solar direta. As demais correlações foram não significativas. Apesar de não significativas as correlações com a velocidade do vento, cita a literatura que essa variável pode influenciar em uma maior queda de folhas, possivelmente retirando as folhas mais mortas que ainda estão presas nos galhos e uma menor taxa de umidade pode levar a uma maior perda de folhas para reduzir o estresse hídrico (VIERA et al., 2010).

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TABELA 4 – Correlação da produção mensal de serapilheira no ano de 2013 (kg.ha

-1

) das principais espécies em um fragmento de Floresta Ombrófila Mista em São João do Triunfo, PR, com variáveis meteorológicas Variável meteorológica Unidade Matayba

elaeagnoides Nectandra grandiflora Capsicodendron dinisii Radiação W.m-2 0,20 0,59 0,50

Temperatura máxima média oC -0,10 0,38 0,18

Temperatura mínima média oC 0,41 0,16 -0,12

Temperatura média oC 0,28 0,29 0,03 Temperatura mínima absoluta o C 0,04 0,53 0,30 Temperatura máxima absoluta o C -0,41 0,13 -0,15 Precipitação mm -0,24 -0,21 -0,25 Velocidade do vento m.s-1 0,33 0,56 0,39 Umidade relativa do ar % -0,64 -0,61 -0,69

Nota: Campos sombreados denotam correlações significativas a 5% de probabilidade

No que concerne às correlações das variáveis meteorológicas com a deposição mensal de serapilheira, evidenciou-se um número expressivo de associações significativas a 5% de probabilidade (Tabela 5). Foram observadas correlações significativas entre as frações da serapilheira e praticamente todas as variáveis meteorológicas analisadas, exceto a precipitação.

A fração miscelânea apresentou correlação positiva com a radiação, com as temperaturas médias, temperaturas máximas e mínimas médias e temperatura máxima absoluta, indicando que em temperaturas mais altas pode haver um acréscimo de resíduos e materiais mais decompostos e particionados. Já as frações galhos e ramos aciculados também se mostraram positivamente correlacionadas com as temperaturas máxima e mínima média, média e máxima absoluta, além de apresentar correlação com a temperatura mínima absoluta. Temperaturas mínimas e máximas mais altas podem ter influenciado em uma maior deposição de ramos de araucária, possivelmente para reduzir a perda de água por meio de suas acículas. A fração material reprodutivo e a fração cascas não apresentaram correlação com nenhuma das variáveis meteorológicas, mas é necessário que sejam realizados mais estudos com o intuito de dar continuidade ao trabalho realizado nessa área e clarificar possíveis relações de causa e efeito.

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TABELA 5 – Correlação da produção mensal de frações da serapilheira no ano de

2013 (kg.ha-1) de um fragmento de Floresta Ombrófila Mista em São João do Triunfo, PR, com variáveis meteorológicas

Variável meteorológica Ramo

Aciculado Folhas Galhos Miscelânea

Material Reprodutivo Casca Radiação 0,55 0,51 0,53 0,66 0,38 0,15 Temperatura máxima média 0,74 0,16 0,71 0,71 0,41 0,21 Temperatura mínima média 0,70 -0,20 0,67 0,59 0,45 0,20 Temperatura média 0,74 -0,02 0,72 0,68 0,45 0,23 Temperatura mínima absoluta 0,62 0,37 0,58 0,68 0,27 0,31 Temperatura máxima absoluta 0,67 -0,23 0,61 0,54 0,41 0,11 Precipitação -0,27 -0,44 -0,10 -0,17 0,09 -0,20 Velocidade do vento 0,35 0,61 0,45 0,48 0,02 -0,08 Umidade relativa do ar -0,12 -0,83 -0,17 -0,36 0,02 -0,10

Nota: Campos sombreados denotam correlações significativas a 5% de probabilidade

CONCLUSÕES

Os resultados deste estudo se coadunam com outros existentes na literatura para florestas semelhantes;

A araucária exerce grande importância na composição da serapilheira, principalmente pela deposição contínua, em todos os meses doa no, de seus ramos aciculados;

Além da araucária, Matayba elaeagnoides surge como a espécie folhosa mais importante no que tange à deposição de serapilheira no fragmento florestal em estudo;

Fatores ambientais, aqui representados por variáveis meteorológicas, exercem influência na deposição de serapilheira. Estudos atinentes ao tema pesquisado precisam ser continuados para clarificar essas relações.

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