Leaf Decomposition in Dense Ombrophilous Forest in Different Altitudes and Climate Conditions

A decomposição da serapilheira é um processo fundamental, que influencia o armazenamento de carbono (C) no solo e a disponibilidade de nutrientes para as plantas e os microrganismos, afetando assim a distribuição de espécies em um ecossistema. A Floresta Ombrófila Densa, conhecida popularmente como Mata Atlântica localiza-se ao longo da costa brasileira e é caracterizada pela elevada diversidade e endemismo. Dentre as diversas famílias botânicas presentes neste ecossistema, a família Fabaceae apresenta grande importância, tanto pela sua abundância e ampla distribuição, como por desempenhar um papel importante no ciclo do nitrogênio (N) terrestre. O objetivo deste estudo foi investigar as taxas de decomposição e mudanças na composição inorgânica e orgânica da serapilheira ao longo desse processo em duas fisionomias de florestas (Terras Baixas vs. Montana) localizadas em diferentes altitudes (100 m vs. 1000 m). Levantamentos realizados em diferentes formações vegetais da Floresta Ombrófila Densa ao longo de um gradiente altitudinal indicam diferenças significativas na disponibilidade de N nos solos em diferentes altitudes, além de diferenças contrastantes na temperatura do ar. Essas diferenças podem influenciar na composição das folhas, que por sua vez interfere no processo de decomposição. Os experimentos com litter bags foram instalados no início do período seco e outro no início do período chuvoso, com duração de um ano cada um. As espécies selecionadas para esse estudo pertencem a família Fabaceae (Inga lanceifolia e Swartzia simplex var. grandiflora), e foram comparadas a uma espécie pertencente a família Monimiaceae (Molinedia schottiana). A taxa de decomposição e a degradação da lignina, celulose, hemicelulose e do nitrogênio foram mais rápidos na leguminosa da floresta de Terras Baixas em comparação a não-leguminosa. Por outro lado, não houve diferença nas taxas de decomposição entre I. lanceifolia e M. schottiana da floresta Montana. Mas, comparando a espécie M. schottiana, a não-leguminosa comum nas duas altitudes, esta espécie se decompôs mais rapidamente na floresta de Terras Baixas em relação a Montana. Na floresta de Terras Baixas, não só as temperaturas mais elevadas, mas também as diferentes característica químicas, como o elevado teor de N e a baixa razão C:N na serapilheira da leguminosa podem acelerar os processos de decomposição nesta floresta, além disso, a menor concentração de polifenóis na M. schottiana a 100 m comparada a 1000 m de altitude também pode ter favorecido as elevadas taxas de decomposição na floresta de Terras Baixas. Portanto, as características químicas da serapilheira também parecem regular as taxas de decomposiçãoLitter decomposition is a fundamental process that affects carbon (C) storage in the soil and nutrients availability for plants and microorganisms, impacting the distribution of species in a given ecosystem. The Dense Ombrophilous Forest, commonly known as Atlantic Forest, is located along the Brazilian coast and characterized by its high diversity and endemism. Among many botanic families existing in this ecosystem, the Fabaceae family has great importance because it is very abundant and well distributed and also plays an important role in the terrestrial nitrogen (N) cycle. The objective of this study was to investigate decomposition rates and changes in inorganic and organic litter composition throughout this process in two forest physiognomies (Lowland vs. Montane) located in different altitudes (100 m vs. 1000 m). Studies realized along an altitudinal gradient in different vegetation formations of Dense Ombrophilous Forest indicate significant differences in N availability in the soil of different altitudes, and contrasting differences in air temperature. These differences can influence leaf decomposition, which interferes in the decomposition process. One of the experiments with litter bags were set at the beginning of the dry season and another at the beginning of the wet season, each one with duration of one year. The species selected for this study belong to the Fabaceae family (Inga lanceifolia and Swartzia simplex var. grandiflora) and were compared to another species of the Monimiaceae family (Molinedia schottiana). The decomposition rates, lignin, cellulose, hemicellulose and nitrogen degradation were faster in legume than non-legume in Lowland forest. On the other hand, there was no difference in decomposition rates between M. schottiana and I. lanceifolia in Montane forest. But, comparing M. schottiana specie, a common non-legume in the two altitudes, this specie decomposed faster in Lowland than Montane forest. In Lowland forest, not only higher temperatures, but also the different chemical characteristics, such as high nitrogen content and low C:N ratio in the legume litter could accelerate the decomposition processes in this forest, in addition, lower polyphenols concentration in M. schottiana in Lowland compared to Montane forest can also favored the high decay rates in Lowland forest. Therefore, the litter chemical characteristics also appear to regulate the decomposition rate