Study of soil fauna as quality bioindicator in urban forest fragments

A qualidade do solo está relacionada ao seu funcionamento e é mensurada por indicadores físicos e químicos, como também por organismos, os quais desempenham as mais variadas funções ecossistêmicas. A diversidade da pedofauna nos ecossistemas pode ser afetada por vários fatores, justamente por esses invertebrados serem sensíveis às mudanças ambientais. A pesquisa avaliou a qualidade de solos de fragmentos florestais urbanos na cidade de São Paulo, especificamente nos parques Cientec, Cantareira e Jaraguá, utilizando espécies de minhocas como bioindicadoras. Foi realizada nas áreas de estudo uma coleta concentrada no inverno (09/2014; 10/2014) em ambientes seco e úmido, com o objetivo de verificar a diversidade, ocorrência, biomassa (g.m²) e densidade (Ind.m²) dos indivíduos coletados e sua relação com as variações ambientais, especialmente com a temperatura do solo, profundidade do solo, presença e ausência de drenagem na parcela e atributos químicos como, pH, C.O, K, P, Ca, Mg e Al. Delimitou-se aleatoriamente, em ambiente seco e úmido, uma área fixa de 1,7 hectare por parcela amostral, onde foram amostrados nove TSBF por ambiente, com espaçamento de 30 m entre cada ponto e 20 m de bordadura, totalizando 54 pontos amostrais. Os exemplares de pedofauna subsuperficial foram capturados pela técnica TSBF (Tropical Soil Biology and Fertility), que consiste em monólitos de 30x30 de largura e 30 cm de profundidade. Após a triagem do solo os exemplares foram colocados em soluções de álcool 92%, e posteriormente, mensurados estatisticamente pelos índices de diversidade, equabilidade, e biomassa; por fim, foram identificados ao nível de espécie, as minhocas, e ao nível de família e gênero, as classes arachnida, coleoptera, quilopoda e diplopoda. Nos mesmos pontos do TSBF foram coletadas amostras de solo para a análise dos atributos químicos, assim como foram utilizados dados climáticos para avaliação de atributos físicos, que serviram como variáveis ambientais explicativas. Dos atributos climáticos, nos meses analisados a precipitação mensal não atingiu 70 mm e, em geral, ficou abaixo da média climatológica, caracterizando um período extremamente seco. Encontrou-se uma correlação positiva entre temperatura do solo, diversidade ecológica funcional, distribuição vertical no solo, hábito alimentar e dinâmica de biopedoturbação das minhocas. A umidade do solo influenciou diretamente ocorrência de Ind.m², além de favorecer espécies e gêneros específicos. Na análise de parâmetros químicos, a diminuição da acidez do solo, o aumento do teor de C.O e elevada disponibilidade de macronutrientes influenciaram no aumento de Ind.m² e o que justifica os 159 Ind.m² em ambiente seco e 148 Ind. m² em ambiente úmido para o Parque Jaraguá, representando 46% do total de exemplares coletados. O parque Cientec e Cantareira apresentaram solos muito ácidos e menores índices de C.O e macronutrientes se comparados com o parque Jaraguá, totalizando 24% e 30% dos exemplares coletados. Os índices bioestatísticos apontaram que as minhocas foram predominantes, tanto em densidade (minhocas.m²) quanto em biomassa (g.m²) dentre toda a macrofauna edáfica coletada e confirmaram que as variáveis químicas e climáticas do solo tem maior relevância para explicar a diversidade, ocorrência, biomassa e densidade de minhocas e consequentemente, as funções ecossistêmicas desempenhadas pelas mesmas.Soil quality is related to its functioning and is measured by physical and chemical indicators, but also by organisms inserted therein, which play the most diverse ecosystem functions. The diversity of soil macrofauna in ecosystems can be affected by many factors, due these organisms being sensitive to environmental changes. The research evaluated the quality of urban forest fragments soils in São Paulo, specifically in Cientec, Cantareira and Jaraguá parks, using earthworms as bioindicators. It was performed at study sites a concentrated collection in winter (09/2014, 10/2014), in dry and wet environments, in order to assess the diversity, occurrence, biomass and density of individuals collected in accordance with variations in environment ,especially with soil temperature, soil depth, presence and absence of the drainage portion and chemical attributes such as , pH, O.C, K, Ca, Mg and Al. Delimited randomly, in a dry and humid environment a fixed area of 1.7 hectare per plot sample, where was sampled nine TSBF per environment, with spacing of 30 m between each point and 20 m margin, totaling 54 sampling points. Exemplary subsurface pedofauna were captured by adapted TSBF technique (Tropical Soil Biology and Fertility) consisting of monoliths 30x30 wide and 30 cm deep. After the soil screening the specimens were fixed in 92% alcohol solution and subsequently measured statistically by the diversity index, equability, and biomass; finally, were identified to species level, earthworms, and the family level and genus, the arachnida, coleoptera, quilopoda and diplopoda classes. In the same points of TSBF soil samples were collected for analysis of chemical attributes, as well as climate data were used for evaluation of physical attributes, which served as explanatory environmental variables. About the climatic attributes in the analyzed months, the monthly rainfall did not reach 70 mm and, in general, was below the climatological average, featuring an extremely dry period. It was found a positive correlation between soil temperature, functional ecological diversity, vertical distribution in the soil, feeding habits and dynamics of bioturbation of earthworms. Soil moisture directly influenced the frequency Ind.m², besides favoring specific genus and species. In the analysis of chemical parameters, the reduction of soil acidity, increased O.C. content and the high nutrient availability influenced the increase of Ind.m² which explains the 159 ind.m² in dry conditions and 148 ind. m² in a humid environment for the Jaraguá park, representing 46% of all copies of the collection TSBF. The Cientec and Cantareira park had more acidic and lower rates of soil organic carbon and macronutrients if compared to the Jaraguá park, totaling 24% and 30% of the collected specimens. The biostatisticians indexes pointed out that the worms were prevalent in both density (earthworms.m²) and biomass (g.m²), among all the soil macrofauna collected in contrasting environments and sites and confirmed that chemical soil and climatic variables have greater relevance to explain the diversity, occurrence, biomass and density of earthworms and consequently the ecosystem functions performed by them