Dinâmica de nutrientes em fitofisionomias do domínio dos cerrados na estação ecológica do Panga, região do Triângulo mineiro

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Ecologia, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, 2006.Na região do Cerrado, a distribuição de distintas formas fitofisionômicas é geralmente associada a variações nos solos. No entanto, diferentes formações vegetais podem ocorrer em solos similares e uma dada forma de vegetação pode ocorrer em diferentes solos em áreas adjacentes. Assim, o presente estudo teve o objetivo de investigar as diferenças na fertilidade e nas concentrações de nutrientes na serapilheira e folhas das principais espécies arbóreas em diferentes formas fisionômicas de vegetação do domínio dos Cerrados que ocorrem na Estação Ecológica do Panga (19o10´S / 48o24’W) em Uberlândia, Minas Gerais, Brasil. Amostras compostas de solo de três profundidades, amostras de serapilheira e amostras de folhas das principais espécies foram coletadas em parcelas de 10 m x 20 m distribuídas em cinco formas fisionômicas de vegetação (campo sujo, cerrado sensu stricto e cerradão em solos distróficos, e cerradão e mata semidecídua em solos mesotróficos) em dois períodos do ano (outubro de 2003 e abril de 2004) e analisadas quanto aos principais nutrientes. A densidade absoluta das espécies nas parcelas e os dados de nutrientes para a serapilheira e solos foram usados em Análise de Correspondência Canônica Destendencionada. Independente do período amostrado, a disponibilidade de Ca, Mg e K foi baixa em solos distróficos que em solos mesotróficos. A disponibilidade destes nutrientes foi maior em floresta semidecídua do que em cerradão em solo mesotrófico. Estas diferenças podem ser atribuídas a diferença no material de origem dos solos. As concentrações de N foram mais de sete vezes maiores em formações florestais que em formações não florestais. As concentrações foliares de Ca, Mg e K foram maiores em formações vegetais com alta disponibilidade destes nutrientes no solo. Elevada acumulação de biomassa nas formações florestais com alta disponibilidade de Ca e Mg no solo resultaram em elevadas concentrações de N na vegetação e, consequentemente, na serapilheira e no solo. A serapilheira das xiv formações florestais de solos mesotróficos tiveram maiores concentrações de Ca e Mg. Ainda, a serapilheira de floresta semidecídua teve maiores concentrações de K que todas outras formações. Concentrações foliares de N e K foram maiores do que suas concentrações na serapilheira, aparentemente pela retranslocação anterior à senescência. Concentrações de K na serapilheira foram cerca de um quarto das concentrações foliares. As análises multivariadas resultaram em três grupos de parcelas, dois associados com altas concentrações de Ca, Mg e K, dos quais um conjunto correspondeu a cerradão e o outro envolveu mata semidecídua, e o terceiro grupo incluiu solos distróficos com baixos teores de Ca, Mg e K e fitofisionomias campo sujo, cerrado sensu stricto e cerradão. Assim, elevados níveis de Ca, Mg e K foram responsáveis pela diferenciação de fisionomias florestais na área experimental. Elevada disponibilidade destes nutrientes nestes solos foram refletidas em elevadas concentrações foliares nas principais espécies arbóreas e nas elevadas concentrações na serapilheira de florestas. _______________________________________________________________________________ ABSTRACTIn the cerrado region the distribution of distinct physiognomic forms of vegetation is generally associated with variations in soils. However, different vegetation formations can occur on similar soils and a given vegetation form can occur on different soils in adjacent areas. Thus the present study had the objective of investigating the differences in soil fertility and nutrient concentrations in litter and leaves of principal tree species among different physiognomic forms of vegetation of the cerrado domain which occur at the Estação Ecológica do Panga (19o10´S / 48o24’W) in Uberlândia, Minas Gerais, Brazil. Composite soil samples from three depths, litter samples and leaf samples of principal species were collected from 10 m x 20 m plots laid out in five physiognomic forms of vegetation (campo sujo, cerrado sensu stricto and cerradão in dystrophic soils, and cerradão and semideciduous forest in mesotrophic soils) twice during a year (October 2003 and April 2004) and analyzed for major plant nutrients. The absolute density of species in the plots and the nutrient data for the litter and the soils were used in Detrended Canonical Correspondence Analysis. Independent of the time of sampling, Ca, Mg and K availability was lower in the dystrophic soils than in mesotrophic soils. The availability of these nutrients was higher in the semideciduous forest than in the cerradão on mesotrophic soils. These differences could be attributed to the difference in parent materials of the soils. The N concentrations were up to five times greater in the forest formations than in the non forest formations. The foliar concentrations of Ca, Mg and K were greater in vegetation forms with higher availability of these nutrients in the soil. Higher biomass accumulation in the forest formations with higher availability of soil Ca and Mg resulted in higher concentrations of N in the vegetation and consequently in the litter and the soil. The litter in the forest formations on mesotrophic soil had higher concentrations of Ca and Mg. Further, the litter in the semideciduous forest had higher concentrations of K than xvi all other formations. Foliar concentrations of N and K were higher than litter concentrations, apparently due to retranslocation before senescence. Litter concentrations of K was about one fourth of the foliar concentrations. Multivariate analyses resulted in three groups of plots, two associated with high soil Ca, Mg and K, of which one set belonged to cerradão and the other involved semideciduous forest, and the third group included dystrophic soils with low Ca, Mg and K and the physiognomies of campo sujo, cerrado sensu stricto and cerradão. Thus higher soil Ca, Mg and K were responsible for differentiation of the forest physiognomies in the experimental area. Higher availability of these nutrients in the soil was reflected in higher foliar concentrations in principal tree species and in higher concentrations in forest litter