Relationship between rainfall and effective stock of organic matter in surface nutrient cycling in urban rain forest: Parque Nacional da Tijuca - RJ

O estoque de matéria orgânica de superfície refere-se a todo material orgânico decomposto ou em decomposição sobreposto ao solo mineral, bem como ao material orgânico misturado às partículas minerais do horizonte A. Este serve como indicador da funcionalidade e integridade de ecossistemas florestais quando o analisamos sob a perspectiva das "Formas de Húmus". Nesta perspectiva o material orgânico se presenta como disposto em camadas internas que variam no peso e espessura de acordo com a atuação dos agentes decompositores locais, e expressa a ciclagem de nutrientes que se dá a partir dos dois principais processos que sintetizam e/ou modulam o funcionamento dos ecossistemas, a produção e a decomposição da matéria orgânica. O modelo de formas de húmus segue uma classificação desenvolvida na Europa que não se aplica perfeitamente às áreas tropicais pela alta variabilidade de ambientes. Estima-se que fatores locais e particulares como características edáficas, estrutura e composição da vegetação, relevo e o microclima podem distorcer esta classificação e diferir significativamente do modelo global. Esta pesquisa buscou o refinamento deste modelo, buscando entender de que modo a pluviosidade efetiva (chuva que atravessa a copa das árvores e chega ao solo), como fenômeno de natureza microclimática, se relaciona com o estoque de matéria orgânica de superfície (sob a perspectiva das formas de húmus) em ambiente de floresta ombrófila montanhosa urbana.Para tal foram executadas análises físicas sobre o estoque de matéria orgânica de superfície, monitoramento da pluviosidade efetiva com pluviômetro experimentais adaptados para esta demanda e análises químicas sobre a água da chuva após lixiviação da matéria orgânica. Foi montada uma estrutura composta de quinze pluviômetros experimentais em uma encosta florestada no Parque Nacional da Tijuca (Rio de Janeiro - RJ) e instalação de pluviômetros eletrônicos em ambientes de céu aberto em áreas adjacentes a esta encosta pertencentes à área do parque. Os resultados indicam que da chuva que cai na floresta, cerca de 15% é interceptada pelas copas e o restante, parte é interceptada pela matéria orgânica do solo. A camada MFB (ou H) é a que retém mais água, indicando que, florestas que a decomposição é rápida no processo de fragmentação e lenta na mineralização, terão mais água retida no estoque de matéria orgânica. As diferentes camadas vão nutrir o solo de maneira diferenciada quando este processo deriva da lixiviação, como o cálcio que é liberado em a maior quantidade pelas camadas mais fragmentadas como a F e a MFB, o potássio e magnésio têm maior disponibilização quando deriva da camada L, indicando que durante este processo estes nutrientes são mais consumidos do que liberados. Foi perceptível que o sódio é bastante abundante na chuva antes mesmo de atingir a matéria orgânica, confirmando estudos anteriores. A utilização deste sistema proposto de pluviômetros experimentais possibilitou entender como esta estratificação interna do estoque de matéria orgânica de superfície acumula água, pois os métodos tradicionais não se baseiam no modelo de formas de húmus, e possibilitou ainda, o a análise do processo de lixiviação e liberação de nutrientes para o solo.The organic matter stocks surface refers to any organic material in decomposition or decomposed superimposed on mineral soil, and the mixed organic material to the mineral particles of the horizon A. This serves as an indicator of the functionality and integrity of forest ecosystems when analyzed from the perspective of "Humus Forms." In this perspective the organic material presents as layered internal ranging in weight and thickness according to the activities of agents decomposers local and express nutrient cycling that occurs from the two main processes that synthesize and / or modulate the functioning of ecosystems, production and decomposition of organic matter. The model forms humus follows a classification developed in Europe that does not apply perfectly to tropical areas by high environmental variability. It is estimated that local and particular factors as soil characteristics, vegetation structure and composition, topography and microclimate can distort this classification and differ significantly from the global model.This study sought to refine this model, seeking to understand how the effective rainfall (rain crossing the canopy and reaches the ground), as a phenomenon of nature microclimate, relates to the stock of organic matter from the surface (from the perspective forms of humus) in an environment of urban mountainous rainforest.For such analyzes were performed on the physical stock of organic matter from the surface, the effective monitoring of rainfall with rain gauges experimental adapted to this demand and chemical analyzes of rain water after leaching of organic matter. Has assembled a structure composed of fifteen experimental gauges on a forested hill in the Tijuca National Park (Rio de Janeiro - RJ) and installation of electronic gauges in environments of open areas adjacent to slopes belonging to this area of ??the park.The results indicate that the rain that falls in the forest, about 15% is intercepted by the canopy and the remaining portion is intercepted by soil organic matter. The MFB layer (or H) is that retains more water, indicating that forests that the decomposition is faster in the process of fragmentation and slow mineralization have more water retained in the stock of organic matter. The different layers will feed the soil differently when this process is derived from the leaching, as the calcium that is released in the greatest quantity by the layers more fragmented as F and MFB, potassium and magnesium are derived from more readily available when the layer L, during this process indicates that these nutrients are consumed more than released. It was noticeable that sodium is quite abundant in the rain before reaching the organic matter, confirming previous studies. The use of this proposed system gauges experimental possible to understand how this internal stratification of the stock of organic matter accumulated water surface, as the traditional methods are not based on the type of humus forms, and possible further analysis of the the leaching process and release nutrients to the soil