Decomposição foliar de espécies pioneiras e macrofauna de solo em ecossistemas degradados pela deposição de cinzas e extração do carvão

Abstract

Dois estudos envolvendo o processo de decomposição foliar de espécies pioneiras e os organismos da macrofauna de solo foram realizados em ecossistemas degradados pela deposição de cinzas e extração do carvão no Rio Grande do Sul, Brasil. Os estudos resultaram em três artigos científicos. O primeiro estudo (1° artigo) acessou a decomposição foliar e a colonização da macrofauna nos folhiços do capim-bermuda (Cynodon dactylon- Poaceae), da mamona (Ricinus communis- Euphorbiaceae), e da aroeira-vermelha (Schinus terebinthifolius- Anacardiaceae), plantas participantes da sucessão natural inicial, em áreas de deposição de cinzas leves e cinzas grossas/escória na mata ciliar do Rio Jacuí, em São Jerônimo. O segundo artigo - originário deste primeiro estudo-tratou exclusivamente sobre os padões de colonização de espécies de tatuzinhos de solo (Isopoda), grupo de animais detritívoros com alta abundância no local, no folhiço das mesmas três plantas. Ainda, compararam-se as suas abundâncias e algumas características reprodutivas entre os dois depósitos de cinzas. O segundo estudo (terceiro artigo) testou uma técnica de manejo para acelerar o processo da decomposição foliar de Pinus elliottii (Pinaceae) e enriquecer a fauna de macroartrópodes de solo em uma floresta monodominate de pinus sobre solo minerado e reconstruído topograficamente no município de Minas do Leão. Todos os estudos foram realizados empregando-se a técnica de bolsas-de-folhiço, que consistiu em bolsa de nylon de 30 X 20 cm e malha de 0.2 X 1.0 cm. A decomposição foi medida calculando-se a perda de massa foliar seca nas datas amostrais (6, 35, 70 e 140 dias após a exposição das folhas - 1° e 2° artigo ; 3 e 6 meses - 3° artigo ). Foram realizadas análises de macronutrientes do material foliar remanescente. A macrofauna (indivíduos > 2 mm) foi retirada manualmente das bolsas-de-folhiço em laboratório, ou com extrator de Berlese-Tüllgren modificado (3° artigo), separada em ordens e morfoespeciada. Foi constatado que a mamona apresentou decomposição foliar mais rápida (k= 20.7) e maior densidade de indivíduos da macrofauna no seu folhiço, mas, no entanto, apresentou menor riqueza de espécies do que as outras plantas pioneiras. Os folhiços do capim-bermuda e da aroeira-vermelha foram similares com relação à decomposição e a diversidade da macrofauna. As espécies de tatuzinhos colonizaram igualmente as três espécies de plantas ao longo do tempo. Apesar da decomposição foliar não ter sido influenciada, a ocorrência de Atlantoscia floridana (Isopoda), a abundância e fecundidade de fêmeas de Benthana taeniata (Isopoda), e a composição total de espécies da macrofauna foram afetadas pelos diferentes depósitos de cinzas de carvão. Como esperado, a adição de folhas de plantas nativas sobre o solo homogêneo da floresta monodominante de pinus em solo minerado modificou a composição química do folhiço de pinus e aumentou a diversidade dos macroartrópodes de solo, demonstrado ser uma estratégia potencial ao manejo e à restauração ecológica. Estes estudos têm como metas contribur ao entendimento sobre a ecologia (processos ecológicos e interação organismos - folhiço) de áreas degradadas pela deposição de cinzas e áreas de extração e processamento do carvão no sul do Brasil.

Two studies concerning the leaf decomposition of pioneer plant species and the soil macrofauna organisms were performed in ecosystems degraded by the deposition of ashes and coal extraction in Rio Grande do Sul, Brazil. These studies resulted in three scientific articles. The first study (primary article) accessed the decomposition and the macrofauna colonization among leaves of bermuda-grass (Cynodon dactylon - Poaceae), the castor oil plant (Ricinus communis - Euphorbiaceae), and the Brazilian peppertree (Schinus terebinthifolius - Anacardiaceae); all are plants that participate in the initial natural succession in areas of deposition of fly ashes and boiler slag in Rio Jacuí's ciliar forest, located in São Jerônimo. The second article (derived from the primary study) exclusively analyzes the colonization patterns of woodlice species (Isopoda), a detritivorous group with high abundance at the site, among the leaf-litter of the same three plants. Their abundances and some reproductive characteristics were compared between the two deposits of ashes. The second study (tertiary article) tested a technique of management to motivate the leaf decomposition of Pinus elliottii (Pinaceae), and to enrich the soil macroarthropod fauna in a pinus monospecific forest with spontaneous establishment on a mined and rebuilt soil located in Minas do Leão. All of these studies were accomplished using the litter bags technique, which consists of a 30 X 20 cm nylon bag and a 0.2 X 1.0 cm mesh. The decomposition was measured by calculating the leaf-litter mass loss through multiple sampling dates (6, 35, 70 and 140 days after leaf expositions - primary and secondary articles; or 3 and 6 months after leaf expositions - tertiary article). The nutrient contents in the remaining leaf-litter were analyzed. The macrofauna (individuals > 2 mm) were removed manually from the litter bags in the laboratory, or with a modified Berlese-Tüllgren extractor (tertiary study), and the microfauna were separated by orders and morphospecies. We verified that the castor oil plant presented a faster decomposition rate (k = 20.7) and a larger density of macrofauna individuals, but presented a smaller species richness compared to the other pioneer plants. The leaf-litter of the bermuda-grass and the Brazilian peppertree were similar in terms of decomposition and macrofauna diversity. The woodlice species colonized the three species of plants equally along the time scale. Despite no effects on decomposition, the occurrence of Atlantoscia floridana (Isopoda), the abundance and fecundity of Benthana taeniata females (Isopoda), and the total macrofauna species composition was strongly affected by the different deposits of coal ashes. As expected, the input of leaves from native plants on the homogeneous soil of the pinus forest modified the chemical composition of the pinus leaf-litter and increased the soil arthropod diversity, showing that it could be a potential strategy for management and ecological restoration of damaged areas. These studies aimed to contribute to the understanding about ecological processes and the interaction between organisms and litter in areas with extraction and processing of coal in southern Brazil.