Variação nas taxas de decomposição ao longo de um gradiente altitudinal em florestas Atlânticas do Sul do Brasil

Abstract

A decomposição de serapilheira é um processo biogeoquímico global de grande importância no ciclo do carbono e na ciclagem de nutrientes para as comunidades do solo e das plantas. Mudanças na taxa de decomposição podem ter impactos significativos nos ecossistemas, portanto, é crucial entender as variáveis que controlam esse processo em diferentes biomas. Poucos estudos integram fatores reguladores da decomposição em gradientes climáticos em florestas tropicais e subtropicais, embora sejam essenciais para prever respostas funcionais associadas ao carbono e nutrientes frente às mudanças climáticas. O objetivo deste trabalho é investigar o efeito da variação climática, da qualidade (composição funcional foliar), habitat de origem (espécies oriundas de florestas Atlânticas stricto sensu ou de florestas com Araucária) e diversidade (misturas de 1 a 4 espécies) de espécies na serapilheira sobre a taxa de decomposição de espécies nativas do sul da Mata Atlântica. Para tanto, realizamos um experimento de translocação de serapilheira utilizando o mesmo conjunto de espécies ao longo de um gradiente altitudinal (370 a 1003 m a.s.l.), que abrange florestas Atlânticas s.s. e florestas com Araucária. Os resultados evidenciaram que a temperatura e a qualidade da serapilheira foram preditoras das taxas de decomposição, enquanto o habitat de origem não afetou a perda de massa da serapilheira. Observamos efeitos não-aditivos nas misturas de serapilheira, porém não conseguimos confirmar uma relação entre a diversidade e as taxas de decomposição. Nossos resultados sugerem que a temperatura e as características funcionais das folhas, que determinam a qualidade da serapilheira, afetam as dinâmicas de carbono e nutrientes por meio da decomposição. Com mudanças associadas ao aquecimento global, poderemos observar aumento nas taxas de decomposição, tanto pelo efeito direto da temperatura, quanto indireto via mudanças nos padrões de composição e abundância de espécies, que podem resultar em maiores emissões de carbono da serapilheira para a atmosfera.

Litter decomposition is a global biogeochemical process highly important in the cycle of carbon and in the recycling of nutrients to the communities of soil and plants. Decomposition rate shifts can have significant impacts on ecosystems and therefore, it is crucial to understand the factors controlling this process in all biomes. Few studies integrate different conditioning factors of decomposition in climate gradients in tropical and subtropical forests, although this is essential for predicting functional responses associated with carbon and nutrients in the face of climate change. In this study we aim to investigate the effect of climate variation, litter quality, habitat of origin and diversity of litter mixtures on decomposition rates of native species in the subtropical Atlantic Forest, southern Brazil. We conducted a litterbag experiment to study leaf litter mass decay of four native tree species incubated in monocultures and litter mixtures differing in quality, plant origin and diversity over a period of four months. Our sampling sites were distributed across a 633 m altitudinal gradient (370 to 1003 m a.s.l.), ranging from Atlantic forests stricto sensu (s.s.) to Araucaria forests. Our results confirmed that temperature and litter quality predicted litter mass loss whilst habitat of origin did not affect litter decomposition. We observed non-additive litter mixture effects but couldn’t confirm a relationship between diversity and decomposition rates. Our results suggest that temperature and leaf functional traits, which determine litter quality, affect carbon and nutrient dynamics through decomposition. Changes related to global warming will potentially increase decomposition rates, directly as an effect of temperature, and indirectly via changes in species composition and abundance patterns, which may result in higher carbon release from leaf litter to the atmosphere.