Estudo da biomassa e flora de estepes hidrófilas no Paraná em interação com o meio físico

Abstract

Resumo: Os objetivos desta pesquisa, realizada nos campos hidrófilos de altitude das nascentes do rio Caracará (Ponta Grossa/PR) e do rio da Dama (Palmas/PR), foram: (i) determinar sua composição florística e (ii) comparar a quantidade de biomassa aérea e subterrânea, bem como a decomposição da biomassa aérea, segundo diferentes grupos funcionais e condições físicas do ambiente. As áreas de estudo foram divididas em fisionomias e submetidas a levantamentos planialtimétricos, pedológicos e hidrológicos. O levantamento florístico ocorreu a cada duas semanas ao longo de um ano e as comparações florísticas foram baseadas no Índice de S0rensen. A relação entre as alturas do nível freático e as variáveis físicas foi verificada através da correlação de Spearman, e a relação entre quantidade de biomassa e variáveis físicas, foi feita por uma análise de redundância (RDA). A comparação da quantidade e da decomposição de biomassa foi feita através da ANOVA. Foram coletadas amostras das porções aérea e subterrânea, onde a primeira foi dividida em cinco (Ponta Grossa) e três grupos funcionais (Palmas). Com base nesta divisão, foi feito um ensaio de decomposição utilizando-se litterbags. A riqueza florística foi mais baixa comparativamente a outros locais ecologicamente similares, com 12,2 espécies/ha (Ponta Grossa) e de 24,9 espécies/ha, consequência provável da homogeneidade ambiental e da intensidade do uso do solo do entorno. Houve relação da altura do nível freático com a pluviosidade referente a dois meses anteriores e com características geopedológicas. Em Ponta Grossa, na fisionomia CA-I (solo plenamente inundado), a biomassa das graminoides foi menor (406 g m-2) em relação à CG-PI (solo parcialmente inundado) (2067 g m-2), ocorrendo maiores valores para as herbáceas de baixa decomposição (HBD) (CA-I= 801 g m-2 e CG-PI= 29 g m-2) e para as arbustivas (CA-I= 858 g m-2 e CG-PI= 92 g m-2). As diferenças foram explicadas pela altura do nível freático e espessura do volume hístico, onde menores alturas, ocorridas na CG-PI, foram decorrentes de maiores espessuras (horizonte glei mais profundo), significando possivelmente maior disponibilidade de oxigênio às plantas. Em Palmas, a fisionomia CG-R (solo raso) mostrou os menores valores quanto às graminoides (1338 g m-2), à biomassa aérea (1385 g m-2), subterrânea (1262 g m-2) e total (2646 g m-2). As menores biomassas relacionaram-se com a menor espessura do volume hístico (horizonte glei mais superficial) e com o relevo circundante menos declivoso, os quais condicionaram fluxos hídricos mais lentos e supostamente menor disponibilidade de oxigênio. As taxas de decomposição foram baixas, entre 0,22 a 0,60 (Ponta Grossa) e de 0,31 a 0,69 (Palmas), e as porcentagens de biomassa remanescente foram elevadas, de 53 a 80% (Ponta Grossa) e de 50 a 73% (Palmas), resultantes sobretudo das altas relações C/N, acima de 30/1, e de algumas condições metodológicas. As menores decomposições foram para os grupos HA (Sphagnum recurvum) e HBD e as maiores para as arbustivas (Ponta Grossa), sendo que em Palmas não houve diferença entre os grupos. Distinções de altura de nível freático e/ou pedológicas e geomorfológicas resultaram em diferenças na quantidade, mas não na decomposição de biomassa.

Abstract: The objectives of this research project, which was conducted in high altitude wet grasslands on the springs of the Caracara River (Ponta Grossa/PR) and the Dama River (Palmas/PR), were to: (i) determine its floristic composition and (ii) compare above- and below-ground biomass and biomass decomposition under different functional groups and environmental conditions. The study areas were divided into categories based on vegetation physiognomy and later subjected to planialtimetric, pedological, and hydrological surveys. The floristic survey occurred every two weeks over one year and floristic comparisons were based on the S0rensen index. The relationship between water table depth and physical variables was analyzed through Spearman correlation and the relationship between biomass and physical variables was evaluated using redundancy analysis (RDA). The comparison of amount of biomass and of decomposition was performed using ANOVA. Samples were collected from above- and below-ground sections and below-ground biomass was divided into five (Ponta Grossa) and three functional groups (Palmas). Based on this division, a decomposition trial was done using litterbags. The results showed that the floristic richness was low compared to other ecologically similar sites, with 12.2 species/ha (Ponta Grossa) and 24.9 species/ha (Palmas), likely the consequence of environmental homogeneity and intense land-use activities in the immediate vicinity. There was correlation between the water table depth and the amount of rainfall over the previous two months and with geopedological features. Category CA-I (totally owerflowing soil) (Ponta Grossa) had a lower graminoids biomass (406 g m-2) than CG-PI (partially owerflowing soil) (2067 g m), but a greater proportion of slow decomposing herbaceous plants (SDH) (Blechnum spp.) (CA-801 I = g m-2 and CG- PI = 29 g m-2) and shrubs (CA-I 858 = g m-2 and CG-PI = 92 g m-2). Differences in biomass were due to water table depth and histic layer thickness, where shallower water table depths, occurring in CG-PI, were related to a greater thickness of the histic layer (deeper gley horizon), possibly resulting in greater oxygen availability for plants. In the Palmas study area, category CG-R (shadow soil) showed the lowest values in relation to graminoids (1338 g m-2), above-ground (1385 g m-2), below- ground (1262 g m-2) and total biomass (2646 g m-2). The lowest amounts of biomass were related to the smallest histic layer thickness and to the low degree of slope in the surrounding relief, which reduce the water flow and probably determine the lowest oxygen availability. The decomposition rates were low, from 0.22 to 0.60 (Ponta Grossa) and 0.31 to 0.69 (Palmas), and the remaining biomass was high, from 53 to 80% (Ponta Grossa) and 50 to 73% (Palmas). These results are mainly related to high C/N ratios, which were above 30/1, and to some methodological conditions. The lowest levels of decomposition were for the functional group composed of Sphagnum recurvum and SDH and the highest were for shrubs (Ponta Grossa), so in Palmas no differences were found among groups. Differences in water table depth and/or pedological and geomorfological features have impact on the amount of biomass but not on decomposition.