Total organic carbon and nutrient contents in the soil and litter layer in Tijuca National Park, Rio de Janeiro, Brazil

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5902/198050986335

Keywords:

Tropical forests, Low tropical mountain ecosystems, Nutrient cycling

Abstract

The forests of Brazilian Atlantic coast are poorly studied in terms of nutrient pools and dynamics. The purpose of this study was to determine the amounts and contents of organic carbon and Ca, Mg, K, Na, P, and N in the soil and the litter layer on slopes and in valley bottoms in Tijuca National Park, Rio de Janeiro, Brazil. The nutrient cycling process on slopes (more oligotrophic environments) and valley bottoms (less oligotrophic environments) was also compared. Samples were collected from 15 plots (100 m² each), 10 on slopes (Conde, Cobras and Tijuca) and five in valley bottoms (Valley bottom 1 and 2). The soil compartment (exchangeable/available and total nutrient contents to a depth of 0.30 m) and litter compartment (O1 and O2 horizons) were evaluated. The total organic carbon content in the soil and litter biomass on slopes were higher than in the valley bottoms. On slopes, there was a clear separation of horizons O1 and O2 in the litter layer, unlike the valley bottoms, probably due to a higher nutrient content in these positions. The difference in nutrient availability was most evident for K. These results characterize the study area as oligotrophic, although it has considerable potential for replacement of nutrients lost by leaching.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Ecila Mercês Albuquerque Villani, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG

Engenheira Agrônoma, Pesquisadora Autônoma, Departamento de Solos, Universidade Federal de Viçosa, Av. P. H. Rolfs, s/n, CEP 35670-900, Viçosa (MG), Brasil.

Judicael Clevelário Júnior, Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, Rio de Janeiro, RJ

Biólogo, Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.

In memoriam

Nairam Félix Barros, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG

Engenheiro Florestal, Ph.D., Professor Titular, Departamento de Solos, Universidade Federal de Viçosa, Av. P. H. Rolfs, s/n, CEP 35670-900, Viçosa (MG), Brasil.

Roberto Ferreira Novais, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG

Engenheiro Agrônomo, Ph.D., Professor Titular, Departamento de Solos, Universidade Federal de Viçosa, Av. P. H. Rolfs, s/n, CEP 35670-900, Viçosa (MG), Brasil.

Agostinho Lopes Souza, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG

Engenheiro Florestal, Departamento de Engenharia Florestal, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, Brasil.

In memoriam

References

AYERS, R. Climate, leaf litter chemistry and leaf litter decomposition in terrestrial ecosystems: a triangular relationship. Oikos, Lund, v. 78, n. 3, p. 439-449, Sept. 1997. https://doi.org/10.2307/3546886

BORÉM, R. A. T.; RAMOS, D. P. Variação estacional e topográfica de nutrientes na serapilheira de um fragmento da mata atlântica. Cerne, Lavras, v. 8, n. 2, p. 42-59, Jan. 2002.

BRAGA, J. M. Avaliação da fertilidade do solo (análise química). Viçosa, MG: Universidade Federal de Viçosa, 1980.

BRASIL. Ministério da Agricultura. Análise de corretivos, fertilizantes e inoculantes, métodos oficiais. Brasília, DF, 1988.

CALVI, G. P.; PEREIRA, M. G.; ESPINDOLA JR., A. Produção de serapilheira e aporte de nutrientes em área de floresta atlântica em Santa Maria de Jetibá, ES. Ciência Florestal, Santa Maria, v. 19, n. 2, p. 131-138, June 2009. https://doi.org/10.2307/3546886

CAMPELLO, M. R. et al. Avaliação da reversibilidade do fósforo não-lábil para lábil em solos com diferentes características. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 18, n. 2, p. 157-165, Jan./Apr. 1994.

CARPENTER, E. J. Nitrogen fixation in the epiphyllae and root nodules of trees in the lowland tropical rainforest of Costa Rica. Acta Oecologica, Paris, v. 13, n. 2, p. 153-160, 1992.

CLEVELARIO JR., J. Quantificação da massa e do reservatório de nutrientes na serapilheira da bacia do Alto Rio da Cachoeira, parque nacional da Tijuca, e avaliação da sua participação na ciclagem de nutrientes. 1988. Dissertação (Mestrado em Geoquímica) - Universidade Federal Fluminense, Niterói, 1988.

EDWARDS, P. J.; GRUBB, P. J. Studies of mineral cycling in a montane rain forest in New Guinea I: the distribution of organic matter in the vegetation and soil. Journal of Ecology, London, v. 65, n. 3, p. 971-992, Nov. 1977. https://doi.org/10.2307/2259387

EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA. Levantamento semi-detalhado e aptidão agrícola dos solos do município do Rio de Janeiro, RJ. Rio de Janeiro, RJ, 1980. (Boletim Técnico, 68).

EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA. Manual de métodos de análise de solo. 2. ed. Rio de Janeiro, RJ, 1997.

JOHNSON, C. M. et al. Carbon and nutrient storage in primary and secondary forests in eastern Amazon. Forest Ecology and Management, Amsterdam, v. 147, n. 3-4, p. 245-252, June 2001. https://doi.org/10.1016/S0378-1127(00)00466-7

KINDEL, A.; GARAY, I. Caracterização de ecossistemas da mata atlântica de Tabuleiros por meio das formas de húmus. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 25, n. 3, p. 551- 563, July/Sept. 2001. https://doi.org/10.1590/S0100-06832001000300004

KINDEL, A.; GARAY, I. Humus form in ecosystems of atlantic forest, Brazil. Geoderma, Amsterdam, v. 108, n. 1-2, p. 101-118, July 2002. https://doi.org/10.1016/S0016-7061(02)00126-X

LODGE, D. J.; ASBURY, C. E. Basidiomycetes reduce export of organic matter from forest slopes. Mycologia, New York, v. 80, n. 6, p. 888-890, Nov./Dec. 1988. https://doi.org/10.1080/00275514.1988.12025745

LOPES, M. L. C. S. P. Ciclo hidro geoquímico na bacia do Alto Rio da Cachoeira, Floresta da Tijuca, RJ. 1994. Dissertação (Mestrado em Geoquímica) - Universidade Federal Fluminense, Niterói, 1994.

MATTOS, C. C. L. V.; MATTOS, M. D. L. V.; LAROCHE, R. C. Aspectos do clima e da flora do Parque Nacional da Tijuca. Brasil Florestal, Rio de Janeiro, v. 7, n. 25, p. 3-12, Jan./Feb. 1976.

MIRANDA, J. C. O efeito da cobertura vegetal na entrada e redistribuição da chuva em uma encosta florestada. 1992. Dissertação (Mestrado em Geografia) - Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 1992.

MONTEIRO, M. T.; GAMA-RODRIGUES, E. F. Carbono, nitrogênio e atividade da biomassa microbiana em diferentes estruturas de serapilheira de uma floresta natural. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 28, n. 5, p. 819-826, Oct. 2004. https://doi.org/10.1590/S0100-06832004000500004

NETTO, A. L. C.; SANTOS, A. M. M.; MEIS, M. R. M. Os solos e a hidrologia das encostas do Alto Rio da Cachoeira, RJ: estudo preliminar. Revista Brasileira de Geografia, Rio de Janeiro, v. 42, n. 3, p. 585-611, July/Sept. 1980.

NUNES, K. S.; CASTRO JR., E.; NETTO, A. L. C. Bioporosidade e infiltração em solos florestados: o papel da fauna endopedogênica. In: SIMPÓSIO DE GEOGRAFIA FÍSICA APLICADA, 4. 1991, Porto Alegre. Anais... Porto Alegre, RS: Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 1991. p. 43-51.

OLIVEIRA, R. R.; LACERDA, L. D. Produção e composição química da serapilheira na Floresta da Tijuca (RJ). Revista Brasileira de Botânica, São Paulo, v. 16, n. 1, p. 93-99, 1993.

OVALLE, A. R. C. Estudo geoquímico de águas fluviais da bacia do Alto Rio da Cachoeira, Parque Nacional da Tijuca, RJ. 1985. Dissertação (Mestrado em Geoquímica) - Universidade Federal Fluminense, Niterói, 1985.

PEREIRA, M. G.; MENEZES, L. F. T.; SCHULTZ, N. Aporte e decomposição da serapilheira na floresta atlântica, ilha da Marambaia, Mangaratiba, RJ. Ciência Florestal, Santa Maria, v. 18, n. 4, p. 443-454, Oct./Dec. 2008. https://doi.org/10.5902/19805098428

PROCTOR, J. et al. Ecological studies in four contrasting lowland rain forests in Gunung Mulu National Park, Sarawak II: litterfall, litter standing crop and preliminary observations on herbivory. Journal of Ecology, London, v. 71, n. 1, p. 261-283, Mar. 1983. https://doi.org/10.2307/2259976

ROSAS, R. O. Formação de solos em ambiente montanhoso florestal: Maciço da Tijuca, RJ. 1991. Dissertação (Mestrado em Geografia) - Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 1991.

SAMPAIO, E. V. S. B. et al. A model of litterfall, litter layer losses and mass transfer in a humid tropical forest at Pernambuco, Brazil. Journal of Tropical Ecology, Cambridge, v. 9, n. 3, p. 291-301, Aug. 1993. https://doi.org/10.1017/S026646740000732X

SCOTT, D. A.; PROCTOR, J.; THOMPSON, J. Ecological studies on a lowland evergreen rain forest on Maracá island, Roraima, Brazil II: litter and nutrient cycling. Journal of Ecology, London, v. 80, n. 4, p. 705-717, Dec. 1992. https://doi.org/10.2307/2260861

SIEGEL, S. Estatística não paramétrica para as ciências do comportamento. São Paulo, SP: McGraw-Hill, 1975.

WERNER, P. Changes in soil properties during tropical wet forest succession in Costa Rica. Biotropica, Gainesville, v. 16, n. 1, p. 43-50, Mar. 1984. https://doi.org/10.2307/2387893

Published

2021-03-15

How to Cite

Villani, E. M. A., Clevelário Júnior, J., Barros, N. F., Novais, R. F., & Souza, A. L. (2021). Total organic carbon and nutrient contents in the soil and litter layer in Tijuca National Park, Rio de Janeiro, Brazil. Ciência Florestal, 31(1), 1–19. https://doi.org/10.5902/198050986335

Issue

Section

Articles

Most read articles by the same author(s)

Similar Articles

You may also start an advanced similarity search for this article.