Componentes do ciclo hidrológico e ciclagem de nutrientes na interface atmosfera-planta-solo no semiárido brasileiro

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2016
Autor(a) principal: Karinne Reis Deusdará Leal
Orientador(a): Laura de Simone Borma, Maria Cristina Forti
Banca de defesa: Rômulo Simões Cezar Menezes, Adalgiza Fornaro
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Ciência do Sistema Terrestre
Departamento: Não Informado pela instituição
País: BR
Resumo em Inglês: This study was conducted in order to characterize and quantify the water and nutrients transfers between the atmosphere, plant and soil compartments considering two environments, one covered with typical vegetation of Caatinga and another covered with pasture. It was also considered the influence of rainfall on these transfers. Water samples were collected to measure the precipitation, throughfall, stemflow, runoff and percolation, during two wet seasons, one during an extremely dry year (2012) and one during a year with normal rainfall (2013). Samples were analyzed in order to determine the main inorganic ions (H$^{+}$, Na$^{+}$, NH$_{4}$$^{+}$, K$^{+}$, Ca$^{2+}$, Mg$^{2+}$, Cl$^{-}$, NO$_{3}$$^{-}$, e SO$_{4}$$^{2-}$). According to the measurements, interception was 29\% and 22\%, throughfall was 70\% and 76\% and stemflow was 1,0\% and 1,1\% of the incident rainfall during the wet season of 2012 and 2013, respectively. Runoff was lower than 1\% of the incident rainfall for both periods and environments and no differences were observed between the pasture runoff and the caatinga covered environment runoff. Percolation was lower at the caatinga covered environment than the pasture environment, although both represented lower than 5\% of the incident rainfall. The total ionic rainwater composition suggested a high marine contribution. In the throughfall it was observed the enrichment of Na$^{+}$ and Cl$^{-}$ and the depletion of Ca$^{2+}$, Mg$^{2+}$, SO$_{4}$$^{2-}$ and H$^{+}$ compared to rainfall. For nitrogenous species no significant differences were observed in throughfall compared to rainfall (except for NH$_{4}$$^{+}$ in 2012). For stemflow it was observed the enrichment of most nutrients compared to rainfall, except of SO$_{4}$$^{2-}$ and H+. Although it was observed high concentrations in the stemflow, deposition was low due to its low flow. In this sense, it is possible to infer that changes in land use and occupation can change the productivity of the ecosystem by disrupting the nutrient conservation mechanisms through the canopy. The results are important for the understanding of the precipitation partition by the caatinga canopy, and the influence of this coverage in the soil hydrological components and in the nutrient cycling for this poorly studied area.
Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2016/05.27.18.08
Resumo: Este estudo foi realizado para caracterizar e quantificar as transferências de água e de nutrientes, em solução, entre os compartimentos atmosfera, planta e solo, em dois ambientes, um ambiente com vegetação típica de caatinga e outro com pastagem. Foi considerada também a influência das precipitações nestas transferências. Amostras de água foram coletadas para medir a precipitação, transprecipitação, escoamento pelos troncos, escoamento superficial e percolação no solo, durante dois períodos chuvosos com diferentes quantidades de precipitação sendo que em 2012 ocorreu uma seca intensa em toda a região nordeste e, em 2013, as precipitações foram de acordo com a média histórica. As amostras foram analisadas quanto aos principais íons inorgânicos (H$^{+}$, Na$^{+}$, NH$_{4}$$^{+}$, K$^{+}$, Ca$^{2+}$, Mg$^{2+}$, Cl$^{-}$, NO$_{3}$$^{-}$, e SO$_{4}$$^{2-}$). Obteve-se que a interceptação foi de 29\% e 22\%, a transprecipitação foi de 70\% e 76\%, e o escoamento pelos troncos foi de 1,0\% e 1,1\%, para os períodos chuvosos 2012 e 2013, respectivamente. O escoamento superficial foi menor que 1\% da precipitação para ambos os períodos e ambientes de estudo e não foi observada diferença entre o escoamento da área com vegetação de caatinga e da pastagem. A percolação através do solo na área com vegetação de caatinga foi menor que na área da pastagem, apesar de ambas representarem menos de 5\% da precipitação. O conteúdo iônico total da água de chuva sugere uma forte contribuição marinha. Na transprecipitação foi observado o empobrecimento para o Ca$^{2+}$, Mg$^{2+}$, SO$_{4}$$^{2}$- e H$^{+}$, enriquecimento para Na$^{+}$ e Cl$^{-}$. Para as espécies nitrogenadas não foram observadas diferenças significativas em relação à precipitação (exceto NH$_{4}$$^{+}$ para 2012). Com relação ao escoamento pelos troncos, foi observado o enriquecimento da maioria dos nutrientes em relação à precipitação, exceto para SO$_{4}$$^{2}$- e H$^{+}$. Apesar das altas concentrações no escoamento pelos troncos, sua deposição mostrou-se baixa devido ao seu baixo fluxo. Neste sentido, é possível inferir que mudanças no uso e ocupação do solo podem alterar a produtividade do ecossistema ao perturbar os mecanismos de conservação dos nutrientes pelo dossel. Os resultados são importantes para a compreensão da partição da precipitação realizada pela vegetação de caatinga, bem como a influência deste tipo de cobertura nos componentes hidrológicos no solo e na ciclagem de nutrientes para esta região pouco estudada.