Relações planta-solo e processos ecossistêmicos sob redução de chuva em três fitofisionomias do Cerrado
Plant-soil relationships and ecosystem processes under rainfall reduction in three Cerrado physiognomies
| dc.contributor | Meira Neto, João Augusto Alves | |
| dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/2127967880833398 | |
| dc.contributor | Pereiras, Alexandra Rodríguez | |
| dc.contributor | Humia, Jorge Durán | |
| dc.creator | Mota, Nayara Mesquita | |
| dc.date | 2021-06-23T22:37:25Z | |
| dc.date | 2021-06-23T22:37:25Z | |
| dc.date | 2020-03-06 | |
| dc.date.accessioned | 2023-09-27T21:41:57Z | |
| dc.date.available | 2023-09-27T21:41:57Z | |
| dc.identifier | MOTA, Nayara Mesquita. Relações planta-solo e processos ecossistêmicos sob redução de chuva em três fitofisionomias do Cerrado. 2020. 105 f. Tese (Doutorado em Ecologia) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2020. | |
| dc.identifier | https://locus.ufv.br//handle/123456789/27930 | |
| dc.identifier.uri | https://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8964806 | |
| dc.description | Devido à sua grande biodiversidade e superfície, o Cerrado é responsável por serviços ecossistêmicos relacionados à ciclagem de energia, água e nutrientes em escala regional e global. Entretanto, cenários futuros indicam uma redução entre 20-70% dos regimes de chuvas no Cerrado o que alterará a umidade e dinâmica do solo, e consequentemente processos ecossistêmicos. Portanto, buscamos entender as relações entre plantas, microrganismos e nutrientes do solo, e avaliar o efeito da redução de chuva em processos biogeoquímicos. Para isso, alocamos cinco parcelas de 7x7m emparelhadas (redução de chuva e controle) em três fisionomias de Cerrado na Floresta Nacional de Paraopeba (Cerradão Distrófico, Cerrado stricto sensu denso e Cerrado stricto sensu). No Capítulo 1, avaliamos a vegetação (jovens e adultos), as comunidades microbianas e o estado nutricional do solo, bem como as relações entre eles. No Capítulo 2, estimamos a disponibilidade in situ de nitrogênio (N) e fósforo (P) no solo ao longo de dois anos, em condições ambientais e sob redução de chuva. No Capítulo 3, usamos duas abordagens (redução das chuvas in situ e incubações em laboratório a 80% e 40% da capacidade de retenção de água no solo [CRA]) para investigar os efeitos das mudanças na umidade do solo na diversidade funcional microbiana e no funcionamento do solo (fluxos potenciais solo-atmosfera de gases de efeito estufa [GEE; N 2 O, CO 2 e CH 4 ] e taxas de mineralização de N). Nossos resultados revelaram que a disponibilidade de NH 4 no solo foi um determinante da estrutura das plantas jovens e da diversidade funcional microbiana do solo. A diversidade vegetal não foi relacionada às variáveis medidas, enquanto a biomassa foi negativamente relacionada à diversidade microbiana e aos nutrientes do solo. Nossos resultados sugerem fortes ligações positivas entre o estado nutricional do solo e a diversidade funcional microbiana. A disponibilidade de N e P variou entre fisionomias, estações e anos, com interações notáveis entre alguns desses fatores. O Cerrado stricto sensu apresentou valores mais baixos de disponibilidade de nutrientes, emissões de CO 2 e diversidade funcional microbiana. O Cerradão Distrófico exibiu um melhor estado nutricional geral, as maiores taxas de mineralização e emissão de N 2 O. Tanto a sazonalidade quanto o tratamento de redução das chuvas reduziram a disponibilidade de N, mas não a de P, sugerindo uma maior sensibilidade da disponibilidade de N do que a de P às mudanças na umidade do solo. Entretanto, diferentes fisionomias mostraram diferentes sensibilidades à redução das chuvas. Por outro lado, verificamos que o teor de N no solo foi maior e a mineralização de amônio foi menor sob exclusão de chuva. Mudanças na umidade do solo (80% vs. 40% CRA) não influenciaram a diversidade funcional microbiana, entretanto, modularam as relações da biodiversidade microbiana com a respiração do solo e as taxas de transformação de N. Os fluxos de GEE foram menores em solos com 40% de CRA do que aqueles com 80% de CRA. Portanto, mudanças relacionadas à umidade do solo e no domínio relativo das diferentes fisionomias do Cerrado provavelmente alterariam a capacidade desse bioma de mineralizar e estocar N, e de trocar GEE com a atmosfera. Palavras-chave: Biodiversidade. Atividade microbiana. Processos biogeoquímicos. Umidade do solo. Mudanças climáticas. | |
| dc.description | Cerrado savanna is among the most important ecosystems worldwide due to its great biodiversity and extension. The Cerrado is responsible for key ecosystem services related to energy, water, and nutrients cycling at the regional and global scale. However, these ecosystem services may be altered due to climate change. Future climate scenarios indicate a rainfall reduction between 20-70% in the Cerrado that will consequently alter the content and dynamics of soil moisture. We sought to understand the effects of forecasted rainfall reduction in important ecosystem processes, as well as on the relationships among nutrients, plant and microbial communities. To do so, we placed five 7x7m paired (one rainfall reduction and one control) plots in each of the dominant Cerrado physiognomies present in the Paraopeba Reserve (woodland, intermediate and open savannah). In Chapter 1, we evaluated the soil nutritional status and the saplings communities, tree and soil microorganisms, as well as the relationships among all of them. In Chapter 2, we estimated in-situ soil nitrogen (N) and phosphorus (P) availability along two years under ambient and rainfall reduction conditions. In Chapter 3, we used two different approaches (i.e. the in situ rainfall reduction and lab incubations at 80% and 40% of the soil water holding capacity [WHC]) to investigate the effects of changes in soil moisture on the soil microbial functional diversity and functioning (i.e. potential soil-atmosphere greenhouse gases fluxes [GHG; N 2 O, CO 2 and CH 4 ] and N mineralization rates). Our results revealed that soil NH 4 availability was a key determinant of the structure of plant saplings and of soil microbial functional diversity. Plant richness was not significantly related to any of our measured variables, but saplings biomass was negatively related to microbial communities and soil nutrients. Our results suggest strong positive links between the soil nutritional status and microbial functional diversity. Nutrient availability varied between physiognomies, seasons and years, with noteworthy interactions among some of these factors. The open savannah showed overall lower nutrient availability values, CO 2 emissions and microbial functional diversity and evenness. The woodland savannah exhibited overall better nutritional status, the highest N mineralization and N 2 O emission rates. Both the dry season and the rainfall reduction treatment decreased N availability but not that of P, suggesting a higher sensitivity of N availability than that of P to changes in soil moisture. However, different physiognomies showed different sensitivities to the rainfall reduction. On the other hand, we found that soil N content was higher, and ammonium mineralization was lower, under the rainfall exclusion than in control plots. Changes in soil moisture (80% vs 40% WHC) did not influence microbial functional diversity and evenness, but they did modulate the relationships of microbial functional biodiversity with soil respiration and N transformation rates. Soil- atmosphere GHG fluxes were lower in soils at 40% WHC than in those at 80%WHC. Altogether, our results indicate that climate change-related changes in soil moisture and in the relative dominance of the different Cerrado physiognomies would likely change the capacity of this biome to mineralize and stock N, and to exchange GHG with the atmosphere. Keywords: Biodiversity. Microbial activity. Biogeochemical processes. Soil moisture. Climate change. | |
| dc.description | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior | |
| dc.format | application/pdf | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de Viçosa | |
| dc.rights | Acesso Aberto | |
| dc.subject | Mudanças climáticas | |
| dc.subject | Biodiversidade | |
| dc.subject | Ecologia dos cerrados | |
| dc.subject | Ecologia de Ecossistemas | |
| dc.title | Relações planta-solo e processos ecossistêmicos sob redução de chuva em três fitofisionomias do Cerrado | |
| dc.title | Plant-soil relationships and ecosystem processes under rainfall reduction in three Cerrado physiognomies | |
| dc.type | Tese |