( PDF ) Decomposição da liteira em Igarapé sob floresta e área alterada na Amazônia Central

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INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZÔNIA - INPA

UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS – UFAM

DECOMPOSIÇÃO DA LITEIRA EM IGARAPÉ SOB FLORESTA

E ÁREA ALTERADA NA AMAZÔNIA CENTRAL - BRASIL

Joana D’Arc de Paula

Manaus, Amazonas

Junho, 2007

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Joana D’Arc de Paula

DECOMPOSIÇÃO DA LITEIRA EM IGARAPÉ SOB

FLORESTA E ÁREA ALTERADA NA AMAZÔNIA CENTRAL

- BRASIL

Orientador: Flávio Jesus Luizão

Dissertação apresentada ao Programa

Integrado de Pós-Graduação em Biologia

Tropical e Recursos Naturais do

convênio INPA/UFAM, como parte dos

requisitos para obtenção do título de

Mestre em CIÊNCIAS BIOLÓGICAS,

área de concentração em Ecologia.

Manaus, Amazonas

Junho, 2007

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P324 Paula, Joana D’Arc de

Decomposição da liteira em igarapé sob floresta e área alterada na

Amazônia Central – Brasil. / Joana D’Arc de Paula – Manaus:

INPA/UFAM. 2007.

88f.: il.

Dissertação (mestrado)—INPA/UFAM, Manaus, 2007.

Orientador (a): Dr. Flávio Jesus Luizão

Área de concentração em Ecologia.

1. Ciclagem de nutrientes. 2. Liteira – decomposição. 3. Água preta. 4.

Coeficiente de decomposição. 5. Invertebrados aquáticos. I. Título.

CDD 19ª 574.52642

Sinopse:

Estudou-se a decomposição de liteira em igarapé natural e sob efeito de pastagem,

localizados na Reserva Ecológica do Cuieiras, e na Fazenda Esteio, na Amazônia

Central, Brasil.

Aspectos como concentração de carbono e nutrientes e fauna de invertebrados

aquáticos associados foram avaliados.

Palavras-chave:

Coeficiente de decomposição, ciclagem de nutrientes, água preta, invertebrados

aquáticos.

iii

À Di, ao Zé (in memoriam), ao

Pablo e à Mari, pelo apoio

incondicional e por terem sido

responsáveis por eu estar

sempre em busca de novos

conhecimentos.

Agradecimentos

Ao Professor Flávio J. Luizão, por ter aceitado me orientar prontamente, me dando

toda a liberdade para conduzir essa dissertação e por ter me auxiliado em todos os momentos

que precisei.

Ao Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, por proporcionar esse curso de

mestrado de alto nível. Aos professores do Instituto pelo aprendizado, pelas conversas

informais e pelos laços de amizade formados.

Aos Doutores Daniel Markewitz, Jansen Zuanon, Marcos Callisto, Neusa Hamada,

Robbert Boddey e Tim Moulton pela avaliação do plano e da dissertação e pelas sugestões

para a versão final desta dissertação.

À minha querida mãe, Di, por ser uma mulher de muita garra. Por ter aberto mão de

todos os seus sonhos para realizar não só os meus, mas, dos meus irmãos também. Por sempre

estimular conversas inteligentes e por acreditar no meu potencial. À Mariana, por ser minha

fonte de apoio incondicional e ao Pablo que apesar do seu eterno silêncio sempre me apoiou e

me auxiliou quando precisei.

Àqueles que em algum momento da minha formação profissional foram importantes,

em especial ao Marco Antônio A. Carneiro, que quase me enlouqueceu, mas, me fez repensar

muito se eu queria mesmo ser uma pesquisadora. Ao Marcos Callisto, por ter me aberto as

portas para trabalhar com o fascinante mundo aquático, ao José Francisco Gonçalves Júnior,

por ser o responsável por eu trabalhar hoje com liteira.

À Ana Paula Albano Araújo, por ser uma amiga que sempre acreditou no meu

potencial, me apoiando sempre, inclusive nos momentos que eu achava que deveria desistir. À

Juliana França, pela amizade, ao Marcelo Moretti, por me socorrer em todos os momentos que

eu queria arrancar os cabelos, muitas das vezes, sem motivo. Às minhas queridas irmãs,

Meninas Gerais, por terem sido imprescindíveis principalmente quando a saudade queria falar

mais alto, me fazendo lembrar sempre que temos que ir atrás dos nossos sonhos por mais que

isso nos afaste das pessoas queridas.

À Aline, ao Feliz e ao Fabito por terem se tornado grandes amigos, tornando mais fácil

e prazeroso o dia-a-dia em Manaus. Aos queridos pollos de peruka pelos vários momentos de

descontração e amizade.

À Karina pelo ótimo convívio e à nossa casinha que nos proporciona um aconchego

diário.

Aos colegas do curso: Sandrinha, Aline, Carol Colômbia, Carolzinha, Helder,

Rodrigo, Mape, Boguinho, Manô, Vivi, Simone, Fabito, Feliz, Regi, Thaíse, Helena, Fadine,

Rafael, Domingos, JJ, Ana, Silene, Luciana, Elisa; em especial ao Berô, Grazi, Forga, Pedro

Ivo, Sílvia, Alex e Sinomar. À Beverly pelo auxílio sempre que necessário.

Ao Carlão e Dona Nadir por nos proporcionar uma ótima válvula de escape e por

terem se tornado pessoas queridas.

À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas, pela bolsa concedida sem

a qual seria inviável permanecer aqui. Ao Banco Real, pela bolsa concedida por alguns meses

e à CAPES por dar suporte ao curso.

À equipe do LBA e BIONTE, pelo apoio logístico, especialmente ao Natam,

Rubenildo, Ruth, Jean, Antônio, Terezinha, Ralph, Zezinho, Júlio, Tomé, Geraldo, Rubens,

Fabiane, Adriana, Fernanda, Mônica, Veber e Lucerina.

Ao PPG7 e Projeto Milênio-LBA2 por proverem os recursos necessários para a

realização desse projeto.

Às paisagens maravilhosas que a Amazônia nos proporciona! A grande diversidade

tanto na floresta, quanto na água, aos igapós, ao grandioso Solimões, ao fascinante Rio Negro

com sua beleza inigualável e ao indescritível complexo de águas dessa região!

A todos e todas que estão nesta lista e aqueles que eventualmente eu possa ter me

esquecido, muito obrigada!

“Se oriente, rapaz

Pela constelação do Cruzeiro do Sul

Se oriente, rapaz

Pela constatação de que a aranha

Vive do que tece

Vê se não se esquece

Pela simples razão de que tudo merece

Consideração

Considere, rapaz

A possibilidade de ir pro Japão

Num cargueiro do Lloyd lavando o porão

Pela curiosidade de ver

Onde o sol se esconde

Vê se compreende

Pela simples razão de que tudo depende

De determinação

Determine, rapaz

Onde vai ser seu curso de pós-graduação

Se oriente, rapaz

Pela rotação da Terra em torno do Sol

Sorridente, rapaz”

(Oriente, Gilberto Gil).

vii

Resumo

A matéria orgânica de origem alóctone é a principal fonte de energia de rios e igarapés

em ecossistemas florestados, sendo a liteira foliar a principal fração da matéria orgânica que

entra nos ecossistemas lóticos. Partindo desse princípio, os objetivos do presente trabalho

foram: (1) avaliar os coeficientes de decomposição da liteira foliar submersa em dois igarapés

na Amazônia Central, sob diferentes condições (natural e alterado), acompanhando as

mudanças nas concentrações de carbono e nutrientes da liteira, ao longo da decomposição; e

(2) avaliar a dinâmica da decomposição e da colonização da liteira, por invertebrados

aquáticos, em três trechos, a diferentes distâncias de uma área de pastagem, verificando se há

diferenças entre essas comunidades. As espécies de liteira utilizadas foram Siparuna bifida,

Guatteriopsis sessiliflora, Henriettea cf. spruceana e Licania cf. laevigata, onde um

tratamento foi a mistura dessas quatro espécies, e os outros quatro foram as espécies

individuais. Foram realizados dois experimentos utilizando sacos de malha, onde foram

colocados aproximadamente 3 g de liteira em cada saco. O primeiro experimento utilizou 440

sacos de malha e ocorreu de abril a dezembro de 2006 e o segundo experimento utilizou 420

sacos de malha e foi realizado de abril a agosto de 2006. Todas as espécies apresentaram um

tempo de decomposição curto e o peso seco remanescente da liteira foi diferente entre

espécies (individuais e misturadas) e igarapés ao longo do experimento. As espécies

apresentaram diferenças na resistência física inicial e isto refletiu-se nas taxas de perda de

peso. Por sua vez, as taxas de liberação de nutrientes foram positivamente correlacionadas

com as taxas de perda de peso seco da liteira. A densidade e a riqueza de invertebrados

aquáticos também variaram entre espécies e locais durante o experimento. Os invertebrados

do grupo coletores-catadores variaram entre os trechos do igarapé e entre espécies de liteira,

tanto em densidade quanto em riqueza, enquanto que a riqueza de predadores variou entre as

espécies de liteira. Conclui-se que as características físicas e químicas de cada espécie de

liteira e a distância em relação à pastagem são capazes de determinar como e quanto dos

nutrientes será liberado para o igarapé. Os invertebrados utilizam a liteira não só como

recurso alimentar, mas também como abrigo. Portanto, a liteira tem um papel importante na

manutenção da fauna de invertebrados dos igarapés de cabeceira e a transformação da

vegetação ripária em pastagem alteraria a diversidade dessa fauna, restringindo sua

comunidade a organismos mais resistentes.

viii

Abstract

Allochthonous organic matter is the main source of energy for forest streams and leaf litter is

the major component of the organic matter inputs to lotic systems. Taking this principle into

account, the objective of the present work were: (1) to evaluate the decomposition rates of

submersed foliar litter in two forest streams in central Amazonia, under different conditions

(natural and managed), accompanying the carbon and nutrient concentrations in the litter,

throughout the decomposition; and, (2) to evaluate the decomposition dynamics and the litter

colonization by aquatic invertebrates in litter samples placed in the stream at three different

distances from the pasture area, determining eventual differences between the invertebrate

communities. Leaf litter species used in the experiments were: Siparuna bifida, Guatteriopsis

sessiliflora, Henriettea cf. spruceana and Licania cf. laevigata. One treatment was the

mixture of the four species, while other four treatments were the individual species placed

within the litter bags. Two experiments were carried out using litter bags containing

approximately 3 g each. The first experiment used 440 litter bags, which were placed in the at

field from April to December, 2006 while the second experiment used 420 litter bags, from

April to August, 2006. All litter species presented fast decomposition and the remaining dry

weight in litter bags was different between leaf species (individual and mixed) and between

the two forest streams. Species presented differences in the initial physical resistance, which

were reflected in the weight losses at the end of the experiment. Nutrient release rates were

positively correlated with the rates of dry weight losses. The density and richness of aquatic

invertebrates found in litter bags also varied between species and distances from the pasture.

Invertebrates belonging to the collector-gatherers group varied between distances from

pasture and between leaf litter species both in density and in richness while the richness of

predators varied only between litter species. Thus, the physical and chemical characteristics of

each litter species, together with its distance to the pasture are determining rates and amounts

of nutrient release to the forest stream. The invertebrates not only use the litter as a food and

energy resource, but also as microhabitats. Then, litter plays an important role in the

maintenance of the fauna of headwater forest streams, and the conversion of riparian

vegetation into pastures would decrease the diversity of aquatic litter invertebrates, reducing

the communities to the most resistant organisms.

Sumário

Agradecimentos........................................................................................................................iv

Resumo....................................................................................................................................vii

Abstract..................................................................................................................................viii

Sumário....................................................................................................................................ix

Lista de Tabelas........................................................................................................................x

Lista de Figuras.......................................................................................................................xi

1. Introdução Geral................................................................................................................1

1.1. Fatores controlando o tempo de decomposição da liteira............................................2

1.2. Nutrientes......................................................................................................................3

1.3 Invertebrados aquáticos.................................................................................................3

1.4. Conseqüências da alteração da vegetação ripária.......................................................4

2. Objetivos...............................................................................................................................5

2.1. Geral..............................................................................................................................5

2.2. Específicos.....................................................................................................................6

3. Materiais e Métodos..............................................................................................................6

3.1. Área de estudo................................................................................................................6

3.2. Liteira.............................................................................................................................8

3.3. Experimentos de decomposição.....................................................................................9

3.4. Características físico-químicas da liteira....................................................................10

3.5. Características físico-químicas da água......................................................................11

3.6. Análises estatísticas......................................................................................................11

4. Artigo I................................................................................................................................14

5. Artigo II...............................................................................................................................39

6. Conclusões...........................................................................................................................61

7. Referências..........................................................................................................................61

8. Anexos................................................................................................................................68

8.1. Regras de formatação da revista escolhida...................................................................69

8.2. Tabelas dos invertebrados aquáticos encontrados........................................................71

Lista de tabelas

Tabela 1.1. Características físico-químicas dos trechos estudados dos igarapés Asú e Ponta

Verde, situados na Amazônia Central – Brasil, mensurados nos dias de retirada do

experimento. .............................................................................................................................21

Tabela 1.2. Coeficiente de decomposição (-k dia

-1

) das quatro espécies de plantas de regiões

de baixio de floresta tropical úmida, quando incubadas individualmente e misturadas nos

igarapés Asú e Ponta Verde. ....................................................................................................21

Tabela 1.3. Valores resultantes das ANCOVAS utilizando no modelo o peso seco

remanescente da liteira como variável dependente; as espécies (tratamento individual e

misturado), os trechos do igarapé e os tempos de retirada do experimento como variáveis

independentes, e o tempo como covariável, n = 176 e gl = 43 para cada espécie.

..................................................................................................................................................22

Tabela 1.4. Valores resultantes das ANCOVAS utilizando os teores da % C; % N; P (g/kg); K

(g/kg); Ca (g/kg); Fe (mg/kg); Mg (g/kg); Mn (mg/kg) e Zn (mg/kg); como variáveis

dependentes; as espécies (sp), os igarapés (local) e os tempos de retirada do experimento (dia)

como variáveis independentes, e o tempo como covariável, n = 113 para cada espécie. ........23

Tabela 2.1. Características físico-químicas dos três trechos estudados do Igarapé Ponta Verde,

localizados a diferentes distâncias da pastagem: PV1 está a 60 m da pastagem; PV2 está a 140

m; e PV3 está a 285 m da pastagem. .......................................................................................45

Tabela 2.2. Coeficiente de decomposição (-k dia

-1

) das quatro espécies de plantas de regiões

de baixio de floresta tropical úmida, quando incubadas individualmente e misturadas nos três

trechos do igarapé Ponta Verde. ..............................................................................................45

Tabela 2.3. Valores resultantes das ANCOVAS utilizando o peso seco remanescente da liteira

como variável dependente; as espécies (individual e misturada), os trechos do igarapé e os

tempos de retirada do experimento como variáveis independentes, utilizando o tempo como

covariável, n = 168 para cada espécie, gl = 41. ......................................................................46

Lista de figuras

Figura 0.1: Processamento de detritos foliares submersos em ambientes lóticos, onde: MOPG

= matéria orgânica particulada grossa; MOPF = matéria orgânica particulada fina; MOD =

matéria orgânica dissolvida. Adaptado de Allan (1995). ..........................................................2

Figura 0.2: (a) - Imagem Landsat (2005), da ZF2 (Reserva Florestal do Cuieiras), onde se

situa o Igarapé Asú, pertencente à Bacia do Cuieiras e da ZF3 (Fazenda Esteio), onde se situa

o Igarapé Ponta Verde, pertencente à Bacia do Rio Preto da Eva; (b) – Imagem das bacias

hidrográficas do Rio Cuieiras e Rio Preto da Eva; (c)- Composição 3D das microbacias com

floresta (c.1, ZF2) e pastagem (c.2, ZF3) utilizando o SRTM+ imagem de alta resolução

(Ikonos e Quickbird respectivamente), cedida por R. Trancoso (2006). ..................................7

Figura 1.1. (a) Porcentagem do peso seco remanescente da liteira ao longo do tempo (dias)

entre as espécies estudadas. G = Guatteriopsis sessiliflora; H = Henriettea cf. spruceana; L =

Licania cf. laevigata; S = Siparuna bifida; e M = mistura das quatro espécies; e (b) é a

porcentagem do peso seco remanescente das espécies da liteira durante o período do

experimento (dias) entre locais, onde A é o Igarapé Asú e PV1 é o Igarapé Ponta Verde,

situados na Amazônia Central, Brasil. ....................................................................................22

Figura 1.2. (a) Valores médios e erro padrão da resistência (g) das espécies, G = Guatteriopsis

sessiliflora; H = Henriettea cf. spruceana; L = Licania cf. laevigata; S = Siparuna bifida e (b)

relação entre o coeficiente de decomposição (- k/dia) e a resistência (g) das espécies

estudadas. ................................................................................................................................23

Figura 1.3. Concentração de nutrientes na liteira; S = S. bifida; G = G. sessiliflora; H = H.

spruceana; L = L. laevigata; e M = mistura dessas espécies. C = % Carbono/gPSRL; N = %

Nitrogênio/gPSRL; P = Fósforo (g/kg); K = Potássio (g/kg); Ca = Cálcio (g/kg); Fe = Ferro

(mg/kg); Mg = Magnésio (g/kg); Mn = Manganês (mg/kg); e Zn = Zinco (mg/kg), ao longo

do tempo do experimento, que ocorreu de abril a dezembro de 2006, no Igarapé Asú, na

Amazônia Central – Brasil. .....................................................................................................25

Figura 1.4. Concentração de nutrientes na liteira; S = S. bifida; G = G. sessiliflora; H = H.

spruceana; L = L. laevigata; e M = mistura dessas espécies. C = % Carbono/gPSRL; N = %

Nitrogênio/gPSRL; P = Fósforo (g/kg); K = Potássio (g/kg); Ca = Cálcio (g/kg); Fe = Ferro

(mg/kg); Mg = Magnésio (g/kg); Mn = Manganês (mg/kg), ao longo do tempo do

experimento, que ocorreu de abril a dezembro de 2006, no Igarapé Ponta Verde, na Amazônia

Central – Brasil. ......................................................................................................................27

Figura 1.5. Concentração de nutrientes na liteira; S = S. bifida; G = G. sessiliflora; H = H.

spruceana; L = L. laevigata; e M = mistura dessas espécies. Mg = Magnésio (g/kg); Mn =

Manganês (mg/kg), Zn = Zinco (mg/kg), ao longo do tempo do experimento, que ocorreu de

abril a dezembro de 2006, no Igarapé Ponta Verde, na Amazônia Central – Brasil.

.................................................................................................................................................28

xii

Figura 1.6. (a) Relação entre a concentração de nutrientes obtida pelo 1º eixo da PCA e o peso

seco remanescente da liteira (PSRL); (b) Média e erro padrão dos nutrientes, nas cinco

espécies estudadas, S = S. bifida; G = G. sessiliflora; H = H spruceana; L = L. laevigata; e M

= mistura das quatro espécies e (c) média e erro padrão dos nutrientes, nos dois igarapés, A =

igarapé Asú e PV = igarapé Ponta Verde. ...............................................................................29

Figura 2.1. Peso seco remanescente da liteira (g) ao longo do tempo (dias) para (a) as cinco

espécies estudadas: G = G. sessiliflora; H = H. spruceana; L = L. laevigata; S = S. bifida e M

= mistura das quatro espécies; e (b) entre os locais: PV1 = a 60 m da pastagem, PV2 = a 140

m da pastagem e PV3 = a 285 m da pastagem. O experimento ocorreu em três trechos do

Igarapé Ponta Verde, localizado na Amazônia Central, Brasil. ..............................................46

Figura 2.2. Valores médios e erro padrão do log da densidade total (n = 411) de invertebrados

aquáticos (indivíduo por grama de peso seco remanescente da liteira), nas espécies de liteira

(S = S. bifida; G = G. sessiliflora; H = H. spruceana; L = L. laevigata; e M = mistura das

quatro espécies), entre os locais. O experimento ocorreu em três trechos do Igarapé Ponta

Verde, localizado na Amazônia Central, Brasil, durante os meses de abril a agosto de 2006.

PV1 = 60 m da pastagem; PV2 = 140 m da patagem; PV3 = 285 m da pastagem. ................47

Figura 2.3 (a) Valores médios do log da riqueza total e erro padrão de invertebrados

aquáticos, nas espécies de liteira, (S = S. bifida; G = G. sessiliflora; H = H. spruceana; L = L.

laevigata; e M = mistura das quatro espécies) entre locais; e (b) Variação da média do log da

riqueza total ao longo do tempo do experimento, que ocorreu de abril a agosto de 2006, no

igarapé Ponta Verde, Amazônia Central, Brasil. PV1 = 60 m da pastagem; PV2 = 140 m da

pastagem; PV3 = 285 m da pastagem. ....................................................................................48

Figura 2.4. Valores médios e erro padrão da densidade total (em log) de invertebrados

aquáticos encontradas na liteira submersa, em três trechos do Igarapé Ponta Verde. CC =

coletores-catadores; CF = coletores-filtradores; F = fragmentadores; P = predadores; e R =

raspadores. ..............................................................................................................................48

Figura 2.5. Valores médios e erro padrão do log da densidade (indivíduo por grama de peso

seco remanescente da liteira) dos GTF (C-C = coletores-catadores; C-F = coletores-

filtradores; F = fragmentadores; P = predadores; e R = raspadores), nas espécies de liteira: S

= S. bifida; G = G. sessiliflora; H

= H spruceana; L = L. laevigata; e M = mistura das quatro

espécies; ao longo do experimento que ocorreu de abril a agosto de 2006, no Igarapé Ponta

Verde, na Amazônia Central, Brasil. ......................................................................................49

Figura 2.6. Valores médios e erro padrão do log da riqueza dos GTF (C-C = coletores-

catadores; C-F = coletores-filtradores; F = fragmentadores; P = predadores; e R =

raspadores), nas espécies de liteira: S = S. bifida; G = G. sessiliflora; H = H spruceana; L =

L. laevigata; e M = mistura das quatro espécies; ao longo do tempo do experimento que

ocorreu de abril a agosto de 2006, no Igarapé Ponta Verde, na Amazônia Central, Brasil.

.................................................................................................................................................50

Figura 2.7. (a) Valores médios da % lignina (g PSRL), nas espécies estudadas, e (b) valores

médios da resistência física (g) das espécies, G = G. sessiliflora; H = H. spruceana; L = L.

laevigata; S = S. bifida; e M = mistura das quatro espécies. As linhas verticais representam o

erro padrão. .............................................................................................................................51

xiii

Figura 2.8. (a) Relação entre log da densidade (ind.g

-1

PSRL) de invertebrados aquáticos, e (b)

log da riqueza de organismos com o log da lignina na liteira. .................................................51

1. Introdução

A matéria orgânica particulada grossa é a principal fonte de energia em ecossistemas

lóticos, podendo ser originária de duas fontes: autóctone, gerada dentro do ecossistema, ou

alóctone, gerada externamente (Webster & Benfield, 1986). Em ecossistemas florestados, o

sombreamento causado pela vegetação ripária diminui a penetração de luz na coluna d’água,

restringindo a produção primária (Vannote et al., 1980; Casas & Gessner, 1999; Abelho,

2001; Graça et al., 2001; Bunn et al., 2003) e a matéria orgânica de origem alóctone

(especialmente a liteira) passa a ser a principal fonte de energia de rios e igarapés (Fisher &

Likens, 1973; Walker, 1987, Webster et al., 1999; Mathuriau & Chauvet, 2002; Kobayashi &

Kagay, 2004).

A liteira é definida como o conjunto de folhas, flores, frutos, ramos, caules e outros

resíduos indecompostos ou em vias de decomposição depositados sobre o solo (Vieira, 1988).

No leito de rios e igarapés, ela pode ser classificada em três frações distintas (Cummins et al.,

1989; Webster et al., 1999):

• matéria orgânica particulada grossa (MOPG) que inclui a liteira > 1 mm de diâmetro,

compreendendo geralmente troncos, galhos e folhas;

• matéria orgânica particulada fina (MOPF) compreendendo a liteira entre 0,45 µm e 1

mm de diâmetro;

• matéria orgânica dissolvida (MOD), que compreende partículas ≤ 0,45 µm de

diâmetro.

Embora a composição da liteira varie com a distribuição espacial e temporal da

vegetação bem como com a quantidade e qualidade dependendo do tipo da vegetação ripária

as folhas usualmente representam a principal fração da matéria orgânica alóctone que entra

nos ecossistemas lóticos (Benfield, 1997; Pozo et al., 1997; Cillero et al., 1999), constituindo

entre 41-98% da liteira total (Abelho & Graça, 1998; Abelho, 2001).

A eficiência com que a fonte orgânica é utilizada no ecossistema aquático é resultado de

dois fatores: o processamento e o transporte (Webster et al., 1999). A importância relativa

destes fatores varia grandemente com o tipo de detrito e com o rio (Webster & Benfield,

1986). O processamento é o resultado combinado da ação física, química e biológica; o

transporte depende do tamanho e da densidade das partículas orgânicas, assim como de

Queda natural da

folha (MOPG)

Decomposição

Química

Colonização microbiana

e decomposição física

Colonização por invertebrados,

atividade microbiana e

decomposição física

Conversão

para MOPF

Lixiviação de

compostos solúveis

(MOD)

Alimentação animal

Mineralização por

respiração microbiana

para CO

Aumento do

conteúdo protéico

Nova conversão

microbiana

Queda natural da

folha (MOPG)

Decomposição

Química

Colonização microbiana

e decomposição física

Colonização por invertebrados,

atividade microbiana e

decomposição física

Conversão

para MOPF

Lixiviação de

compostos solúveis

(MOD)

Alimentação animal

Mineralização por

respiração microbiana

para CO

Aumento do

conteúdo protéico

Nova conversão

microbiana

Queda natural da

folha (MOPG)

Decomposição

Química

Colonização microbiana

e decomposição física

Colonização por invertebrados,

atividade microbiana e

decomposição física

Conversão

para MOPF

Lixiviação de

compostos solúveis

(MOD)

Alimentação animal

Mineralização por

respiração microbiana

para CO

Aumento do

conteúdo protéico

Nova conversão

microbiana

características físicas do rio, como profundidade, fluxo da água e abundância de obstáculos

que as retenham (Afonso & Henry, 2002).

Quando as folhas caem nos rios, elas tendem a ser retidas por pedras e galhos (Canhoto

& Graça, 1998; Graça et al., 2001; Afonso & Henry, 2002), e o processamento é iniciado

(Fig. 1). Esse processamento ocorre em três fases distintas, que são separadas por uma escala

temporal: lixiviação, condicionamento e fragmentação (Gessner et al., 1999).

A lixiviação é a perda rápida de constituintes solúveis da folha, logo após a imersão no

curso d’água, representando uma perda de 10-30% do peso inicial na maioria das espécies.

O condicionamento é a modificação da matriz foliar por microorganismos, tornando-a

palatável aos invertebrados detritívoros.

A fragmentação é a quebra física e subseqüente remoção de pedaços da folha.

Figura 0.1: Processamento de detritos foliares submersos em ambientes lóticos, onde: MOPG = matéria orgânica

particulada grossa; MOPF = matéria orgânica particulada fina; MOD = matéria orgânica dissolvida. Adaptado

de Allan (1995).

1.1. Fatores controlando o tempo de decomposição da liteira

O processamento da liteira nos corpos d’água é afetado pelos nutrientes dissolvidos na

água (Suberkropp, 1998), por fatores físicos como a velocidade da corrente (Larned, 2000) e

temperatura (Graça et al., 2001), pela abundância de fragmentadores (Canhoto & Graça,

1996) e pelo conteúdo nutricional da própria liteira, especialmente sua concentração de

nutrientes, sua razão C:N, e a razão lignina:N (Aertes & De Caluwe, 1997; Berg, 2000;

Gartner & Cardon, 2004; Lan et al., 2006).

A lignina e celulose são compostos estruturais que compõem uma parte substancial do

peso seco foliar, conferindo dureza ao tecido, de modo que folhas com altos teores desses

compostos tendem a ser refratárias diminuindo a atividade microbiana e de invertebrados

fragmentadores causando decomposição lenta (Gessner, 2005).

Atributos estruturais e químicos das folhas podem variar amplamente entre as espécies;

assim, o processo de decomposição das folhas pode variar de acordo com essas características

direcionando as interações com a liteira foliar adjacente durante a decomposição (Swan &

Palmer, 2004). Folhas de espécies diferentes ocorrendo misturadas, com diferentes

qualidades nutricionais e estruturais, podem mudar o ambiente químico e físico, alterando a

superfície da liteira total onde a decomposição está ocorrendo (Hector et al., 2000). Dessa

forma, a decomposição da liteira pode ser estimulada pelas folhas adjacentes ou pode ser

inibida pela liberação de compostos como fenóis e taninos (Gartner & Cardon, 2004).

1.2. Nutrientes

Pouco se sabe sobre os nutrientes em ecossistemas baseados em detritos, como os

igarapés de floresta de terra firme (Furch et al., 1989). A disponibilidade dos nutrientes pode

depender da composição destes no substrato orgânico e/ou da contribuição relativa de

nitrogênio e fósforo na água do riacho. Além disso, as propriedades químicas da liteira podem

determinar as taxas de colonização por microorganismos e por invertebrados, acelerando o

processo de decomposição (Graça et al., 2001; Bradford et al., 2002; Rosemond et al., 2002;

Stallcup et al., 2006).

Assim, muitos estudos têm tentado identificar bons preditores químicos que possam

determinar o tempo de decomposição da liteira (Suberkropp et al., 1976; Meyer, 1980; Aertes

& De Caluwe, 1997; Tibbets & Molles Jr., 2005), mas nenhum padrão claro foi encontrado

até o momento. Acredita-se que uma liteira com alto conteúdo nutricional tende a aumentar a

biomassa microbiana, aumentando a produtividade secundária e, conseqüentemente, a

diversidade de espécies (Pearson & Connolly, 2000; Kobayashi & Kagaya, 2002), o que, por

sua vez, promove uma maior fragmentação do detrito (Graça et al., 2001).

1.3. Invertebrados aquáticos

Em ecossistemas aquáticos a liteira é lixiviada, colonizada e decomposta por

microrganismos e consumida pelos invertebrados aquáticos fragmentadores (Gessner et al.,

1999). Esse processo leva a produção de matéria orgânica particulada fina que é consumida

por organismos coletores. Os fragmentadores e coletores são então os principais

consumidores primários em ambientes aquáticos florestados, agindo como um elo entre a

matéria orgânica que entra nos corpos d’água e os predadores invertebrados e vertebrados

(Cheshire et al., 2005).

O processamento da liteira por invertebrados fragmentadores tem sido extensivamente

estudado e bem descrito em regiões temperadas, entretanto, em ambientes tropicais ainda

pouco se sabe sobre a importância dos fragmentadores (Rosemond et al., 1998; Graça, 2001;

Mathuriau & Chauvet, 2002; Cheshire et al., 2005; Gonçalves et al., 2006; Rueda-Delgado et

al., 2006). Alguns autores sugerem que a função dos fragmentadores é menos importante em

sistemas tropicais devido aos caminhos alternativos da decomposição, como o processamento

fúngico acelerado devido às altas temperaturas (Iron et al., 1994) e à alta concentração de

compostos tóxicos nas folhas (Wantzen et al., 2006). Entretanto Cheshire et al. (2005)

observaram que os fragmentadores não são escassos na Austrália evidenciando sua

importância no processamento de folhas. Além disso, sabe-se que alguns invertebrados

aquáticos utilizam a liteira foliar não só como alimento, mas também como abrigo (Walker,

1992; Nessimian et al., 1998; Albarino & Balseiro, 2002).

1.4. Conseqüências da alteração da vegetação ripária

Alterações na vegetação ripária podem modificar a quantidade e/ou qualidade da

matéria orgânica que entra no corpo d’água, (Cummins et al., 1989; Canhoto & Graça, 1995).

O grau de alteração desta vegetação pode se refletir nos processos funcionais que ocorrem no

igarapé ou rio. Assim, a substituição da vegetação natural por pastagem, em igarapés de

primeira ordem, eleva a concentração de carbono orgânico, promovida pela ocorrência de

gramíneas dentro dos canais dos igarapés, alterando o metabolismo das águas, devido à

atividade respiratória da vegetação e/ou decomposição da matéria orgânica (Krusche et al.,

2005). Além disso, a conversão da vegetação nativa em pastagem pode alterar os padrões de

vazão em relação à precipitação; a natureza física do canal, devido às alterações na entrada e

transporte de sedimentos (Krusche et al., 2005); a temperatura, devido à mudança no regime

de luz, e a entrada de material particulado e dissolvido (Townsend & Riley, 1999; Collier &

Quinn, 2003; Krusche et al., 2005).

Esses fatores podem alterar as concentrações de nutrientes dissolvidos nos igarapés e a

abundância de microrganismos (fungos e bactérias) e invertebrados aquáticos (Grattan &

Suberkropp, 2001; Bunn et al., 2003), modificando substancialmente a química da água e

interferindo na dinâmica da decomposição da liteira que, por conseqüência, interfere no

metabolismo de carbono do sistema lótico afetando as assembléias tróficas.

Os invertebrados aquáticos são uma importante ferramenta como bioindicadores da

qualidade da água, por possuírem diferentes graus de tolerância quanto às alterações

ambientais, sendo classificados como organismos sensíveis ou intolerantes, como organismos

tolerantes, ou como organismos resistentes (Callisto et al., 2001). As principais características

que os definem como bons indicadores ambientais são: (i) possuem hábito sedentário, ou seja,

são representativos da área na qual foram coletados; (ii) apresentam ciclos de vida

relativamente curtos em relação aos ciclos dos peixes, refletindo mais rapidamente as

modificações do ambiente através de mudanças na estrutura das populações e comunidades;

(iii) apresentam elevada diversidade biológica, implicando em uma maior variabilidade de

respostas frente aos diferentes tipos de impactos ambientais; e, (iv) são importantes

componentes dos ecossistemas aquáticos, formando um elo entre os produtores primários e

servindo como alimento para muitos peixes, além de apresentarem papel fundamental no

processamento de matéria orgânica e ciclagem de nutrientes (Resh et al., 1996; Callisto et al.,

2004).

Assim, mudanças químicas, físicas e biológicas, causadas pela perda da cobertura

vegetal natural e pelo uso da terra, podem interferir diretamente na estrutura e funcionamento

de ecossistemas aquáticos (Townsend & Riley, 1999).

2. Objetivos

2.1. Objetivo geral

1 - Avaliar os coeficientes de decomposição da liteira foliar submersa em dois igarapés

na Amazônia Central, sob diferentes condições (natural e alterado), acompanhando-se as

concentrações de carbono e nutrientes da liteira, ao longo do processo de decomposição.

2 - Avaliar a influência da distância de uma área alterada sobre o processo de

decomposição da liteira e sobre a colonização por invertebrados aquáticos.

2.2. Objetivos específicos

1- Determinar os coeficientes de decomposição de diferentes espécies de folhas,

observando se esses diferem no igarapé em floresta intacta e sob efeito de pastagem;

2- Determinar o coeficiente de decomposição de espécies de folhas que foram expostas

individualmente ou misturadas;

3- Avaliar as características químicas da liteira das espécies estudadas e sua relação

com os coeficientes de decomposição;

4- Avaliar a colonização da liteira por invertebrados aquáticos, em trechos de igarapés

localizados a diferentes distâncias de uma área de pastagem;

5- Identificar possíveis indicadores bio-químicos de recuperação, em três trechos, de um

igarapé com vegetação ripária diferenciada, a partir de uma área de pastagem.

3. Materiais e métodos

3.1. Área de estudos

O estudo foi realizado nos igarapés Asú e Ponta Verde. A microbacia do igarapé Asú

pertence à bacia hidrográfica do Rio Cuieiras (Fig. 2), apresentando uma área de contribuição

de aproximadamente 1,26 km

. Sua bacia está situada a aproximadamente 84 km de Manaus

(AM), na Reserva Florestal do Cuieiras (estrada vicinal ZF2), do Instituto Nacional de

Pesquisas da Amazônia (INPA), em uma área de floresta não perturbada. A microbacia do

igarapé Ponta Verde possui uma área de contribuição de aproximadamente 1,22 km

pertencendo à bacia hidrográfica do Rio Preto da Eva (Fig. 2). Está localizada na Fazenda

Esteio (estrada vicinal ZF3), situada a 89 km da cidade de Manaus, e está inserida em áreas

com diferentes tipos de vegetação ripária, nascendo dentro de uma área de pastagem e

passando por capoeira e floresta.

A fazenda Esteio está situada em uma das áreas de estudo do Projeto Dinâmica

Biológica de Fragmentos Florestais (PDBFF/INPA). No início da década de 80 um programa

do governo brasileiro liberou áreas para ocupações agropastoris no distrito da Suframa, sendo

c.1

c.2

Área de estudos

ZF 2

ZF 3

Área de estudos

ZF 2

ZF 3

Área de estudos

ZF 2ZF 2

ZF 3

que metade da área deveria ter sua cobertura vegetal mantida. Os pesquisadores do PDBFF

aproveitaram a oportunidade e entraram em acordo com os fazendeiros para implantação do

projeto de pesquisa. A pastagem, apesar de pouco produtiva, continua ativa e é queimada

anualmente durante a estação seca, para sua manutenção.

As microbacias distam uma da outra 39 km em linha reta. Em ambos os locais, o clima,

segundo a classificação de Köppen, é do tipo AmW com temperatura média anual de 26,6

umidade relativa de 75 a 86 % e precipitação anual de 1750 a 2500 mm (Ribeiro & Adis,

1984). A água de ambos os igarapés é de coloração preta (pH ácido) devido ao conteúdo de

ácidos húmicos e fúlvicos (Moreira-Turcq et al., 2003). O experimento foi realizado em um

trecho de 1ª ordem do igarapé Asú e em três trechos do igarapé Ponta Verde, dois de 1ª ordem

e um de 2ª ordem.

Figura 0.2: (a) - Imagem Landsat (2005), da ZF2 (Reserva Florestal do Cuieiras), onde se situa o Igarapé Asú,

pertencente à Bacia do Cuieiras e da ZF3 (Fazenda Esteio), onde se situa o Igarapé Ponta Verde, pertencente à

Bacia do Rio Preto da Eva; (b) – Imagem das bacias hidrográficas do Rio Cuieiras e Rio Preto da Eva; (c)-

Composição 3D das microbacias com floresta (c.1, ZF2) e pastagem (c.2, ZF3) utilizando o SRTM+ imagem de

alta resolução (Ikonos e Quickbird respectivamente), cedida por R. Trancoso (2006).

3.2. Liteira

Para o experimento de decomposição foram utilizadas folhas de quatro espécies de

árvores abundantes em áreas de baixio de mata primária, que foram identificadas no Herbário

do INPA. Foram utilizados cinco tratamentos:

• o primeiro tratamento utilizou folhas de Siparuna bifida (Poepp & Endl.) A. DC.

(Monimiaceae);

• o segundo tratamento utilizou folhas de Guatteriopsis sessiliflora (Benth.)

(Annonaceae);

• o terceiro tratamento utilizou folhas de Henriettea cf. spruceana Cogn.

(Melastomataceae);

• o quarto tratamento utilizou folhas de Licania cf. laevigata Prance DC.

(Chrysobalanaceae);

• o quinto tratamento utilizou uma mistura de folhas das quatro espécies anteriores.

As folhas foram coletadas diretamente das árvores, por meio da técnica de arborismo,

utilizando tesoura de poda. Foram utilizadas folhas maduras, e para cada espécie os tamanhos

foram aproximados. As folhas foram secas ao ar, pesadas e acondicionadas em sacos de tela

plástica de 30x20 cm (malha de 10 mm). Nos sacos contendo folhas de uma única espécie

foram colocadas 3 +

0,005 g de folhas e nos sacos contendo a mistura de espécies foram

colocadas 3,5 +

0,005 g de folhas. Para o estabelecimento de um fator de conversão peso seco

ao ar/peso seco, pesamos 0,5; 1,0; 3,0; 5,0; 10,0 g de cada espécie e colocamos na estufa a

60º C até atingirem peso constante. Os valores de peso seco ao ar e peso seco dessas amostras

foram utilizados como dados de uma regressão linear simples para determinarmos a equação

para a transformação dos dados para cada espécie. As equações utilizadas para a

transformação dos dados foram:

- S. bifida : Peso seco = (-0,0048) + 0,915*Peso seco ao ar;

- G. sessiliflora: Peso seco = (0,0223) + 0,9199*Peso seco ao ar;

- H. spruceana: Peso seco = (-0,0045) + 0,8801*Peso seco ao ar;

- L. laevigata: Peso seco = (0,0184) + 0,904*Peso seco ao ar.

3.3. Experimentos de decomposição

Essa dissertação foi realizada com o intuito de entender quais os efeitos da pastagem

sobre a ciclagem de nutrientes de um igarapé, para isso, resolvemos estudar um igarapé

natural e outro alterado para que pudéssemos ter uma base do que seria esperado, mas para

avaliarmos a fauna de invertebrados precisávamos observar o que estava acontecendo ao

longo do igarapé alterado. Desse modo, foram realizados dois experimentos; o primeiro

experimento foi realizado para responder o nosso primeiro objetivo geral que pretendia

avaliar o efeito da decomposição sobre a liberação de nutrientes da liteira; o segundo

experimento foi realizado para responder o nosso segundo objetivo geral que pretendia avaliar

a influência da distância da pastagem sobre o processo de decomposição e a colonização por

invertebrados aquáticos.

No primeiro experimento foram utilizados 440 sacos com folhas (88 sacos por espécie),

sendo incubados no meio do igarapé, próximo ao fundo do leito, presos por uma corda para

evitar que fossem levados pela correnteza, em um trecho do igarapé Asú e em um trecho do

igarapé Ponta Verde, ambos de 1ª ordem. Tentamos distribuir as amostras tanto em trechos

rápidos quanto em trechos de remanso. Os dois trechos possuíam substrato arenoso.

Quatro réplicas de cada tratamento foram retiradas após 1, 8, 15, 22, 55, 83, 113, 155,

175, 205 e 240 dias, em cada igarapé. Em cada retirada as amostras foram acondicionadas

individualmente em sacos plásticos e transportadas até a base da Reserva Florestal Cuieiras,

onde foram lavadas. Posteriormente as folhas foram secas em estufa a 60º C até atingirem

peso constante, para a determinação do peso seco remanescente da liteira (PSRL). Para as

amostras contendo a mistura, as folhas foram separadas por espécie para serem pesadas. Esse

experimento ocorreu de abril a dezembro de 2006.

No segundo experimento foram utilizados 420 sacos com folhas (84 sacos por espécie),

sendo incubados no meio do igarapé, próximo ao fundo do leito, presos por uma corda para

evitar que fossem levados pela correnteza, em três trechos do igarapé Ponta Verde,

localizados a diferentes distâncias de uma área de pastagem. Tentamos distribuir as amostras

tanto em trechos rápidos quanto em trechos de remanso e os três trechos possuíam substrato

arenoso. O primeiro trecho estava a 60 m da pastagem (PV1) sendo um trecho de 1ª ordem; o

segundo, a 140 m (PV2), também era um trecho de 1ª ordem; e o terceiro, a 285 m (PV3) da

pastagem, era um trecho de 2ª ordem. Novamente foram utilizadas quatro réplicas de cada

tratamento que foram retiradas após 1, 8, 15, 22, 55, 83 e 113 dias, de cada trecho do igarapé.

A cada retirada as amostras foram acondicionadas individualmente em sacos plásticos e

transportadas até a base da Reserva Florestal Cuieiras, onde foram lavadas sob peneira de

malha de 120 µm. A liteira foi seca em estufa a 60º C até atingir peso constante, para a

determinação do PSRL. Igualmente ao primeiro experimento, para as amostras contendo a

mistura, as folhas foram separadas por espécie antes de serem pesadas. O restante do

conteúdo que ficou dentro da peneira (detritos e organismos invertebrados) após a lavagem

das folhas foi fixado em álcool 70% e posteriormente triado. Os invertebrados aquáticos

foram identificados até o menor nível taxonômico possível com auxílio de lupa estereoscópica

da marca Zeiss (20 x), utilizando as chaves de identificação de Wiggins (1977), Perez (1988),

Merritt & Cummins (1996) e Pes et al. (2005). Os organismos identificados foram

classificados conforme seus grupos tróficos funcionais (GTF): coletores-catadores, coletores-

filtradores, fragmentadores, predadores e raspadores (Merritt & Cummins, 1996). Esse

experimento ocorreu de abril a agosto de 2006.

3.4. Características físico-químicas da liteira

A dureza da folha foi estimada, apenas no tempo zero, pela medida da força necessária

para romper uma amostra foliar (Graça & Zimmer, 2005).

A determinação das concentrações de C, N, P, K, Mg, Ca, lignina e celulose foi

realizada no Laboratório Temático de Solos e Plantas (LTSP) do INPA.

O método ADF (fibra com detergente ácido) foi utilizado para determinar as

concentrações de lignina e celulose, segundo Anderson & Ingram (1993). A análise de N total

e C da liteira foram determinadas através do auto-analisador CHN elementar (Vario EL), pelo

método de cromatografia gasosa. A determinação de P foi feita pelo método da digestão

nitroperclórica das amostras (Malavolta & Netto 1989), seguida por leitura no

espectrofotômetro UV-120-01 (Shimadzu) e para a determinação de K, Ca, Mg, Fe, Zn e Mn

utilizamos o método da digestão nitroperclórica das amostras, seguida pela leitura no

espectrofotômetro de absorção atômica (Anderson & Ingram, 1993).

Essas análises foram realizadas para as amostras no tempo zero e ao longo do

experimento, conforme os tempos de retirada dos sacos com folhas em decomposição.

3.5. Características físico-químicas da água

Durante o experimento, a cada retirada dos sacos de liteira dos trechos amostrados dos

igarapés, foram feitas medidas de pH utilizando o equipamento 3150 pH meter (Jenway) e de

dissolvido na água, com o equipamento DO

meter 9200 (Jenway). Amostras de água

foram coletadas para análises de N total, amônio, P total e ortofosfato. As análises químicas

da água foram realizadas no Laboratório de Química Ambiental (CPRHC/INPA) e seguiram o

método de espectrofotometria de acordo com o “Standard Methods for the Examination of

Water and Wastewater” (American Public Health Agency, 2005) com auxílio do sistema FIA

(Flow Injection Analysis).

3.6. Análises estatísticas

Os coeficientes de decomposição foram determinados ajustando-se os dados de peso

seco remanescente da liteira ao modelo exponencial negativo: W

= W

-kt

, onde W

é o peso

remanescente no tempo t (em dias), W

é o

peso inicial e k é o coeficiente de decomposição,

para todas as espécies a curva que melhor se ajustou aos dados foi a exponencial, as equações

foram calculadas utilizando o programa Microsoft Office Excel 11.0 (Microsoft Corporation,

2003).

Para avaliar a diferença no peso seco remanescente da liteira entre as espécies

(individual e/ou misturadas), os igarapés, e os tempos do experimento foi realizada Análise

de Covariância (ANCOVA), utilizando o tempo como covariável. Para avaliar se houve

diferença nos coeficientes de decomposição entre as espécies ocorrendo individualmente ou

misturadas dentro dos sacos de malha, foi realizada Análise de Variância (ANOVA). Quando

os tratamentos apresentaram diferenças significativas (α < 0,05), foi aplicado o teste de

Tukey a posteriori.

Para avaliar se as características químicas da liteira estão correlacionadas com o peso

seco remanescente da liteira foi feita uma ordenação indireta através da Análise de

Componentes Principais (PCA), para reduzir a composição de nutrientes a poucos eixos. O 1º

eixo resultante da ordenação foi utilizado como variável dependente no teste inferencial para

avaliar se houve diferença na composição química da liteira entre espécies de folhas e local

durante o experimento, através de ANCOVA, utilizando o tempo como covariável.

Para avaliar a densidade total de invertebrados aquáticos, entre os trechos dos igarapés,

as espécies de folhas e os tempos do experimento foi realizada ANCOVA, onde novamente o

tempo foi utilizado como covariável, assim como para avaliar a riqueza total de invertebrados

aquáticos. Os dados de densidade e riqueza dos invertebrados foram logaritimizados para

atender aos pressupostos das análises utilizadas.

Considerando que os GTF não possuíam uma distribuição normal, todos eles foram

analisados pelo teste não-paramétrico de Kruskal-Wallis, para verificar diferenças nas

abundâncias e riquezas quanto aos trechos dos igarapés, e quanto às espécies de folhas.

Foi utilizada ANOVA para avaliar se houve diferenças nas concentrações de lignina e

dureza entre as espécies de liteira. Para observar a relação entre densidade e riqueza de

organismos e a concentração de lignina foi realizada Regressão Linear Simples.

As análises foram feitas no Programa Systat 10.2 (Wilkinson, 1998).

4. Artigo I

Liberação de nutrientes durante o processo de decomposição da liteira em igarapé sob

floresta e área alterada na Amazônia Central - Brasil

Liberação de nutrientes durante o processo de decomposição da liteira em

igarapé sob floresta e área alterada na Amazônia Central - Brasil

JOANA D. PAULA* e FLÁVIO J. LUIZÃO*

* Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia. Departamento de Ecologia. Av. André

Araújo, 2936, Aleixo, CEP 69060-001, Manaus, Amazonas, Brasil. [email protected]

Resumo

1. Avaliamos os coeficientes de decomposição (k) da liteira foliar submersa em dois

igarapés, na Amazônia Central, sob diferentes condições (mata primária e capoeira), entre

cinco tipos de liteira (Siparuna bifida, Guatteriposis sessiliflora, Henriettea cf. spruceana,

Licania cf. laevigata individualmente, e a mistura dessas quatro espécies). Determinamos o

coeficiente de decomposição quando as espécies de folhas foram colocadas individualmente

ou misturadas; e avaliamos as características químicas da liteira das espécies estudadas ao

longo do experimento, e sua influência sobre a decomposição.

2. Todas as espécies e a mistura apresentaram decomposição rápida e o peso seco

remanescente da liteira (PSRL) variou entre espécies individuais e/ou misturadas quando

comparadas entre as espécies e os igarapés.

3. A resistência foi diferente entre as espécies, estando altamente correlacionada com o

coeficiente de decomposição.

4. A composição química da liteira esteve correlacionada com o PSRL, sendo ambos

influenciados pela espécie da folha e pelo local ao longo do tempo.

Palavras-chave: MOPG, ciclagem de nutrientes, Carbono, processos funcionais, cobertura

vegetal, uso da terra.

Introdução

A matéria orgânica de origem alóctone é a principal fonte de energia de rios e igarapés

em ecossistemas florestados (Fisher & Likens, 1973; Walker, 1987; Webster et al., 1999;

Mathuriau & Chauvet, 2002). Isso se deve, principalmente, ao sombreamento causado pela

vegetação ripária que diminui a penetração de luz na coluna d’água desfavorecendo a

produção primária (Vannote et al., 1980; Casas & Gessner, 1999; Abelho, 2001; Bunn,

Davies & Winning, 2003).

Desta forma, o fluxo de nutrientes nesses ecossistemas passa a ser determinado pela

decomposição e remineralização de matéria orgânica particulada grossa, principalmente

folhas (Furch, Junk & Campos, 1989; Cillero, Pardo & Lopez, 1999; Abelho, 2001;

Mathuriau & Chauvet, 2002). A quase totalidade desta MOPG é composta pela liteira (Vieira,

1998) produzida pela vegetação ripária, sendo incorporada ao corpo d’água através de

movimentos verticais (queda direta no canal do rio) ou laterais (arrastada de áreas próximas)

da liteira (Conners & Naiman, 1984; Benfield, 1997; Pozo et al., 1997; Cillero, Pardo &

Lopez, 1999).

A decomposição da liteira é afetada por fatores físicos, químicos e biológicos (Meyer,

1980; Mathuriau & Chauvet, 2002; Lan, Asaeda & Manatunge, 2006), que combinados, são

responsáveis pela redução do tamanho, transformação química e incorporação de nutrientes à

teia alimentar (Webster & Benfield, 1986; Mathuriau & Chauvet, 2002). Esses fatores

individualmente ou combinados também são responsáveis por direcionar interações entre a

liteira adjacente durante o processo de decomposição. Ou seja, folhas com características

estruturais e conteúdo nutricional diferente quando misturadas podem promover alterações no

conteúdo da superfície foliar acelerando ou retardando a decomposição devido à liberação de

seus compostos (Gartner & Cardon 2004).

Estimativas da eficiência do processamento da liteira em ecossistemas aquáticos vêm

sendo quantificadas através da medida de perda foliar ao longo do tempo de exposição

(Kaushik & Hynes, 1971; Webster & Benfield, 1986; Baldy, Gessner & Chauvet, 1995;

Abelho, 2001, Mathuriau & Chauvet, 2002). Outros estudos têm investigado as

macromoléculas durante o processamento da liteira envolvendo a perda e a natureza

qualitativa dos compostos solúveis (Suberkropp, Godshalk & Klug, 1976; Luizão & Schubart,

1987; Furch, Junk & Campos, 1989; Aerts & De Caluwe, 1997; Tibbets & Molles Jr., 2005).

Sabe-se que as propriedades químicas da liteira podem determinar as taxas de colonização por

microorganismos e por invertebrados, acelerando o processo de decomposição (Graça,

Ferreira & Coimbra, 2001; Bradford et al., 2002, Stallcup, Ardón & Pringle, 2006).

Alterações no canal de rios e igarapés também implicam em mudanças que afetam a

dinâmica da decomposição da liteira foliar (Grattan & Suberkropp, 2001; Bunn, Davies &

Mosisch, 1999). A conversão da vegetação nativa em pastagem pode alterar vários

componentes e processos do sistema aquático: (i) os padrões de vazão em relação à

precipitação; (ii) a natureza física do canal, devido às alterações na entrada e transporte de

sedimentos (Krusche et al., 2005); (iii) a temperatura e a entrada de material particulado e

dissolvido. Isto resulta em modificações substanciais na química da água (Townsend & Riley,

1999; Collier & Quinn, 2003; Krusche et al., 2005) interferindo no tempo de decomposição.

Vários trabalhos foram desenvolvidos como parte da área denominada “Química da

água e Hidrologia superficial”, do Experimento de Grande Escala Biosfera-Atmosfera na

Amazônia (LBA), onde dentre esses Neill et al. (2001) compararam a concentração de

formas orgânicas e inorgânicas de N e P em dois igarapés de segunda ordem, drenando áreas

de pastagem e floresta e detectaram que a desflorestação em pequenos corpos d’água tem

potencial para influenciar a estrutura desses ecossistemas aquáticos por alterar o balanço N:P;

Richey et al. (2002) determinaram que rios e áreas inundáveis da região central da bacia

Amazônica exportam, através da evasão de CO

, em torno de 1,2 + 0,3 Mg C Ha

-1

ano

-1

constituindo um fluxo de saída de 0,5 Gt. ano

-1

de carbono na bacia.; Krusche et al. (2005)

estabeleceram relações entre os fatores determinantes da bacia de drenagem e a composição

biogeoquímica do rio Ji- Paraná e observaram que mudanças na estrutura e funcionamento

dos ecossistemas é detectável nas micro e meso escalas, com alterações significativas na

ciclagem de nutrientes nos ecossistemas fluviais; Johnson et al. (2006) compararam o tempo

e a magnitude do fluxo de carbono orgânico que é transportado do solo da floresta para rios

de cabeceira indicando que o processamento da liteira de origem alóctone dentro do corpo

d’água é uma importante fonte de carbono orgânico dissolvido durante a estação seca; Neill

et al. (2006), observaram que áreas de pastagem alteram a estrutura física, bioquímica e

hidrológica no canal do rio Amazonas.

Com o intuito de contribuir para o maior entendimento do funcionamento da ciclagem

de nutrientes em microbacias hidrológicas, avaliamos, os coeficientes de decomposição da

liteira foliar submersa em dois igarapés, na Amazônia Central, sob diferentes condições: um

sob mata primária e outro sob capoeira, sofrendo influência de pastagem. Para isso,

avaliamos também as mudanças na concentração de macro e micronutrientes ao longo do

processo de decomposição. Os principais objetivos foram: (a) Determinar os coeficientes de

decomposição de diferentes espécies de folhas, entre os igarapés sob floresta e área alterada;

(b) Determinar as taxas de decomposição das espécies de folhas individualmente ou

misturadas; (c) Avaliar as modificações nas características químicas da liteira das espécies

estudadas ao longo do processo de decomposição.

Materiais e Métodos.

Área de estudo

O experimento foi realizado nos igarapés Asú e Ponta Verde. A microbacia do igarapé

Asú pertence à bacia hidrográfica do Rio Cuieiras, apresentando uma área de contribuição de

aproximadamente 1,26 km

, situada a aproximadamente 84 km de Manaus (AM), localizada

no interior da Reserva Florestal do Cuieiras, do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia

(INPA) encontrando-se inteiramente em áreas florestais não perturbadas.

A microbacia do igarapé Ponta Verde possui uma área de contribuição de

aproximadamente 1,22 km

, pertencendo à bacia hidrográfica do Rio Preto da Eva. Localiza-

se dentro da fazenda Esteio, situada a 89 km da cidade de Manaus, e está inserido em áreas

com diferentes tipos de vegetação ripária nascendo dentro de uma área de pastagem,

percorrendo um trecho de aproximadamente 150 m, passando por capoeira e floresta. A

pastagem, apesar de pouco produtiva, continua ativa e é queimada anualmente durante a

estação seca, para manutenção.

As microbacias distam uma da outra 39 Km em linha reta. Em ambos os locais, o clima,

segundo a classificação de Köppen, é o AmW com temperatura média anual de 26,6

umidade relativa de 75 a 86% e precipitação anual de 1750 a 2500 mm (Ribeiro & Adis,

1984). A água de ambos os igarapés é de coloração preta (pH ácido, variando entre 3,5 e 6,5)

devido ao conteúdo de ácidos húmicos e fúlvicos (Moreira-Turcq et al., 2003); os dois trechos

estudados são de 1ª ordem e possuem substrato arenoso.

Liteira

Foram utilizadas folhas de quatro espécies de árvores abundantes em áreas de baixio de

mata primária na região de estudo. As folhas foram retiradas ainda verdes das árvores devido

à dificuldade de se conseguir folhas senescentes antes de atingirem o solo, em quantidade

adequada para realização do experimento em floresta tropical úmida. As espécies utilizadas

foram: Siparuna bifida, (Monimiaceae), Guatteriopsis sessiliflora (Annonaceae), Henriettea

cf. spruceana (Melastomataceae), Licania cf. laevigata (Chrysobalanaceae).

Foram utilizados cinco tratamentos: quatro continham as espécies individuais, e um a

mistura dessas quatro espécies. As folhas foram secas ao ar, pesadas e acondicionadas em

sacos de tela plástica de 30x20 cm (malha de 10 mm). Nos sacos contendo folhas de uma

única espécie foram colocadas 3 + 0,005g de folhas e nos sacos contendo a mistura de

espécies foram colocadas 3,5 + 0,005 g de folhas. Para o estabelecimento de um fator de

conversão peso seco ao ar/peso seco pesamos 0,5; 1,0; 3,0; 5,0; 10,0 g de cada espécie e

colocamos na estufa a 60º C até atingirem peso constante. Fizemos uma regressão linear

simples com os valores de peso seco ao ar e peso seco para determinarmos a equação para a

transformação dos dados para cada espécie.

Experimento de decomposição

Foram utilizados 440 sacos com folhas durante o experimento (88 sacos por espécie),

sendo incubados no meio do igarapé, próximo ao fundo do leito, presos por uma corda para

evitar que fossem levados pela correnteza. Tentamos distribuir as amostras tanto em trechos

rápidos quanto em trechos de remanso. Os dois trechos possuíam substrato arenoso. Quatro

réplicas de cada tratamento foram retiradas após 1, 8, 15, 22, 55, 83, 113, 155, 175, 205 e 240

dias, em cada igarapé. Em cada retirada, as amostras foram acondicionadas individualmente

em sacos plásticos e transportadas até a base da Reserva Florestal Cuieiras, onde foram

lavadas em água corrente. Posteriormente as folhas foram secas em estufa a 60ºC até

atingirem peso constante para a determinação do peso seco remanescente da liteira (PSRL).

Para as amostras contendo a mistura, as folhas foram separadas por espécie para serem

pesadas. Esse experimento foi realizado entre os meses de abril e dezembro de 2006.

Análises químicas e físicas

Após a determinação do PSRL as folhas foram moídas para posterior análise química. A

determinação das concentrações de C, N, P, K, Mg, Ca, Fe, Zn e Mn foi realizada no

laboratório temático de Solos e Plantas (LTSP) do INPA.

A análise de N total e C da liteira foram realizadas por meio do auto-analisador CHN

elementar (Vario EL) pelo método de cromatografia gasosa. A determinação de P foi feita

pelo método de digestão nitroperclórica das amostras (Malavolta & Netto, 1989) seguido por

leitura no espectrofotômetro UV-120-01 (Shimadzu). Para a determinação de K, Mg, Ca, Fe,

Zn e Mn utilizamos o método de digestão nitroperclórica das amostras, seguida pela leitura no

espectrofotômetro de absorção atômica (Anderson & Ingram, 1993). Essas análises foram

feitas no tempo zero e ao longo do experimento à medida que as amostras foram retiradas em

seus respectivos tempos.

A dureza das folhas foi estimada pela medida de força necessária para romper uma

amostra foliar (Graça & Zimmer, 2005).

Durante o experimento foram feitas medidas do pH da água do igarapé a cada dia de

retirada dos sacos de liteira, através do equipamento 3150 pH meter (Jenway) e da quantidade

de O

, com o equipamento DO

meter 9200 (Jenway). Foram coletadas amostras de água para

análise de N total, amônio, P total e ortofosfato. A análise química da água foi realizada no

Laboratório de Química de Água (CPCR) do INPA e seguiu o método de espectrofotometria

de acordo com o “Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater”

(American Public Health Agency, 2005) com auxílio do sistema FIA (Flow Injection

Analysis).

Análises estatísticas

Os coeficientes de decomposição foram determinados ajustando-se os dados de peso

seco remanescente da liteira ao modelo exponencial negativo: W

= W

-kt

, onde W

é o peso

remanescente no tempo t (em dias), W

é o

peso inicial e k é o coeficiente de decomposição,

para todas as espécies a curva que melhor se ajustou aos dados foi a exponencial, as equações

foram calculadas utilizando o programa Microsoft Office Excel 11.0 (Microsoft Corporation,

2003).

Para avaliar a diferença no peso remanescente da liteira entre as espécies (individual

e/ou misturada), entre os igarapés, e entre o tempo do experimento foi realizada uma Análise

de Covariância (ANCOVA), utilizado o tempo como covariável. Para avaliar se houve

diferença nos coeficientes de decomposição entre as espécies ocorrendo individualmente ou

misturadas foi realizada uma Análise de Variância (ANOVA). Quando os tratamentos

apresentaram diferenças significativas (α < 0,05), foi aplicado o teste de Tukey a posteriori.

Para avaliar se as características químicas da liteira estavam correlacionadas com o peso

seco remanescente da liteira foi feita uma ordenação indireta através da Análise de

Componentes Principais (PCA) para reduzir a composição de nutrientes a poucos eixos. O 1º

eixo resultante da ordenação foi utilizado como variável dependente no teste inferencial para

avaliar se houve diferença na composição química da liteira entre espécies de folhas e local

durante o experimento, através de ANCOVA, utilizando o tempo como covariável. Alguns

dos nutrientes não apresentaram distribuição normal, quando necessário eles foram

logaritimizados para atender aos pressupostos das análises estatísticas utilizadas. As análises

estatísticas foram realizadas utilizando o programa Systat 10.2 (Wilkinson, 1998).

Resultados

Não encontramos variação significativa nas características físico-químicas da água entre

os igarapés estudados, apenas os teores de amônio foram diferentes estatisticamente (p <

0,001; F = 141,5), ocorrendo em maior quantidade no Igarapé Asú (floresta) que no Igarapé

Ponta Verde (capoeira) (Tabela 1.1); e observamos uma maior deposição de areia natural no

leito do Igarapé Ponta Verde.

Individual Misturada I II Individual Misturada I II

S. bifida 0,254 0,2364 16% 0 0,1558 0,2242 33% 0

G. sessiliflora 0,2312 0,0982 7% 0 0,0516 0,1287 57% 17%

. spruceana 0,3832 0,5086 0 0 0,1164 0,2603 52% 0

. laevigata 0,0484 0,0435 60% 58% 0,0274 0,0339 67% 50%

Mistura 0,2062 17% 0,1153 19%

Espécies

Igarapé Asú Igarapé Ponta Verde

Parâmetros Igarapé Asú Igarapé Ponta Verde

Largura (m) 2,0 1,0

Profundidade (cm) 0,4 0,8

Temperatura (

C) 25,4 + 0,6 27,6 + 1,2

Dissolvido (mg/L)

8,0 +

2,4 7,0 + 2,3

4,0 +

0,4 4,6 + 0,7

N total (µg/L)

0,16 +

0,02 0,11 + 0,06

(µg/L)

0,12

0,07 +

0,01

Ptotal(µg/L)

0,4 +

0,17 0,3 + 0,01

(µg/L)

0,01 0,01

Tabela 1.1. Características físico-químicas dos trechos estudados dos igarapés Asú e Ponta Verde, situados na

Amazônia Central – Brasil, mensurados nos dias de retirada do experimento.

No igarapé Asú, Henriettea cf. spruceana foi a espécie que tanto individualmente

quanto misturada apresentou o maior coeficiente de decomposição (k), ou seja, se decompôs

mais rápido (Tabela 1.2). No igarapé Ponta Verde, Siparuna bifida apresentou o maior k, no

tratamento individual; enquanto que, na mistura H. spruceana apresentou maior k. Nos dois

locais apenas Licania cf. laevigata manteve mais de 50% do seu peso inicial ao final do

experimento.

Tabela 1.2. Coeficiente de decomposição (-k dia

-1

) das quatro espécies de plantas de regiões de baixio de floresta

tropical úmida, quando incubadas individualmente e misturadas nos igarapés Asú e Ponta Verde.

Porcentagem de peso seco remanescente para folhas individuais (I) e para folhas misturadas (II), após 240 dias.

O peso seco remanescente da liteira (PSRL) foi estatisticamente diferente entre espécies

e igarapés ao longo do experimento (p < 0,001, F = 34,1, gl = 109). Licania cf. laevigata e H.

spruceana foram as espécies que apresentaram, respectivamente, a maior e menor % PSRL

durante o experimento e, em geral, as espécies do igarapé Asú mantiveram uma menor % de

PSRL que as espécies do igarapé Ponta Verde (Fig. 1.1).

Tempo (dias)

0.0

0.5

1.0

1.5

Espécies

Tempo (dias)

0.0

0.5

1.0

1.5

PV1

Local

Espécie Interação

sp*local p F

Siparuna bifida

0,91 < 0.001 30,5 0,9

Guatteriopsis sessiliflora

0,71 < 0.001 16,0 0,8

Henriettea cf. spruceana

0,86 < 0.001 20,5 0,9

Licania cf. laevigata

0,99 < 0.001 5,0 0,6

Ancova

Figura 1.1. (a) Porcentagem do peso seco remanescente da liteira ao longo do tempo (dias) entre as espécies

estudadas. G = Guatteriopsis sessiliflora; H = Henriettea cf. spruceana; L = Licania cf. laevigata; S = Siparuna

bifida; e M = mistura das quatro espécies; e (b) é a porcentagem do peso seco remanescente das espécies da

liteira durante o período do experimento (dias) entre locais, onde A é o Igarapé Asú e PV1 é o Igarapé Ponta

Verde, situados na Amazônia Central, Brasil.

Para cada espécie individual e misturada não observamos variações significativas.

Entretanto, quando avaliamos se houve diferença no PSRL, entre as espécies (tratamento

individual e misturado) e os locais ao longo do experimento observamos uma variação

significativa (p < 0,001 para todos) (Tabela 1.3). Apenas L. laevigata se decompôs mais

lentamente dentro da mistura que individualmente. Siparuna bifida, G. sessiliflora e H.

spruceana apresentaram decomposição mais rápida dentro da mistura. Cada espécie

respondeu de modo diferente ao local

Tabela 1.3. Valores resultantes das ANCOVAS utilizando no modelo o peso seco remanescente da liteira como

variável dependente; as espécies (tratamento individual e misturado), os trechos do igarapé e os tempos de

retirada do experimento como variáveis independentes, e o tempo como covariável, n = 176 e gl = 43 para cada

espécie.

As espécies apresentaram diferenças na resistência (p < 0,001, F = 1,9). Guatteriopsis

sessiliflora apresentou a maior resistência e S. bifida foi a espécie menos resistente, embora

estatisticamente semelhante à H. spruceana. Guatteriopsis sessiliflora era diferente de todas

Nutriente Variáveis F p

C sp*dia 15,4 < 0,001 0,9

local*dia 7,0 < 0,001 0,6

sp*dia 13,4 < 0,001 0,9

local*dia 3,3 < 0,001 0,5

sp*dia 4,6 < 0,001 0,8

local*dia 6,4 < 0,001 0,6

sp*dia 3,9 < 0,001 0,8

local*dia 7,8 < 0,001 0,7

sp*dia 2,4 0,001 0,7

local*dia 7,3 < 0,001 0,7

sp*dia 2,0 0,006 0,7

local*dia 3,7 < 0,001 0,5

sp*dia 3,7 < 0,001 0,8

local*dia 9,3 < 0,001 0,7

sp*dia 3,5 < 0,001 0,8

local*dia 2,9 < 0,001 0,4

sp*dia 2,4 < 0,001 0,7

local*dia 3,3 < 0,001 0,5

G H L S

Espécies

500

1000

1500

(

)

P < 0,001

F = 1,9

P < 0,09

F = 7,7

= 0,2

-0.8 -0.7 -0.6 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0.0

coeficiente de decomposição (- k/dia)

500

1000

1500

2000

(

)

as espécies (p = <0,005), e S. bifida era diferente de L. laevigata (p = 0,007) (Fig. 1.2 a). A

resistência das espécies esteve positivamente correlacionada com o k (p = 0,009) (Fig. 1.2 b).

Figura 1.2. (a) Valores médios e erro padrão da resistência (g) das espécies, G = Guatteriopsis sessiliflora; H =

Henriettea cf. spruceana; L = Licania cf. laevigata; S = Siparuna bifida e (b) relação entre o coeficiente de

decomposição (- k/dia) e a resistência (g) das espécies estudadas.

Todos os nutrientes variaram significativamente entre as espécies e entre os igarapés (p

< 0,05), (Tabela 1.4 e Fig. 1.3 a 1.6).

Tabela 1.4. Valores resultantes das ANCOVAS utilizando os teores da % C; % N; P (g/kg); K (g/kg); Ca (g/kg);

Fe (mg/kg); Mg (g/kg); Mn (mg/kg) e Zn (mg/kg); como variáveis dependentes; as espécies (sp), os igarapés

(local) e os tempos de retirada do experimento (dia) como variáveis independentes, e o tempo como covariável, n

= 113 para cada espécie.

Igarapé Asú

Carbono: Apenas a mistura teve um incremento de C nos primeiros dias do experimento

(Fig. 1.3.C); Siparuna bifida e H. spruceana perderam mais de 50% da concentração de C em

menos de 80 dias, a mistura e G sessiliflora precisaram de mais de 110 dias para perderem

50% de C e L. laevigata liberou menos de 50% de C ao longo do experimento.

Nitrogênio: As espécies diferiram bastante quanto aos teores iniciais de N (Fig. 1.3.N);

Siparuna bifida apresentou mais que o dobro desse nutriente que as outras espécies, e foi a

única a perder grande concentração de N por lixiviação nas primeiras 24 horas. Henriettea cf.

spruceana perdeu N mais rápido que as outras espécies, e novamente L. laevigata foi a

espécie que perdeu menos N para o meio.

Fósforo: Todas as espécies receberam um incremento de P (Fig. 1.3.P); Guatteriopsis

sessiliflora aumentou seu conteúdo inicial em quase seis vezes nos primeiros 15 dias e

continuou oscilando entre perda e ganho nos primeiros 83 dias, quando começou a liberar P

continuamente para o meio. Licania cf. laevigata também oscilou por 155 dias. Henriettea cf.

spruceana foi a única que começou a liberar esse nutriente para o igarapé em menos de 20

dias.

Potássio: Todas as espécies liberaram K para o meio nos primeiros 15 dias (Fig. 1.3.K);

a partir daí, receberam um grande incremento, algumas espécies até incorporaram mais do que

possuíam inicialmente, contudo chegaram aos 175 dias com menos de 50 % desse nutriente.

Cálcio: Todas as espécies liberaram Ca para o meio nos primeiros 15 dias (Fig. 1.3.Ca)

com exceção de Licania cf. laevigata que liberou apenas nas primeiras 24 horas. Todas as

espécies ficaram oscilando entre perda e ganho durante todo o experimento.

Ferro: Todas as espécies receberam um grande incremento de Fe nos primeiros 8 dias,

tendo oscilado até o 83º dia (Fig. 1.3.Fe), quando liberaram grande concentração desse

nutriente, contudo as espécies receberam novo incremento permanecendo com altos teores até

o final do experimento.

Magnésio: Todas as espécies liberaram Mg para o meio nos primeiros 15 dias (Fig.

1.3.Mg) quando receberam um incremento, voltando a liberar esse nutriente para o igarapé.

Manganês: Todas as espécies liberaram grande quantidade de Mn para o meio durante

os primeiros 22 dias de experimento (Fig. 1.3.Mn).

Zinco: Siparuna bifida possuía os maiores teores de Zn (Fi. 1.3.Zn). Apenas G

sessiliflora e L. laevigata perderam Zn nas primeiras 24 horas, mas após os primeiros dias

todas as espécies liberaram esse nutriente para o meio; L. laevigata e a mistura receberam um

-3

-2

-1

(

)

(

)

Espécies

Tempo (dias)

(

)

Espécies

-4

-3

-2

-1

(

)

Tempo (dias)

100

150

200

(

)

Espécies

Mg Mn

(

)

-3

-2

-1

(

)

Espécies

P K

T (di )

1000

2000

3000

(

)

100

150

(

)

Espécies

incremento considerável após 55 dias, e ao final do experimento todas as espécies tinham

perdido grande parte desse nutriente para o meio.

Figura 1.3. Concentração de nutrientes na liteira; S = S. bifida; G = G. sessiliflora; H = H. spruceana; L = L.

laevigata; e M = mistura dessas espécies. C = % Carbono/gPSRL; N = % Nitrogênio/gPSRL; P = Fósforo (g/kg);

K = Potássio (g/kg); Ca = Cálcio (g/kg); Fe = Ferro (mg/kg); Mg = Magnésio (g/kg); Mn = Manganês (mg/kg); e

Zn = Zinco (mg/kg), ao longo do tempo do experimento, que ocorreu de abril a dezembro de 2006, no Igarapé

Asú, na Amazônia Central – Brasil.

Igarapé Ponta Verde

Carbono: Apenas a mistura recebeu um incremento de C nas primeiras 24 horas do

experimento (Fig. 1.4.C), mas todas as espécies oscilaram entre perda e ganho nos primeiros

15 dias. Siparuna bifida e H. spruceana tiveram uma redução considerável na concentração

de C antes de completar 100 dias do experimento. Contudo, todas as espécies mantiveram ou

recuperaram altos teores após 200 dias.

Nitrogênio: Licania cf. laevigata, H. spruceana e a mistura receberam um incremento

de N nas primeiras 24 horas (Fig. 1.4.N), Guatteriopsis sessiliflora se manteve constante

durante os primeiros 15 dias e S. bifida perdeu N nesse mesmo período; depois de 15 dias

todas as espécies tenderam a perder N, recebendo eventualmente algum incremento posterior,

de modo que G. sessiliflora e L. laevigata terminaram o experimento com concentrações

maiores que as iniciais.

Fósforo: Só S. bifida não recebeu um incremento desse nutriente no início do

experimento (Fig. 1.4.P); mas após 15 dias, todas tinham aumentado muito seus teores de P.

Em geral as espécies tenderam a ficar oscilando entre perda e ganho durante 175 dias, quando

todas reduziram seus teores a concentrações bem baixas.

Potássio: Todas as espécies liberaram K para o meio nos primeiros 15 dias (Fig. 1.4.K);

e receberam um incremento posterior, mas perderam mais de 50 % do seu conteúdo em

menos de 200 dias.

Cálcio: Licania cf. laevigata manteve-se praticamente constante nos primeiros 8 dias

(Fig. 1.4.Ca). As outras espécies liberaram Ca para o meio com picos de oscilação entre perda

e ganho após 83 dias de experimento. Henriettea cf. spruceana teve uma grande perda de Ca

após 22 dias, entretanto recebeu um grande incremento do 83º dia ao 155º dia e manteve os

maiores teores desse nutriente ao final do experimento.

Ferro: Todas as espécies receberam incremento de Fe nos primeiros dias e oscilaram até

o 22º dia mantendo altos teores de Fe durante todo o experimento (Fig. 1.4.Fe). Novamente,

Henriettea cf. spruceana apresentou o mesmo padrão observado para os teores de Mg e Ca.

Magnésio: Todas as espécies liberaram Mg para o meio nos primeiros 22 dias (Fig.

1.5.Mg), novamente H. spruceana teve uma grande perda de Mg recebendo um grande

incremento e manteve os maiores teores desse nutriente ao final do experimento.

Manganês: Todas as espécies liberaram Mn para o meio durante os primeiros 55 dias de

experimento (Fig. 1.5.Mn), com exceção de G. sessiliflora que incorporou Mn entre o 8º e o

-3

-2

-1

(

)

(

)

Espécies

1000

2000

3000

(

)

100

150

(

)

Espécies

(

)

-3

-2

-1

(

)

Espécies

Tempo (dias) Tempo (dias)

22º dia. As concentrações desse nutriente oscilaram entre perda e ganho até o final do

experimento; novamente H. spruceana se comportou como observado para os teores de Ca,

Mg e Fe.

Zinco: Siparuna bifida apresentou os maiores teores iniciais de Zn (Fi. 1.5.Zn) e

diferentemente do igarapé Asú, recebeu grande incremento no início do experimento, assim

como as outras espécies. Todas as espécies oscilaram até o final do experimento, mantendo,

em geral, suas concentrações bem próximas dos valores iniciais.

Figura 1.4. Concentração de nutrientes na liteira; S = S. bifida; G = G. sessiliflora; H = H. spruceana; L = L.

laevigata; e M = mistura dessas espécies. C = % Carbono/gPSRL; N = % Nitrogênio/gPSRL; P = Fósforo (g/kg);

K = Potássio (g/kg); Ca = Cálcio (g/kg); Fe = Ferro (mg/kg); Mg = Magnésio (g/kg); Mn = Manganês (mg/kg),

ao longo do tempo do experimento, que ocorreu de abril a dezembro de 2006, no Igarapé Ponta Verde, na

Amazônia Central – Brasil.

Tempo (dias)

-4

-3

-2

-1

(

)

Tempo (dias)

(

)

Espécies

Tempo (dias)

100

150

200

250

(

)

Espécies

Figura 1.5. Concentração de nutrientes na liteira; S = S. bifida; G = G. sessiliflora; H = H. spruceana; L = L.

laevigata; e M = mistura dessas espécies. Mg = Magnésio (g/kg); Mn = Manganês (mg/kg), Zn = Zinco (mg/kg),

ao longo do tempo do experimento, que ocorreu de abril a dezembro de 2006, no Igarapé Ponta Verde, na

Amazônia Central – Brasil.

A composição química da liteira (C, N, P, K, Ca, Fe, Mg, Mn e Zn) foi representada

pelo 1º eixo da PCA, que explicou 58% da variação dos dados. A composição química da

liteira esteve correlacionada com o PSRL (p < 0,001) (Fig. 1.6.a); e variou significativamente

entre as espécies ao longo do tempo do experimento, (p < 0,001, F = 5,2) (Fig. 1.6.b); e entre

os igarapés ao longo do experimento, (p < 0,01, F = 6,0) (Fig. 1.7.c).

G H L M S

Espécies

-10

-5

p.> 0,001

F = 5

A PV

Local

-10

-5

p < 0,01

F = 6

0 20 40 60 80 100 12

PSRL

-10

-5

P <0,001

F = 185,1

= 0,6

Figura 1.6. (a) Relação entre a concentração de nutrientes obtida pelo 1º eixo da PCA e o peso seco

remanescente da liteira (PSRL); (b) Média e erro padrão dos nutrientes, nas cinco espécies estudadas, S = S.

bifida; G = G. sessiliflora; H = H spruceana; L = L. laevigata; e M = mistura das quatro espécies e (c) média e

erro padrão dos nutrientes, nos dois igarapés, A = igarapé Asú e PV = igarapé Ponta Verde.

Discussão

As análises de fatores limnológicos mostraram que apenas os teores de amônio variaram

entre os igarapés. Ao contrário das regiões temperadas, corpos d’água que drenam áreas de

pastagem em regiões tropicais tendem a ter baixas concentrações de alguns nutrientes, como o

nitrato (Neill et al., 2001; Markewitz et al. 2004). Nossos resultados indicaram que o igarapé

florestado (Igarapé Asú), apresentou maiores valores de amônio que o igarapé sob efeito de

pastagem (Igarapé Ponta Verde). Thomas et al. (2004) também observaram essa tendência em

riachos de segunda e terceira ordem em Rondônia, na Amazônia brasileira. Também foi

visível a grande deposição de areia ao longo do leito do igarapé Ponta Verde caracterizando a

antropização do leito do igarapé.

Segundo a classificação de Petersen & Cummins (1974), todas as espécies e a mistura

apresentaram taxas de decomposição da liteira rápida. Alguns trabalhos realizados na região

tropical mostram tempos de decomposição distintos entre diferentes espécies de liteira.

Gonçalves et al. (2006) trabalharam com espécies da cadeia do espinhaço, no Brasil, em

riachos de 3ª e 4ª ordem que apresentaram decomposição rápida e intermediária; Rueda-

Delgado, Wantzen & Tolosa (2006) trabalharam em rio de 1ª ordem com espécies que

também apresentaram decomposição intermediária e lenta na Amazônia Colombiana; e

Ardón, Stallcup & Pringle (2006) trabalharam com espécies que variaram de rápida a lenta, na

Costa Rica.

Quando comparamos o peso seco remanescente da liteira (PSRL) entre espécies,

individuais e dentro da mistura, não observamos variação significativa; entretanto quando

avaliamos esses fatores associados ao local do experimento, observamos que as espécies se

comportaram de modo diferente, corroborando os resultados de alguns autores (Swan &

Palmer, 2004; Leroy & Marks, 2006). A liteira misturada pode suportar um maior número de

microhabitats e conseqüentemente um maior número de micro e macrorganismos associados,

implicando em diferenças na decomposição (Gartner & Cardon, 2004; Kobayashi & Kagaya,

2004). Nesse trabalho, a mistura das espécies ocasionou interações positivas e negativas no

conjunto. S. bifida, G. sessiliflora e H. spruceana apresentaram decomposição mais rápida

dentro da mistura, enquanto que L. laevigata se decompôs mais lentamente.

Nesse experimento as espécies que apresentaram maior resistência (G. sessiliflora e L.

laevigata) demoraram mais para se decompor que as espécies menos resistentes (S. bifida e

H.spruceana), corroborando com Graça & Zimmer (2005) que observaram que a dureza das

folhas é um importante fator afetando a preferência alimentar de invertebrados

fragmentadores, a decomposição microbiológica e a suscetibilidade à fragmentação física,

sendo um preditor importante da decomposição.

O PSRL foi diferente entre as espécies e os locais ao longo do experimento.

Acreditamos que a diferença entre locais deva-se ao maior acúmulo de areia no leito do

Igarapé Ponta Verde. O assoreamento pode ser responsável pela desaceleração no tempo de

decomposição da liteira, afetando tanto a quebra física (Meyer, 1980), quanto à fauna de

micro e macrorganismos decompositores (Grattan & Suberkropp, 2001; Bunn, Davies &

Winning, 2003). Além disso, o incremento de amônio também pode ter, de algum modo,

interferido na comunidade desse local. As diferenças entre as espécies demonstram que as

características químicas (nutrientes) e físicas (dureza) são fatores importantes na

determinação do tempo de decomposição (Hoorens, Aerts & Stroetenga, 2003; Balseiro &

Albariño, 2006).

Todas as espécies incluídas neste estudo apresentaram altos teores de Carbono liberando

pouco para o ambiente nos primeiros dias, indicando que essas espécies apresentam grande

quantidade de carbono recalcitrante (celulose, hemicelulose, lignina e taninos) que é difícil de

ser decomposto (Zaharah & Bah, 1999; Flindt & Lillebo, 2005, Ardón, Stallcup & Pringle

2006). Espécies com alta concentração de C inicial geralmente decompõem lentamente

(Hoorens, Aerts & Stroetenga; 2003), corroborando nossos resultados, onde as espécies com

os maiores teores de C apresentaram maiores valores de PSRL

Há uma tendência em se observar um aumento na concentração de Nitrogênio na liteira

em decomposição, durante as semanas iniciais (Suberkropp, Godshalk & Klug, 1976; Xu &

Hirata, 2005), entretanto não observamos esse padrão. Siparuna bifida liberou N para o meio

desde o início do experimento, e L. laevigata, H. spruceana e a mistura liberaram N apenas

nos primeiros oito dias do experimento, o que nos leva a acreditar que os microrganismos

estão utilizando preferencialmente outra fonte de N para sua síntese protéica (Flindt &

Lillebo, 2005), que não a liteira.

Regiões tropicais geralmente possuem ecossistemas aquáticos com baixa concentração

de Fósforo (< 10 µg L

-1

), e os níveis tróficos dependentes da cadeia de detritos são

controlados por sua concentração (Rosemond et al., 2002). Então, o aumento nos teores de P

durante os primeiros quinze dias do experimento indica que os microrganismos estão

utilizando a liteira. O fósforo que é requerido por microrganismos para a síntese de ATP,

RNA e DNA (Hoorens, Aerts & Stroetenga, 2003), em ambientes com baixa disponibilidade,

pode constituir um fator limitante mais importante que o N, controlando o processamento do

detrito e a biomassa de consumidores.

A lixiviação é o modo predominante da liberação de Potássio, Cálcio e Magnésio, e a

rápida liberação desses nutrientes para o meio pode ser atribuída à presença de cátions com

grande mobilidade no fluido celular. Assim, a desintegração da membrana celular resultaria

na lixiviação inicial do material orgânico. Contudo, o K tende a ser lixiviado mais facilmente

que o Mg e o Ca, porque o Mg pode ocorrer como um constituinte de moléculas mais

complexas e o Ca, além de fazer parte da parede celular, pode se apresentar na forma de

cristais (Zaharah & Bah, 1999). Os resultados encontrados seguem esse padrão, corroborando

os dados de Luizão & Schubart (1987); Berg (2000); e Xu et al. (2004). O Manganês possui

uma mobilidade menor que Mg e Ca, mas, também apresentou grande perda por lixiviação.

Os metais pesados podem afetar a comunidade microbiológica reduzindo a diversidade

desses organismos, contudo o Zinco é envolvido no crescimento, metabolismo e diferenciação

de organismos. Assim, é provável que o incremento desse nutriente, observado para a maioria

das espécies de plantas testadas neste estudo, se deva à colonização microbiológica. O

aumento na concentração de Ferro também já foi observado por outros autores (Luizão &

Schubart, 1987; Laskowki, Niklinska & Maryanski, 1995; Xu et al., 2004) devido à formação

de complexos altamente estáveis com substâncias húmicas, ou incorporado por

microrganismos. Nossos dados corroboram Xu et al., (2004) que observaram que o Fe é

mineralizado em estágios mais tardios da decomposição.

A espécie H. spruceana se comportou de modo diferente nos dois igarapés apresentando

uma diminuição brusca nos teores de C, K, Ca, Fe, Mg e Mn no Igarapé Ponta Verde, seguida

por um aumento subseqüente, isso possivelmente se deve por causa do soterramento das

amostras coletadas após 100 dias de experimento, e como essa espécie apresentava

decomposição mais rápida foi a mais afetada.

Quando analisamos a composição química da liteira, a disponibilidade de nutrientes

esteve correlacionada com o PSRL, sendo influenciado tanto pela espécie da folha quanto

pelo local do experimento ao longo do tempo. Então, mais uma vez, as características físicas e

químicas de cada espécie de liteira estudada foram capazes de determinar como e quanto dos

nutrientes foram disponibilizados para o meio. Além disso, as características do local também

influenciaram, inibindo ou diminuindo a liberação de nutrientes para o meio, devido ao

assoreamento do leito do Igarapé Ponta Verde, que causou o soterramento das amostras, ou

acelerando esse processo devido ao incremento de nutrientes limitantes para a micobiota

aquática.

Espécies diferentes apresentam tempos de decomposição diferentes, podendo ser

influenciado tanto pelo local, que apresenta características físicas e químicas particulares,

quanto pelas características físicas e químicas da liteira.

Agradecimentos.

Os recursos necessários para este estudo foram providos pelo Projeto PPG7, Projeto

Milênio-LBA2 e CAPES. Agradecemos à FAPEAM pela Bolsa de Mestrado de Joana D`Arc

de Paula. Nossos agradecimentos à equipe do LBA e do BIONTE pelo apoio logístico, ao

Natam pelo auxílio em campo e à Fernanda Oliveira pela ajuda com as amostras.

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5. Artigo II

Colonização da liteira por invertebrados aquáticos em igarapé sob influência de uma

área de pastagem na Amazônia Central - Brasil

Elaborado

or Moreno

2004.

Colonização da liteira por invertebrados aquáticos em igarapé sob influência de

uma área de pastagem na Amazônia Central - Brasil

JOANA D. PAULA* e FLÁVIO J. LUIZÃO*

* Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia. Departamento de Ecologia. Av. André

Araújo, 2936, Aleixo, CEP 69060-001, Manaus, Amazonas, Brasil. [email protected]

Resumo

1. Avaliamos a dinâmica da decomposição da liteira foliar submersa em três trechos de

um igarapé, na Amazônia Central, localizados a diferentes distâncias de uma área de

pastagem; utilizamos no experimento cinco tipos de liteira (Siparuna bifida, Guatteriposis

sessiliflora, Henriettea cf. spruceana, Licania cf. laevigata individualmente, e a mistura

dessas quatro espécies). Determinamos o coeficiente de decomposição (k) e o peso seco

remanescente da liteira (PSRL) quando as espécies de folhas foram colocadas

individualmente ou misturadas; avaliamos também a colonização da liteira por invertebrados

aquáticos, observando se havia uma diferença nessas comunidades relacionada à distância da

área de pastagem.

2. Todas as espécies de folhas da liteira apresentaram decomposição rápida. O PSRL foi

estatisticamente diferente entre espécies e trechos do igarapé ao longo do experimento;

quando comparamos o PSRL de espécies individuais com a mistura de folhas nos três trechos

do igarapé ao longo do experimento, observamos que a mistura foi capaz de alterar o

processo de decomposição das espécies.

3. A densidade e a riqueza de invertebrados aquáticos variaram entre espécies e locais

durante o experimento. Entre os grupos funcionais de invertebrados apenas a densidade de

coletores-catadores variou entre os trechos do igarapé; entre as espécies de liteira tanto a

densidade como a riqueza de organismos foram diferentes para coletores-catadores e

predadores. Além disso, a densidade e a riqueza de invertebrados foram inversamente

proporcionais à concentração de lignina na liteira.

4. A liteira tem um papel importante na manutenção da fauna de igarapés de cabeceira e

a transformação das áreas de baixio em pastagem privaria a diversidade dessa fauna,

restringindo sua comunidade aos organismos mais resistentes.

Palavras-chave: MOPG, invertebrados aquáticos, fragmentadores, lignina, igarapés de

cabeceira.

Introdução

A matéria orgânica alóctone é a principal fonte de energia para as cadeias tróficas em

rios e igarapés florestados (Kaushik & Hynes, 1971; Vannote et al., 1980; Walker, 1985;

Cheshire, Boyero & Pearson, 2005). Quando as folhas entram nos rios, elas tendem a ser

retidas por pedras e galhos (Canhoto & Graça, 1998; Graça, Ferreira & Coimbra, 2001;

Afonso & Henry, 2002) e o processamento é iniciado por meio de lixiviação, colonização e

fragmentação (Walker, 1987; Gessner, Chauvet & Dobson, 1999; Webster et al., 1999).

Os fragmentadores compõem o principal grupo funcional de invertebrados

consumidores em rios florestados, fazendo um elo entre a entrada de matéria orgânica e os

predadores invertebrados e vertebrados (Cheshire, Boyero & Pearson, 2005). Em ambientes

temperados, a importância dos invertebrados fragmentadores tem sido estudada

extensivamente (Vannote et al., 1980; Cummins et al., 1984; Murphy & Giller, 2000; Graça,

2001; Mathuriau & Chauvet, 2002, Hieber & Gessner, 2002; Gulis & Suberkropp, 2003;

Swan & Palmer, 2004; Gulis, Ferreira & Graça, 2006; Leroy & Marks, 2006). Apesar do

aumento dos trabalhos em ambientes tropicais, pouco se sabe ainda sobre o papel dos

invertebrados fragmentadores nessas regiões (Walker, 1987; Rosemond, Pringle & Ramirez,

1998; Graça, 2001; Dobson et al., 2002; Rueda-Delgado, Wantzen & Tolosa, 2006; Wantzen

& Wagner, 2006).

Alguns invertebrados aquáticos utilizam a liteira não só como alimento, mas também

como abrigo (Walker, 1992; Nessimian et al., 1998; Albarino & Balseiro, 2002). Liteira com

alto conteúdo nutricional tende a aumentar a biomassa microbiana, aumentando a

produtividade secundária e, conseqüentemente, a diversidade de espécies (Pearson &

Connolly, 2000; Kobayashi & Kagaya, 2002), promovendo uma maior e/ou acelerando a

fragmentação do detrito (Graça, Ferreira & Coimbra, 2001).

A conversão da vegetação nativa em pastagem pode alterar os padrões de vazão e a

natureza física do canal, aumentando o transporte de sedimentos, a temperatura e

modificando a química da água (Townsend & Riley, 1999; Collier & Quinn, 2003; Krusche

et al., 2005). Essas alterações químicas e físicas afetam a composição da biota aquática, o

que, conseqüentemente, interfere na dinâmica da decomposição da liteira foliar (Grattan &

Suberkropp, 2001; Bunn, Davies & Winning, 2003), modificando a estrutura e o

funcionamento desses ecossistemas (Townsend & Riley, 1999).

Neste estudo, avaliamos a dinâmica da decomposição da liteira foliar submersa em três

trechos de um igarapé, na Amazônia Central, localizados a diferentes distâncias de uma área

de pastagem. Os objetivos foram: (a) determinar os coeficientes de decomposição da liteira

de quatro espécies de plantas, em três trechos do igarapé; (b) determinar as taxas de

decomposição das espécies de folhas individualmente ou misturadas; (c) avaliar a

colonização da liteira por invertebrados aquáticos, ao longo dos três trechos, observando se

há diferença nessas comunidades relacionado à distância.

Materiais e métodos.

Área de estudos

O experimento foi realizado no igarapé Ponta Verde, que drena uma área de

contribuição de aproximadamente 1,22 km

, pertencendo à bacia hidrográfica do Rio Preto da

Eva. Localiza-se dentro da fazenda Esteio, e está inserido em áreas com diferentes tipos de

vegetação ripária, nascendo dentro de uma área de pastagem e percorrendo cerca de 150 m

antes de entrar na floresta secundária densa. A pastagem, apesar de pouco produtiva, continua

ativa e é queimada anualmente durante a estação seca, para sua manutenção. A fazenda Esteio

situa-se a 89 km da cidade de Manaus, AM, tendo como limite oeste a Rodovia BR174 e leste

a Bacia do Rio Cuieiras. O clima, segundo a classificação de Köppen, é o AmW com

temperatura média anual de 26,6

C, umidade relativa de 75 a 86% e precipitação anual de

1750 a 2500 mm (Ribeiro & Adis, 1984). A água do igarapé é de coloração preta (pH ácido,

variando entre 4 e 6,5) devido ao conteúdo de ácidos húmicos e fúlvicos (Moreira-Turcq et

al., 2003). Foram escolhidos três trechos a diferentes distâncias da pastagem: o primeiro

estava a 60 m da pastagem (PV1) e é um trecho de 1ª ordem, o segundo a 140 m (PV2),

também é um trecho de 1ª ordem, e o terceiro a 285 m (PV3) da pastagem é um trecho de 2ª

ordem; todos os trechos possuem substrato arenoso e estão inseridos em vegetação bem

desenvolvida.

Liteira

Foram utilizadas folhas de quatro espécies de árvores abundantes em áreas de baixio de

mata primária na região de estudo. As folhas foram retiradas ainda verdes das árvores, devido

à dificuldade de se conseguir folhas senescentes antes de atingir o solo, em quantidade

adequada para realização do experimento em floresta tropical úmida. As espécies utilizadas

foram: Siparuna bifida, (Monimiaceae); Guatteriopsis sessiliflora (Annonaceae); Henriettea

cf. spruceana (Melastomataceae); Licania cf. laevigata (Chrysobalanaceae). Foram utilizados

cinco tratamentos, sendo que um tratamento era a mistura dessas quatro espécies e os demais

eram as espécies individualmente.

As folhas foram secas ao ar, pesadas e acondicionadas em sacos de tela plástica de

30x20 cm (malha de 10 mm). Nos sacos contendo folhas de uma única espécie foram

colocadas 3 + 0,005g de folhas e nos sacos contendo a mistura de espécies foram colocadas

3,5 + 0,005 g de folhas. Para o estabelecimento de um fator de conversão peso seco ao

ar/peso seco pesamos 0,5; 1,0; 3,0; 5,0; 10,0 g de casa espécie e colocamos na estufa a 60º C

até atingirem peso constante. Fizemos uma regressão linear simples com os valores de peso

seco ao ar e peso seco para determinarmos a equação para a transformação dos dados para

cada espécie.

Experimento de decomposição

Foram utilizados 420 sacos de folhas durante o experimento (84 sacos por espécie),

sendo incubados no meio do igarapé, próximo ao fundo do leito, presos por uma corda para

evitar que fossem levados pela correnteza. Tentamos distribuir as amostras tanto em trechos

rápidos quanto em trechos de remanso.

Quatro réplicas de cada tratamento foram retiradas após 1, 8, 15, 22, 55, 83, 113 dias,

em cada trecho do igarapé. Em cada retirada, as amostras foram acondicionadas

individualmente em sacos plásticos e transportadas até a base da Reserva Florestal Cuieiras,

onde foram lavadas sob peneira de malha de 120 µm. A liteira foi seca em estufa a 60º C até

atingir peso constante para a determinação do peso seco remanescente da liteira (PSRL). Para

as amostras contendo a mistura, as folhas foram separadas por espécie para serem pesadas.

O restante do conteúdo que ficou dentro da peneira, após a lavagem das folhas, foi

fixado em álcool 70% e posteriormente triado com o auxílio de lupa estereoscópica da marca

Zeiss (20 x). Os invertebrados aquáticos foram identificados até o menor nível taxonômico

possível, utilizando as chaves de identificação de Merritt & Cummins (1996), Perez (1988),

Wiggins (1977) e Pes, Hamada & Nessimian (2005). Os organismos identificados foram

classificados conforme seus grupos tróficos funcionais (GTF): coletores–catadores, coletores-

filtradores, fragmentadores, predadores e raspadores (Merritt & Cummins, 1996). Esse

experimento ocorreu de abril a agosto de 2006.

Análises químicas e físicas

Após a determinação do PSRL, as folhas foram moídas, para posterior determinação das

concentrações de lignina e celulose. Essas análises foram realizadas no Laboratório Temático

de Solos e Plantas (LTSP) do INPA, e seguiram o método ADF (fibra com detergente ácido)

segundo Anderson & Ingram (1993). Essas análises foram feitas no tempo zero e a cada

retirada das amostras. A resistência das folhas foi estimada pela medida de força necessária

para romper uma amostra foliar (Graça & Zimmer, 2005).

Durante o experimento foram feitas medidas do pH da água do igarapé a cada dia de

retirada dos sacos de liteira, através do equipamento 3150 pH meter (Jenway) e da quantidade

de O

, com o equipamento DO

meter 9200 (Jenway). Foram coletadas amostras de água para

análise de N total, amônio, P total e ortofosfato. A análise química da água foi realizada no

Laboratório de Química de Água (CPCR) do INPA e seguiu o método de espectrofotometria

de acordo com o “Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater”

(American Public Health Agency, 2005) com auxílio do sistema FIA (Flow Injection

Analysis).

Análises estatísticas

Os coeficientes de decomposição foram determinados ajustando-se os dados de peso

seco remanescente da liteira ao modelo exponencial negativo: W

= W

-kt

, onde W

é o peso

remanescente no tempo t (em dias), W

é o

peso inicial e k é o coeficiente de decomposição,

para todas as espécies a curva que melhor se ajustou aos dados foi a exponencial, as equações

foram calculadas utilizando o programa Microsoft Office Excel 11.0 (Microsoft Corporation,

2003).

Para avaliar se houve diferença nos coeficientes de decomposição para as espécies

ocorrendo individualmente ou misturadas foi realizada uma Análise de Variância (ANOVA).

Quando os tratamentos apresentaram diferenças significativas (α < 0,05), foi aplicado o teste

de Tukey a posteriori. Para testar diferenças nos coeficientes de decomposição da liteira entre

os trechos dos igarapés, entre as espécies de folhas (individuais e/ou misturadas) e entre os

tempos do experimento, foi realizada uma Análise de Covariância, utilizando-se o tempo

como covariável (ANCOVA).

Para avaliar a densidade total de invertebrados aquáticos (indivíduo/g do PSRL), nos

diferentes trechos do igarapé, nas espécies de folhas e nos tempos do experimento, foi

realizada ANCOVA, utilizando-se o tempo como covariável, o mesmo foi feito para avaliar a

riqueza total de invertebrados aquáticos. Os dados de densidade e riqueza foram

logaritimizados para atender aos pressupostos das análises utilizadas.

Os GTF não possuíam uma distribuição normal; então, todos eles foram analisados pelo

teste não paramétrico Kruskal-Wallis para verificar diferenças nas densidades e riquezas

quanto aos trechos dos igarapés e quanto às espécies de folhas.

Foi utilizada uma ANOVA para avaliar se houve diferença nas concentrações de lignina

e dureza entre as espécies de liteira. Para observar a relação entre densidade e riqueza de

organismos e a concentração de lignina foi realizada uma Regressão Linear Simples.

As análises inferenciais foram feitas no Programa Systat 10.2 (Wilkinson,1998).

Resultados.

Química da água

Os teores de fosfato e fósforo total variaram entre os três trechos do Igarapé Ponta

Verde (p = 0,01; F = 9,5; p = 0,03; F = 7,1, respectivamente), de modo que o primeiro trecho

(PV1), ou seja, o trecho mais próximo da pastagem apresentou maiores valores de fosfato e

menores valores de fósforo total (Tabela 2.1).

individual misturada I II individual misturada I II individual misturada I II

S. bifida

0,2463 0,2198 20% 27% 0,1869 0,2668 23% 19% 0,2152 0,1842 23% 29%

G. sessiliflora

0,0641 0,0505 59% 64% 0,0488 0,0687 67% 68% 0,06 0,0428 66% 60%

H. spruceana

0,6442 0,5398 5% 2% 0,1302 0,734 43% 1% 0,3644 0,455 22% 0

L. laevigata

0,0264 0,022 81% 85% 0,0393 0,0378 79% 79% 0,0215 0,027 85% 83%

Mistura

0,1153 - 48% - 0,1371 - 46% - 0,11 - 47% -

Espécies

PV1 (60 m da pastagem) PV3 (285 m da pastagem)PV2 (140 m da pastagem)

Parâmetros PV1 PV2 PV3

Largura (m) 1,0 1,2 1,2

Profundidade (cm) 0,40 0,40 0,30

Temperatura (

C) 27,6 + 1,2 27,6 + 1,2 27,6 + 1,2

Dissolvido (mg/L)

7,0 +

2,3

5,8 6,8

4,6 +

0,7

5,6 6,3

N total (µg/L)

0,11 +

0,06

0,17 + 0,02 0,17 + 0,04

(µg/L)

0,07 +

0,01

0,08 + 0,02 0,08 + 0,01

Ptotal(µg/L)

0,30 +

0,01

0,33 + 0,01 0,32 + 0,01

(µg/L)

0,01 0,01 0,0

Tabela 2.1. Características físico-químicas dos três trechos estudados do Igarapé Ponta Verde, localizados a

diferentes distâncias da pastagem: PV1 está a 60 m da pastagem; PV2 está a 140 m; e PV3 está a 285 m da

pastagem.

Decomposição da liteira

Henriettea cf. spruceana apresentou o maior coeficiente de decomposição (k), ou seja,

foi a espécie que se decompôs mais rápido, perdendo 95% do seu peso no trecho PV1, quando

exposta individualmente e se decompôs completamente, dentro da mistura, no trecho PV3

(Tabela 2.2). Licania cf. laevigata tendeu a apresentar o menor k, mantendo mais de 79% do

seu peso em todos os trechos, individualmente e dentro da mistura, após 113 dias de

experimento.

Tabela 2.2. Coeficiente de decomposição (-k dia

-1

) das quatro espécies de plantas de regiões de baixio de floresta

tropical úmida, quando incubadas individualmente e misturadas nos três trechos do igarapé Ponta Verde.

I = Peso seco remanescente da liteira individual, II = Peso seco remanescente da liteira misturada, após 113 dias.

Não houve interação entre espécie e local (p = 0,55, F = 0,9). O peso seco remanescente

da liteira (PSRL) foi estatisticamente diferente entre espécies (Fig. 2.1a) e trechos do igarapé

(p < 0,001, F = 43,9) (Fig. 2.1b). Siparuna bifida e H. spruceana apresentaram o menor PSRL

e L. laevigata apresentou o maior PSRL ao longo do experimento.

1 8 15 22 55 83 113

Tempo (dias)

0.0

0.5

1.0

1.5

(

)

Espécies

1 8 15 22 55 83 113

Tempo (dias)

0.0

0.5

1.0

1.5

(

)

PV3

PV2

PV1

Local

Espécie Interação

sp*local p F

Siparuna bifida 0,32 < 0.001 36,7 0,9

Guatteriopsis sessiliflora 0,13 < 0.001 7,1 0,7

Henriettea cf. spruceana 0,30 < 0.001 18,4 0,9

Licania cf. laevigata

0,63 < 0.001 11,0 0,8

Ancova

Figura 2.1. Peso seco remanescente da liteira (g) ao longo do tempo (dias) para (a) as cinco espécies estudadas:

G = G. sessiliflora; H = H. spruceana; L = L. laevigata; S = S. bifida e M = mistura das quatro espécies; e (b)

entre os locais: PV1 = a 60 m da pastagem, PV2 = a 140 m da pastagem e PV3 = a 285 m da pastagem. O

experimento ocorreu em três trechos do Igarapé Ponta Verde, localizado na Amazônia Central, Brasil.

Não foi observada variação significativa no PSRL para cada espécie individual e

misturada (p > 0,05). Entretanto, houve diferença significativa no PSRL entre as espécies

(individualmente e misturadas) e os locais ao longo do experimento (p < 0,001 para todos)

(Tabela 2.3). Apenas L. laevigata se decompôs mais lentamente dentro da mistura que

individualmente. Siparuna bifida, G. sessiliflora e H. spruceana apresentaram decomposição

mais rápida dentro da mistura. Siparuna bifida e G. sessiliflora se decompuseram mais rápido

em PV2, seguido por PV3 e PV1; Henriettea cf. spruceana se decompôs mais rápido em PV3,

seguido por PV1 e PV2; e L. laevigata se decompôs mais rápido em PV2, seguida por PV3 e

PV1.

Tabela 2.3. Valores resultantes das ANCOVAS utilizando o peso seco remanescente da liteira como variável

dependente; as espécies (individual e misturada), os trechos do igarapé e os tempos de retirada do experimento

como variáveis independentes, utilizando o tempo como covariável, n = 168 para cada espécie, gl = 41.

Invertebrados aquáticos

A colonização de invertebrados aquáticos na liteira foi alta: com um total de 11.791

organismos, distribuídos em 40 taxa. As famílias mais abundantes foram Chironomidae

(Diptera), Elmidae (Coleoptera), Leptophlebiidae (Ephemeroptera), Hydropsychidae

(Trichoptera), Simuliidae (Diptera), e a sub-classe Oligochaeta. Chironomidae foi muito mais

P < 0,001

F = 9,83

G H L M S

Espécies

(

)

PV3

PV2

PV1

LOCAL

abundante do que todos os outros organismos, representando 65,3% do total de organismos.

Dos GTF, os coletores-catadores foram os mais abundantes, representando 65,9% dos

organismos, seguidos pelos coletores-filtradores (30,6%), predadores (2,6%), raspadores

(0,6%) e fragmentadores (0,2%).

A densidade total de invertebrados aquáticos, encontrados nos sacos de detritos, variou

significativamente entre espécies de liteira e locais durante o experimento (p < 0,001, F =

9,83) (Fig. 2.2). Entretanto, quando avaliamos os fatores separadamente, o local não foi um

fator determinante para a distribuição de invertebrados aquáticos (p > 0,05). As espécies

Siparuna bifida e Henriettea cf. spruceana apresentaram maiores densidades de

invertebrados do que Guatteriopsis sessiliflora, Licania cf. laevigata e a mistura. Apenas H.

spruceana não manteve a tendência de apresentar maior densidade no trecho PV2.

Figura 2.2. Valores médios e erro padrão do log da densidade total (n = 411) de invertebrados aquáticos

(indivíduo por grama de peso seco remanescente da liteira), nas espécies de liteira (S = S. bifida; G = G.

sessiliflora; H = H. spruceana; L = L. laevigata; e M = mistura das quatro espécies), entre os locais. O

experimento ocorreu em três trechos do Igarapé Ponta Verde, localizado na Amazônia Central, Brasil, durante

os meses de abril a agosto de 2006. PV1 = 60 m da pastagem; PV2 = 140 m da patagem; PV3 = 285 m da

pastagem.

A riqueza total de famílias de invertebrados aquáticos encontrada nos sacos de detritos

variou significativamente entre espécies de liteira e locais durante o experimento (p < 0,001,

F = 3,5). A espécie S. bifida apresentou a maior riqueza, seguida pela mistura, H. spruceana,

L. laevigata e G. sessiliflora (Fig. 2.3.a). Entretanto, quando avaliamos o local isoladamente,

apenas observamos uma tendência de maior riqueza no trecho PV3 do que no PV2, seguida

por PV1 (p = 0,05). A riqueza teve um aumento considerável nos primeiros oito dias, seguido

por uma redução, mas começou a aumentar novamente do 15

dia até o 55

dia de

experimento, quando a riqueza de espécies reduziu novamente (Fig. 2.3 b).

PV1 PV2 PV3

Local

PV1 PV2 PV3

Local

PV1 PV2 PV3

Local

PV1 PV2 PV3

Local

PV1 PV2 PV3

Local

1 8 15 22 23 55 83 113

Tempo (dias)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

G H L M S

Espécies

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

PV3

PV2

PV1

Local

Figura 2.3 (a) Valores médios do log da riqueza total e erro padrão de invertebrados aquáticos, nas espécies de

liteira, (S = S. bifida; G = G. sessiliflora; H = H. spruceana; L = L. laevigata; e M = mistura das quatro

espécies) entre locais; e (b) Variação da média do log da riqueza total ao longo do tempo do experimento, que

ocorreu de abril a agosto de 2006, no igarapé Ponta Verde, Amazônia Central, Brasil. PV1 = 60 m da pastagem;

PV2 = 140 m da pastagem; PV3 = 285 m da pastagem.

Quando avaliamos a densidade total de invertebrados aquáticos por GTF, entre os três

trechos do igarapé, apenas os coletores-catadores variaram significativamente (Kruskal –

Wallis = 7,55; p = 0,02), ocorrendo em maior abundância no trecho PV3, seguido por PV2 e

PV1 (Fig. 2.4). Enquanto que a riqueza de invertebrados aquáticos, por GTF entre locais, não

diferiu entre os trechos do igarapé Ponta Verde (p > 0,05).

Figura 2.4. Valores médios e erro padrão da densidade total (em log) de invertebrados aquáticos encontradas na

liteira submersa, em três trechos do Igarapé Ponta Verde. CC = coletores-catadores; CF = coletores-filtradores;

F = fragmentadores; P = predadores; e R = raspadores.

G H L M S

Espécie

G H L M S

Espécie

G H L M S

Espécie

G H L M S

Espécie

G H L M S

Espécie

Quando avaliamos a densidade de invertebrados aquáticos por espécie da liteira, apenas

a densidade de coletores-catadores e predadores variou entre os cinco tratamentos (Kruskal –

Wallis coletores-catadores = 51,7, p < 0,001; Kruskal – Wallis predadores = 17,5, p = 0,002,

respectivamente). Henriettea cf. spruceana apresentou maior densidade de coletores-

catadores e de predadores, seguida por S. bifida Enquanto que L. laevigata foi a espécie que

apresentou a menor densidade desses grupos tróficos (Fig. 2.5).

A riqueza de coletores-catadores e de predadores também variou entre os tratamentos

(Kruskal – Wallis = 28,3, p < 0,001; Kruskal – Wallis = 14,3, p = 0,006, respectivamente).

Siparuna bifida apresentou a maior riqueza de coletores-catadores e G. sessiliflora apresentou

a maior riqueza de predadores; novamente, L. laevigata apresentou a menor riqueza desses

grupos (Fig. 2.6).

Figura 2.5. Valores médios e erro padrão do log da densidade (indivíduo por grama de peso seco remanescente

da liteira) dos GTF (C-C = coletores-catadores; C-F = coletores-filtradores; F = fragmentadores; P = predadores;

e R = raspadores), nas espécies de liteira: S = S. bifida; G = G. sessiliflora; H = H spruceana; L = L. laevigata;

e M = mistura das quatro espécies; ao longo do experimento que ocorreu de abril a agosto de 2006, no Igarapé

Ponta Verde, na Amazônia Central, Brasil.

G H L M S

Espécies

0.00

0.14

0.28

0.42

0.56

0.70

G H L M S

Espécies

0.00

0.14

0.28

0.42

0.56

0.70

G H L M S

Espécies

0.00

0.14

0.28

0.42

0.56

0.70

G H L M S

Espécies

0.00

0.14

0.28

0.42

0.56

0.70

G H L M S

Espécies

0.00

0.14

0.28

0.42

0.56

0.70

Figura 2.6. Valores médios e erro padrão do log da riqueza dos GTF (C-C = coletores-catadores; C-F =

coletores-filtradores; F = fragmentadores; P = predadores; e R = raspadores), nas espécies de liteira: S = S.

bifida; G = G. sessiliflora; H = H spruceana; L = L. laevigata; e M = mistura das quatro espécies; ao longo do

tempo do experimento que ocorreu de abril a agosto de 2006, no Igarapé Ponta Verde, na Amazônia Central,

Brasil.

Os valores de lignina e celulose foram correlacionados (p < 0,001), então, optamos por

apresentar os dados de % lignina/g PSRL. As espécies da liteira apresentaram diferentes

teores de lignina (p < 0,001, F = 17,0). L. laevigata e S. bifida apresentaram as maiores e

menores concentrações de lignina, respectivamente (Fig. 2.7.a). As espécies também

apresentaram diferente resistência física (p < 0,001, F = 18,9); Por meio do teste de Tuckey

observamos que G. sessiliflora apresentou a maior resistência, seguida por L. laevigata,

enquanto que S. bifida foi a espécie menos rígida (Fig. 2.7.b).

2 3 4 5 6 7

Log Lignina

(

)

p < 0,001

= 0,3

n = 101

2 3 4 5 6 7

Log Lignina

-2

-1

p = 0,002

= 0,1

n = 101

g h l m s

Espécies

0.0

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

(

)

p < 0,001

F = 17,03

G H L S

Espécies

500

1000

1500

(

)

p < 0,001

F = 18,9

Figura 2.7. (a) Valores médios da % lignina /g PSRL, nas espécies estudadas, e (b) valores médios da resistência

física (g) das espécies, G = G. sessiliflora; H = H. spruceana; L = L. laevigata; S = S. bifida; e M = mistura das

quatro espécies. As linhas verticais representam o erro padrão.

A densidade (Fig. 2.8a) e a riqueza (Fig. 2.8b) de organismos foram inversamente

proporcionais à concentração de lignina na liteira (p < 0,001, F= 36,6 e p = 0,002, F = 10

respectivamente).

Figura 2.8. (a) Relação entre log da densidade (ind.g

-1

PSRL) de invertebrados aquáticos, e (b) log da riqueza de

organismos com o log da lignina na liteira.

Discussão

O trecho PV1, do igarapé Ponta Verde, que era o trecho mais próximo da pastagem (a

60 m), apresentou maiores teores de fosfato e menores de fósforo total comparado aos outros

dois trechos. A maior concentração de fosfato provavelmente é resultante do incremento desse

íon no pasto (Neill et al., 2001), que é necessário para a criação extensiva de bovinos. Apesar

da diferença nas concentrações de fóforo total, em nenhum dos locais os teores ultrapassaram

os limites de rios não perturbados em regiões neotropicais, isto é, < 10 µg L

-1

-3

-P,

(Rosemond et al., 2002; Neill et al., 2006). Em geral, as diferenças nas concentrações de

nutrientes entre áreas de pastagem e floresta, são mais pronunciadas durante o período seco

quando sua diluição na água do igarapé é menor (Neill et al., 2001). Nosso experimento

ocorreu, na maior parte do tempo, no período chuvoso e talvez isto tenha impedido que

observássemos maiores diferenças nas características abióticas entre os trechos estudados.

Todas as espécies de folhas usadas apresentaram decomposição rápida, segundo a

classificação de Petersen & Cummins (1974). Henriettea cf. spruceana se decompôs mais

rápido, sendo a única dentre as espécies que se decompôs completamente em algum dos

trechos do igarapé. Licania cf. laevigata foi a espécie com decomposição mais lenta,

mantendo mais de 79% do seu peso original, após 113 dias de experimento.

Quando comparamos o peso seco remanescente da liteira (PSRL) entre espécies

individuais e na mistura, não observamos variação significativa; entretanto, quando esses

fatores foram avaliados associados ao local ao longo do experimento, as espécies se

comportaram de modo diferenciado. A interação entre as quatro espécies, combinada com

esses fatores, acelerou o processo de decomposição de Siparuna bifida, Guatteriopsis

sessiliflora e H. spruceana e retardou o tempo de decomposição de L. laevigata. O efeito da

interação entre diferentes espécies sobre o seu tempo de decomposição foi relatado por alguns

autores (Leroy & Marks, 2006; Gartner & Cardon, 2004; Kobayashi & Kagaya, 2004);

segundo eles, a mistura de detritos forma um maior número de microhabitats e,

conseqüentemente, abriga um maior número de micro e macrorganismos associados,

implicando em diferenças na decomposição.

A espécie da folha e o trecho do igarapé, ao longo do tempo do experimento, foram

fatores que explicaram a perda de PSRL. Apesar do local, por si só, não ser o mais importante

fator responsável pela decomposição, certamente ele exerceu influência no processo.

Segundo Walker (1985) e Melack & Forsberg (2001) a baixa concentração de N e P nos

corpos d’água amazônicos é um fator limitante para a produtividade; então, o incremento de

nutrientes no igarapé pode ter, de algum modo, favorecido a comunidade microbiológica.

Características da espécie também foram importantes. Ao contrário de Aerts & De

Calwe (1997), nós encontramos uma relação significativa (p < 0,05) entre decomposição e

concentração de lignina: as espécies que possuíam maior concentração de lignina (L.

laevigata, G. sessiliflora e a mistura) chegaram ao final do experimento com mais de 50% da

concentração de lignina inicial. Isto corrobora os resultados de Berg (2000) que, em estudos

em florestas temperadas, sugeriu que nos estágios tardios a decomposição é direcionada pela

degradação da lignina. Compostos estruturais, como lignina e celulose, e a dureza das folhas

são consideradas características importantes e capazes de determinar a preferência alimentar

de invertebrados decompositores (Gessner & Chauvert, 1994; Hoorens, 2003; Balseiro &

Albariño, 2006). Esses fatores apresentaram relação com a densidade e riqueza de

organismos sugerindo que metabólitos secundários e a resistência física das folhas são

efetivos na diminuição da palatabilidade da liteira para os fragmentadores, prejudicando

direta ou indiretamente o condicionamento microbiológico, corroborando os resultados de

Graça, Ferreira & Coimbra (2001). Então, tanto as características do trecho do igarapé quanto

às características químicas e físicas da liteira, considerando o tempo como potencializador

dessas características, exerceram uma importante influência na decomposição, conforme

predito por Casas & Gessner (1999), Wantzen & Wagner (2006) e Gonçalves, Graça &

Callisto (2006).

Em geral, insetos herbívoros são mais limitados por nutrientes do que por energia, e é

sabido que micélios dos fungos colonizando a liteira podem aumentar o seu conteúdo

nutricional em até 7%, de modo que, considerando os níveis de N, os fungos são mais

atrativos aos insetos aquáticos do que as folhas (Graça, 2001). Isso explica porque a

densidade de invertebrados aquáticos é baixa nos estágios iniciais da decomposição. A liteira

recém caída no ambiente aquático, que normalmente não sofreu um condicionamento pelos

microrganismos, e folhas no estágio final da decomposição, não são atrativas

nutricionalmente ou não oferecem um microhábitat seguro para os invertebrados (Walker,

1992; Nessimian et al., 1998; Albarino & Balseiro, 2002).

A densidade total de invertebrados aquáticos variou significativamente entre as espécies

da liteira e local durante o experimento. O trecho PV1 (a 60 m da pastagem) apresentou

menor densidade de coletores-catadores, porém apresentou 10 vezes mais Chironomidae do

que os outros locais, o que pode ser um efeito da pastagem e da melhor utilização do fosfato

disponível. Similarmente Moulton & Magalhães (2003), estudando o funcionamento de um

ecossistema sob impacto ambiental, observaram que Chironomidae era mais abundante em

riachos impactados de Mata Atlântica.

A riqueza total de invertebrados aquáticos variou significativamente entre espécies,

local e tempo, sendo S. bifida a espécie que apresentou a maior riqueza. Se os diferentes

invertebrados contribuíssem para processar o detrito de forma diferente, ou seja, ocupando

diferentes nichos, a eficiência de utilização do recurso seria ótima (Dobson et al., 2002).

Porém, nossos dados indicam que os invertebrados colonizando a liteira não a estavam

utilizando como principal fonte de alimento, já que a espécie mais colonizada não apresentou

o coeficiente de decomposição maior.

A densidade de invertebrados fragmentadores foi muito baixa, não representando sequer

1% dos invertebrados coletados. A maioria dos trabalhos em sistemas lóticos neotropicais

tem concluído que os fragmentadores têm uma menor importância na decomposição da liteira

(Rosemond, Pringle & Ramírez, 1998; Graça, 2001; Mathuriau & Chauvet 2002; Wantzen &

Wagner, 2006; Rueda-Delgado, Wantzen & Tolosa, 2006; Gonçalves, Graça & Callisto,

2006), apesar de Cheshire, Boyero & Pearson, (2005) terem relatado a sua importância em

córregos da Austrália. A prevalência de coletores-catadores, principalmente Chironomidae, e

de predadores foi relatada em vários trabalhos como uma característica da decomposição em

regiões tropicais, acreditando-se que os coletores utilizam os sacos de detritos devido ao

acúmulo de matéria orgânica particulada, e não com o intuito de se alimentarem da liteira

(Dobson et al., 2002; Rueda-Delgado, Wantzen & Tolosa, 2006). Já os predadores agem

como oportunistas, visitando ou colonizando a liteira devido à abundância de presas. Essa

grande abundância de coletores-catadores e a quase inexistência de fragmentadores nos

levam a acreditar que os coletores são os principais invertebrados aquáticos em regiões

tropicais, envolvidos no processo de decomposição diretamente, utilizando a liteira como

recurso alimentar ou indiretamente, tornando-a enriquecida para outros organismos.

A densidade e a riqueza de invertebrados, quando analisadas apenas entre locais, não

variaram significativamente. Os trechos do igarapé eram de regiões de cabeceira, estando

totalmente sujeitos às alterações de fluxos pontuais (causados por picos diários de chuva) e

contínuos (pulsos de inundação). Durante a estação chuvosa, praticamente toda a área do

baixio se incorporou ao leito do igarapé. Provavelmente, os invertebrados aquáticos têm uma

adaptação a esses pulsos. Nessimian et al. (1998) observaram alta abundância e riqueza de

organismos durante o período chuvoso, quando os igapós estão com suas áreas alagáveis

submersas apresentando maior disponibilidade de microhabitats. Talvez o impacto causado

pela pastagem não tenha sido um fator limitante para a comunidade de invertebrados

aquáticos, devido ao pulso de inundação, que coincidiu com grande parte do período do

experimento. Segundo Biggs, Dunne & Muraoka (2006) o aumento nas concentrações de

nitrogênio e fósforo devido à pastagem são mais marcantes durante o período seco; além

disso, apesar do igarapé nascer numa área de pastagem ele permanece apenas cerca de 150 m

na pastagem e na maior parte do seu percurso está inserido em área com ampla vegetação

ripária. Acreditamos que essa vegetação esteja agindo como um filtro dos nutrientes liberados

pela pastagem, minimizando o impacto que poderia alterar os fatores abióticos

(disponibilidade de nutrientes, temperatura, turbidez, dentre outros) e os fatores bióticos

(comunidade de macro e microrganismos) dos trechos do igarapé. Também, se tivéssemos

conseguido amostrar mais próximo da pastagem, talvez seu efeito fosse mais evidenciado.

As espécies da liteira e o trecho do igarapé, associados ao tempo, compõem um bom

modelo para explicar a decomposição da liteira e a diversidade dos organismos associados.

Os invertebrados utilizem a liteira não só como recurso alimentar, mas, também como abrigo.

Então, a liteira tem um papel importante na manutenção da fauna de igarapés de cabeceira e

alterações dessas áreas podem restringir a comunidade de invertebrados aquáticos a

organismos mais generalistas, basicamente Oligochaeta e Chironomidade. Estudos sobre

decomposição em regiões neotropicais vêm crescendo, mas ainda pouco se sabe sobre o papel

dos fragmentadores e dos grupos tróficos em geral. Na Amazônia existem ainda poucos

trabalhos sobre o assunto, enfatizando a necessidade de mais estudos que possam esclarecer

outros tipos de impacto sobre os processos e comunidades dos igarapés de floresta.

Agradecimentos.

Os recursos necessários para este estudo foram providos pelo Projeto PPG7, Projeto

Milênio-LBA2 e CAPES. Agradecemos à FAPEAM pela Bolsa de Mestrado de Joana D`Arc

de Paula. Nossos agradecimentos à equipe do LBA e do BIONTE pelo apoio logístico, ao

Natam pelo auxílio em campo e à Fernanda Oliveira pelo auxílio em laboratório.

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6. Conclusões

• Todas as espécies estudadas apresentaram curtos tempos de decomposição. Henriettea

cf. spruceana apresentou o maior coeficiente de decomposição (k) e L. laevigata apresentou o

menor. A mistura da liteira foi capaz de criar condições para acelerar ou retardar o processo

de decomposição.

• Espécies da liteira e local, associados ao tempo, que é necessário para proporcionar

uma lixiviação, condicionamento e fragmentação adequados a cada espécie, foi um bom

modelo para explicar a decomposição da liteira e a diversidade de organismos.

• As características químicas (concentração de nutrientes) e físicas (dureza) da liteira

foram importantes determinantes da decomposição e a disponibilidade de nutrientes esteve

positivamente correlacionada com o peso seco remanescente da liteira (PSRL).

• A colonização da liteira pelos invertebrados aquáticos não variou entre os três trechos

do igarapé. Os fragmentadores foram escassos, não atingindo 1% dos organismos totais. O

efeito da pastagem pode ter sido tamponado devido ao pulso de inundação e à manutenção da

vegetação ripária, quando a pastagem foi instalada.

• Estudos sobre decomposição em regiões neotropicais vêm crescendo, mas ainda

pouco se sabe sobre os principais fatores que a direcionam, e apesar da Amazônia possuir

uma extensa rede de drenagem poucos trabalhos nessa região têm tido esse enfoque.

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