Geoecological drivers of cerrado heterogeneity and 13C natural abundance in oxisols after land-use change

The 13C natural abundance technique was applied to study C dynamics after land-use change from native savanna to Brachiaria, Pinus, and Eucalyptus in differently textured Cerrado Oxisols. But due to differences in the d13C signatures of subsoils under native savanna and under introduced species, C substitution could only be calculated based on results of cultivated soils nearby. It was estimated that after 20 years, Pinus C had replaced only 5 % of the native C in the 0-1.2 m layer, in which substitution was restricted to the top 0.4 m. Conversely, after 12 years, Brachiaria had replaced 21 % of Cerrado C to a depth of 1.2 m, where substitution decreased only slightly throughout the entire profile. The high d13C values in the subsoils of the cultivated sites led to the hypothesis that the natural vegetation there had been grassland rather than Cerrado sensu stricto, in spite of the comparable soil and site characteristics and the proximity of the studied sites. The hypothesis was tested using aerial photographs of 1964, which showed that the cultivated sites were located on a desiccated runoff head. The vegetation shift to a grass-dominated savanna formation might therefore have occurred in response to waterlogging and reduced soil aeration. A simple model was developed thereof, which ascribes the different Cerrado formations mainly to the plant-available water content and soil aeration. Soil fertility is considered of minor significance only, since at the studied native savanna sites tree density was independent of soil texture or nutrient status.

Fertilidade e carbono do solo e uso da água pelo eucalipto numa topossequencia em Seropédica, RJ

A variabilidade espacial de atributos físicos, químicos, biológicos ou pedogenéticos é citada como responsável por padrões encontrados na distribuição do C e nutrientes do solo. Numa toposseqüência típica da Baixada Fluminense (Planossolo Háplico - PL, Argissolo Amarelo - AA e Argissolos Vermelho-Amarelos - AV1 e AV2), buscou-se avaliar a influência da paisagem na distribuição de atributos químicos e no uso da água e o crescimento do Eucalyptus urophylla. Amostras de solo foram coletadas ao acaso em três locais da toposseqüência, para caracterização da sua fertilidade, enquanto outras foram retiradas de trincheiras nas profundidades de 0-10, 10-20, 20-40, 40-60 e 60-100 cm, para avaliação do estoque de C. A circunferência à altura do peito (CAP) e a altura (ALT) e análise isotópica do d13C de tecido foliar de plantas em cada terço da paisagem foram também avaliadas como parâmetros de crescimento e de eficiência do uso da água. Embora a fertilidade do solo tenha se relacionado com o material parental local, o crescimento do eucalipto parece estar mais relacionado com a dinâmica de água na paisagem que com a maioria dos atributos químicos do solo, pois os maiores valores de CAP e ALT foram encontrados nos terços médio e inferior da toposseqüência, menos férteis. Os valores de d13C de amostras foliares de eucaliptos dos terços superior e inferior fortalecem essa hipótese. Os estoques de C dos solos (4,75 kg m-2 para o PL, 4,63 kg m-2 para o AA, 2,93 kg m-2 para o AV2 e 2,60 kg m-2 para o AV1) se relacionaram com as diferenças na densidade do solo, conseqüência da própria mineralogia. Dessa forma, conclui-se que o relevo tem forte influência sobre os atributos químicos do solo, embora haja evidências de o crescimento do eucalipto se relacionar com a disponibilidade de água no solo.