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Título: Produtividade, ciclagem de nutrientes e eficiência emergética em função da diversidade vegetal em sistemas agrícolas e caatinga conservada
Título em inglês: Productivity, nutrient cycling and emergy efficiency as functions of plant diversity in agricultural systems and preserved caatinga vegetation
Autor(es): Aguiar, Maria Ivanilda de
Orientador(es): Oliveira, Teógenes Senna de
Palavras-chave: Ecologia aplicada
Sistemas Agroflorestais
Diversidade vegetal
Biomassa
Emergia
Semiárido
Data do documento: 2012
Citação: AGUIAR, M. I. (2012)
Resumo: Os processos de ciclagem de nutrientes e transformações energéticas impulsionam a produtividade e estão diretamente relacionados com a diversidade dos ecossistemas. Assim, tem-se priorizado a manutenção da diversidade em áreas agrícolas para a condução de agroecossistemas mais sustentáveis. Neste sentido, os sistemas agroflorestais (SAFs) são recomendados por manter elevados níveis de diversidade vegetal, aumentar os estoques de carbono e nutrientes e promover eficiência nas transformações energéticas. Os SAFs são indicados para substituír os sistemas agrícolas tradicionais responsáveis por grande perda de diversidade e degradação ambiental na região semiárida nordestina. Espera-se que nos SAFs, a maior diversidade vegetal proporcione maior produtividade, maior retorno de nutrientes ao solo, maiores estoques de carbono e nutrientes e melhor eficiência emergética. Um modelo de produção agroflorestal composto de três áreas foi avaliado: agrossilvipastoril (ASP), silvipastoril (SP) e caatinga conservada (CAT); e um sistema de manejo tradicional, composto de uma área em cultivo (AG), e duas áreas em pousio de seis (P6) e nove (P9) anos. Este trabalho objetivou verificar se os SAFs mantêm-se semelhantes a vegetação conservada e se os períodos de pousio retornam as áreas a sua condição inicial, quanto a: (1) composição florística e estrutura da comunidade dos componentes herbáceos e arbóreo/arbustivo; (2) diversidade e produção de biomassa; (3) estoques de carbono e nutrientes presentes nas plantas, serrapilheira e solo e (4) transformações dos fluxos emergéticos. Verificou-se que as áreas sob SAFs apresentam composição florística e produtividade semelhante a caatinga conservada, porém este manejo provoca modificações estruturais na comunidade vegetal e redução nos índices de diversidade. Os estoques de carbono e nutrientes nos SAFs são semelhantes a CAT no compartimento solo, porém foram inferiores nas plantas e na serrapilheira. Contudo, o modelo agroflorestal apresenta melhor desempenho emergético devido sua melhor eficiência na utilização de energia, menor impacto ambiental e maior renovabilidade. Durante os períodos de pousio adotados após o cultivo tradicional as áreas se recuperaram em relação a composição florística, a produtividade e os estoques de carbono e nutrientes no solo e na serrapilheira. Entretanto, apresentaram modificações quanto a estrutura da comunidade arbórea, com maior número de indivíduos e espécies, sendo estes de menor porte e assim, menor biomassa total e menor estoques de carbono e nutrientes. Os sistemas de produção agroflorestal utilizados de forma integrada apresentam grande potencial de sustentabilidade, por proporcionarem a produção agrícola, pastoril e madeireira, mantendo diversas características estruturais da vegetação que permitem um fluxo de energia e uma ciclagem de nutrientes constante, assim como em áreas conservadas.
Abstract: Nutrient cycling and energy transformation processes fuel plant productivity and are directly related to ecosystem diversity. The preservation of diversity has thus been identified as a way to improve the sustainability of agroecosystems. It also follows that agroforestry systems (AFS) are recommended since they maintain high plant diversity, increase carbon and nutrient stocks and promote emergy efficiency. Agroforestry systems represent an alternative to traditional agricultural systems, which are responsible for large losses of diversity and environmental degradation in Brazil’s semiarid northeast. It is assumed that the greater plant diversity in AFS yields greater productivity, improves soil nutrient inputs, and increases carbon and nutrient stocks as well as energy efficiency. We evaluated a model agroforestry production system consisting of three areas: agrosilvopastoral, silvopastoral and preserved caatinga vegetation (CAT). Also, data was taken from a traditional management system including an area under cropping and two areas under fallow for six and nine years. The objectives of this work were to assess whether AFS remain similar to preserved vegetation and whether fallow periods restore land to its initial condition, in terms of: (i) the species composition and community structure of herbaceous and tree/shrub strata; (ii) plant diversity and biomass production; (iii) carbon and nutrient stocks in standing vegetation, litter and the soil and (iv) emergy flux transformations. We found that species composition and plant productivity were similar in the AFS and preserved caatinga, however in AFS the structure of the plant community was modified and diversity indices were reduced. Soil carbon and nutrient stocks in AFS were similar to those in CAT, but stocks in standing biomass and litter were lower. Overall, the AFS performed better in terms of emergy, due to more efficient energy use, a lesser environmental impact and greater renewability. The fallow periods following traditional cropping allowed the species composition, productivity and carbon and nutrient stocks in soil and litter to recover. However, areas under fallow differed from CAT in terms of tree community structure, with a greater number of individuals and species. Tree species found in fallow areas reach smaller sizes than under CAT. Therefore total biomass and carbon and nutrient stocks were lesser under fallow than CAT. Agroforestry systems managed in an integrated fashion represent great potential for sustainability, since they provide agricultural, pastoral and wood products while maintaining vegetation structure characteristics which allow constant fluxes of energy and nutrient cycling, as occurs under preserved vegetation.
Descrição: AGUIAR, Maria Ivanilda de. Produtividade, ciclagem de nutrientes e eficiência emergética em função da diversidade vegetal em sistemas agrícolas e caatinga conservada. 2012. 131 f. Tese (Doutorado em ecologia e recursos naturais)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2012.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/17168
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