Interaction of the water regime with nutrients relations in a mangrove ecosystem

Acta Botanica Brasilica 26(1): 11-19. 2012. Interação do regime hídrico com as relações nutricionais em ecossistema manguezal Geraldo Rogério Faustini Cuzzuol1,2 e Andréa Campos Rocha1 Recebido em 01/03/2011. Aceito em 20/10/2011 RESUMO (Interação do regime hídrico com as relações nutricionais em ecossistema manguezal). A hipótese de que a sazonalidade do regime fluvial e pluvial tenha alguma influência na composição físico-química do sedimento e na constituição química foliar em arbóreas do ecossistema manguezal foi testada nesse estudo. Foi investigada a influência do regime hídrico na constituição físico-química do ecossistema manguezal do rio Mucuri, Bahia, Brazil. O estudo foi realizado nos meses de abril (estação chuvosa) e outubro (estação de estiagem) nos sítios de domínio de Avicennia germinans, Laguncularia racemosa e Rhizophora mangle. Foram avaliadas as propriedades físico-químicas de seus sedimentos e a análise dos nutrientes das folhas. De maneira geral, os resultados foram influenciados pelo regime hídrico. A época de maior aporte de águas fluviais e pluviais foi marcada pelos maiores valores de bases trocáveis, capacidade de troca catiônica, pH, salinidade e dos nutrientes Ca, Fe e Mn nos sedimentos. Por outro lado, maiores valores de K, Mg e Zn ocorreram no período de estiagem. O regime hídrico influenciou, também, a constituição química das folhas. Durante a estiagem, a concentração de Ca, Mg, Zn, Fe e Cu foi maior. Diferenças interespecíficas e variação espacial também foram observadas. As folhas de A. germinans se destacaram pelo acúmulo de nutrientes e R. mangle, pela menor concentração de nutrientes. A região do bosque de bacia se caracterizou pelos maiores valores de matéria orgânica, pH e K. Esses fatores pouco influenciaram na concentração dos nutrientes foliares. A falta de um padrão sazonal claro na geomorfologia, geoquímica e na constituição química das folhas demonstra a complexidade na interpretação de dados em ecossistema costeiro, onde os fatores ambientais interagem de forma sinérgica e antagônica. Palavras-chave: Avicennia germinans, Laguncularia racemosa, sazonalidade, Rhizophora mangle, nutrientes, sedimentos ABSTRACT (Interaction of the water regime with nutrients relations in a mangrove ecosystem). The hypothesis that the seasonality of rainfall and the river regime have some influence on the physical and chemical sediment and chemical composition of tree leaves of the mangrove ecosystem was tested. In this study, the influence of the hydric regime on the physicochemical characteristics of the Mucuri River mangrove ecosystem, in Bahia, Brazil, was evaluated. The study was carried out during the months of April (rainy season) and October (dry season) in sites that were predominantly comprised of Avicennia germinans, Laguncularia racemosa and Rhizophora mangle. We evaluated the physicochemical properties of the sediments and nutrient leaf composition. Overall, the results were influenced by the hydric regime. The period of higher river levels and rainwater intake was marked by high values of exchangeable bases, cation exchange capacity, pH, salinity and Ca, Fe and Mn in the sediments. In contrast, higher values of K, Mg and Zn occurred during the dry season. The hydric regime also influenced the chemical composition of leaves. During the dry season, the concentrations of Ca, Mg, Zn, Fe and Cu were higher. Spatial variation and interspecific differences were also observed. Leaves of A. germinans showed a higher accumulation of nutrients, while lower concentration of nutrients were observed in R. mangle. The basin forest region (interior of forest) was characterized by high values of organic matter, pH and K. These factors had little influence on the concentration of nutrients in the leaves. The lack of a clear seasonal pattern in geomorphology, geochemistry and in the chemical composition of the leaves shows the complexity of interpreting data of a coastal ecosystem where environmental factors interact synergistically and antagonistically. Key words: Avicennia germinans, Laguncularia racemosa, nutrients, Rhizophora mangle, seasonality, sediments 1 2 Universidade Federal do Espírito Santo, Departamento de Ciências Biológicas, Vitória, ES, Brasil Autor correspondente: Geraldo Rogério Faustini Cuzzuol e Andréa Campos Rocha Introdução Reconhecido pela sua contribuição na produção primária de áreas da costa tropical e pelo seu papel na ciclagem de nutrientes, o ecossistema manguezal tem despertado interesse para o estudo da composição química de sua biota em monitoramento ambiental. De maneira geral, resultados têm demonstrado que a composição química das folhas parece refletir as propriedades físico-químicas do ambiente (Lacerda et al. 1988). Grande parte dos estudos realizados em ecossistema manguezal consiste em levantamentos da composição florística, aspectos estruturais e fitossociológicos, enquanto outros procuraram avaliar a composição química desse ecossistema (Gong & Ong 1990; Medina et al. 2001; Bernini et al. 2006). Até o momento, poucos trabalhos procuraram correlacionar os fatores ambientais com a composição foliar dos elementos minerais e suas inter-relações em arbóreas do ecossistema manguezal (Cuzzuol & Campos, 2001; Bernini et al. 2006, Bernini et al. 2010). Uma abordagem mais ampla das interações entre as propriedades físico-químicas dos sedimentos e a composição dos nutrientes foliares em espécies de manguezal pode definir um modelo da dinâmica de ciclagem dos minerais em ecossistemas costeiros. No sedimento do ecossistema manguezal, os teores de nutrientes variam ao longo da zona entre marés como decorrência das flutuações marinha e do nível de saturação do sedimento que influencia o potencial redox determinante na disponibilidade dos elementos químicos (Tomlinson 1986). No entanto, nem sempre o conteúdo dos nutrientes do sedimento se correlaciona com a concentração dos elementos nas folhas em arbóreas de mangue (Lacerda et al. 1988; Medina et al. 2001). Isso tem permitido inferir que o manguezal possa funcionar como eficiente barreira biogeoquímica dos elementos químicos, especialmente dos metais. Concomitantemente, os mecanismos fisiológicos controladores da absorção de certos elementos químicos podem restringir a absorção de metais pesados (Silva et al. 1990; Lacerda et al. 1995; Lacerda 1997; Machado et al. 2002). A concentração dos nutrientes minerais em plantas de ecossistemas costeiros pode variar, consideravelmente, em virtude de fatores ambientais, como a freqüência de inundação pelas marés, velocidade de correntes e aporte de água dos rios. A sazonalidade no regime fluvial e pluvial pode interferir na disponibilidade de elementos minerais e alterar a absorção e partição dos elementos minerais em plantas e nas propriedades físico-químicas do substrato (Kjerfve 1990, Bernini et al. 2010). Partindo desse pressuposto, o objetivo principal deste estudo foi analisar a influência do regime hídrico na compos (...truncated)