Abstract This study was conducted to assess the physicochemical characteristics of urban forest soil contaminated by copper and the dynamics of macro- and micronutrients uptake by Schinus terebinthifolia and Eugenia uniflora seedlings. The seedlings received 0 (control), 60, 120, 180 or 240 mg Cu kg-1 soil applied to urban forest soil within São Paulo City, Brazil. Our results showed that K was reduced in Cu-contaminated soil used for S. terebinthifolia cultivation and that organic matter was higher in Cu- contaminated soil used for E. uniflora cultivation. Other physicochemical properties of soil remained unaltered. S. terebinthifolia presented nutritional imbalances in N, K and Mg on leaves, while E. uniflora presented nutritional imbalances in K on leaves and in S on roots. It can be concluded that copper contamination can negatively affect chemical and nutritional characteristics of urban forest soil, as well as the nutritional dynamics of S. terebinthifolia and E. uniflora.

ABSTRACT This study aimed to evaluate the accumulation and distribution of copper (Cu) in the pioneer tree Schinus terebinthifolius R. (aroeira) and non-pioneer tree Eugenia uniflora L. (pitanga) submitted to different concentrations of copper. The plants received 40 mL of Hoagland & Arnon (1950) n. 1 nutrient solution modified with 0.00032, 0.0032, 0.032 and 0.32 mM Cu2+ applied to the soil. We analyzed biomass, biometry and Cu contents in plants and the concentration of Cu in soil. Cu concentration in the soil contaminated with 0.32 mM Cu2+ was higher than other treatments. Neither species showed characteristics of plant phytotoxicity. However, the two species did exhibit different physiological responses to Cu; S. terebinthifolius accumulated the metal only in roots, while E. uniflora accumulated Cu in roots and leaves. The highest Cu concentration in soil was observed in the treatment with 0.32 mM Cu2+. Outstanding to foliar accumulation, E. uniflora could be used for biomonitoring.

RESUMO A bromélia epífita Tillandsia usneoides vem sendo utilizada como bioindicadora universal por acumular altas concentrações de metais e apresentar alterações nas escamas foliares quando expostas a ambientes poluídos. Neste estudo objetivou-se utilizar alterações morfológicas nas escamas foliares como marcadores dos efeitos de poluentes aéreos na Região Metropolitana de Campinas (RMC), SP, Brasil. T. usneoides foi exposta em cinco pontos da RMC durante quatro exposições de 12 semanas, abrangendo duas exposições na estação úmida e duas na seca. Antes de cada exposição, foram selecionadas amostras para avaliação de condições iniciais das plantas (T0). Fragmentos de folhas foram fixados em glutaraldeído e avaliados quanto a densidade total de escamas e porcentagem de escamas anômalas. As plantas expostas na RMC apresentaram anomalias e alteração no número de células subperiféricas das escamas foliares. As plantas expostas em PA apresentaram maior densidade total de escamas e em PC maior porcentagem de escamas anômalas, quando comparadas às plantas T0. T. usneoides apresentou respostas relacionadas aos estresses ambientais, com maior presença de escamas anômalas e maior densidade total de escamas em plantas expostas em regiões antropizadas, portanto a espécie pode ser utlizada como bioindicadora da poluição na RMC.

Tillandsia usneoides is an epiphytic bromeliad that has been used as a universal bioindicator. The species accumulates metals and presents foliar scale variations when exposed to air pollutants. This study aimed to use the variations in foliar scales as microscopic markers of pollutant effects in the Metropolitan Region of Campinas (MRC), São Paulo State, Brazil. T. usneoides plants were exposed for 12 weeks during dry and wet seasons, totaling four exposures, at five sites in the MRC. Samples were selected before each exposure for initial evaluation of the plants (T0). Leaf fragments were fixed in glutaraldehyde and total scale density and anomalous scale percentage were evaluated. Plants exposed in the MRC showed anomalies and changes in number of subperipheral cells of leaf scales. When compared to T0, T. usneoides presented higher total scale density and anomalous scale percentage at disturbed sites, thus the species can be used as a pollution bioindicator for MRC.

O estudo objetivou verificar se a intensidade e precocidade de respostas foliares de curto prazo de Nicotiana tabacum 'Bel-W3' dependem dos níveis atmosféricos de ozônio e/ou das condições meteorológicas diárias em um Parque Estadual localizado na cidade de São Paulo, SE-Brasil. Entre 16 de setembro e 14 de outubro de 2002, três lotes contendo seis plantas envasadas foram expostos no ambiente por quinze dias. Necroses foliares, concentrações atmosféricas de ozônio e parâmetros meteorológicos foram medidos diariamente. A porcentagem média de área foliar com necroses variou de 5% a 20%. Um modelo polinomial de quarto grau foi proposto para explicar o progresso diário das necroses foliares nas plantas. Os níveis médios de ozônio aumentaram a partir da manhã (1.3-39.2 ppbv) até o meio dia (1.6-52.0 ppbv), diminuindo a tarde (0.5-39.9 ppbv). O padrão diário de aumento de área foliar com necroses não foi relacionado estritamente com ozônio, mas foi influenciado pelas condições meteorológicas e pelo estágio de desenvolvimento das folhas.

The present study aimed to study if the intensity and precocity of short-term leaf responses of Nicotiana tabacum 'Bel-W3' depended on the daily atmospheric levels of ozone and/or daily meteorological conditions in a State Park located in the city of São Paulo, SE Brazil. From 16 September to 14 October 2002, three lots of six potted plants were exposed for fourteen days. Leaf necrosis, atmospheric ozone concentrations and meteorological parameters were daily measured. The average percentage of leaf necrosis ranged from 5% to 20%. A 4th degree polynomial model was proposed to explain daily progress of leaf necrosis on plants. The average ozone levels were increased from morning (1.3-39.2 ppbv) to the midday (1.6-52.0 ppbv) and decreased in the evening (0.5-39.9 ppbv). Daily pattern of accumulated percentage of leaf necrosis was not strictly related to ozone, but was influenced by the meteorological conditions and stage of development of leaves.

A sensibilidade de Abelmoschus esculentus ao ozônio (O3) foi determinada em plantas expostas por quatro dias, seis horas/dia, ao ar filtrado (AF) e ao AF enriquecido com 80 ppb de O3 (AF+O3), em câmaras de fumigação, analisando-se sintomas foliares visíveis e alterações nas trocas gasosas e em antioxidantes. Avaliaram-se os sintomas foliares diariamente e as trocas gasosas e antioxidantes (ácido ascórbico e superóxido dismutase) ao fim do experimento. Todas as plantas em AF+O3 apresentaram sintomas foliares, caracterizados por pontuações avermelhadas na superfície adaxial, entre as nervuras. Em média, o índice de injúria foliar foi de 15% e a severidade de 62%. Fotossíntese líquida, condutância estomática, transpiração, concentração de ácido ascórbico e atividade da superóxido dismutase foram reduzidas significativamente nestas plantas, em comparação com as mantidas sob ar filtrado. Os resultados sugerem que Abelmoschus esculentus é sensível ao O3, apresentando baixos níveis de defesas antioxidativas e distúrbios fisiológicos.

The sensitivity of Abelmoschus esculentus to ozone (O3) was assessed in plants exposed during four days, six hours/day, to filtered air (AF) and to AF plus 80 ppb of O3 (AF+O3) into fumigation chambers, by determining visible leaf symptoms and changes on gas exchange and on antioxidants. Visible symptoms were daily evaluated. Gas exchange and antioxidants (ascorbic acid and superoxide dismutase) were analyzed at the end of the experiment. All plants from AF+O3 treatment showed leaf injury, characterized by interveinal reddish punctuations on the adaxial surfaces. In average, 15% of leaf injury index and 62% of severity were estimated. Net photosynthesis, stomatal conductance, transpiration rate, ascorbic acid level and superoxide dismutase activity were significantly reduced in those plants, compared to measurements performed in plants exposed to AF only. The results suggest that Abelmoschus esculentus is sensitive to ozone, showing low levels of antixidative defenses and physiological distubances.

Caesalpinia echinata Lam. (pau-brasil) é uma espécie arbórea ameaçada, que ocorre na costa leste do Brasil, em latitudes de 5°56´S a 22°56´S. Em tal faixa de distribuição espera-se que a temperatura e o comprimento do dia possam afetar o desenvolvimento da planta, o que foi investigado no presente estudo. Plantas jovens com um e cinco anos de idade foram cultivadas sob fotoperíodos controlados de 8 h, 12 h e 20 h e em casa de vegetação, sob luz natural, durante 16 meses. Em outro experimento, plantas jovens com um ano de idade foram cultivadas por seis meses em câmara de crescimento, onde a temperatura máxima foi reduzida, e em casa de vegetação. O número de folhas, a altura do caule e o diâmetro do caule à superfície do solo foram avaliados a cada dois meses (experimento 1), ou mensalmente (experimento 2). No experimento 1, não foi encontrada alteração de crescimento nas plantas crescendo sob os diferentes tratamentos fotoperiódicos. Foi possível ajustar regressão polinomial para o aumento do número de folhas, em função do tempo, com diferença significativa na inclinação da curva para as plantas das duas idades. A altura do caule aumentou linearmente nas plantas mais jovens e, nas mais velhas, tal parâmetro ajustou-se à regressão polinomial. As medidas de crescimento relacionaram-se significativamente com as médias das temperaturas máximas diárias registradas. No experimento 2, também foram encontradas regressões significativas entre o crescimento das plantas e as temperaturas máximas para aumento do número de folhas e da altura do caule. Os resultados mostraram que o crescimento vegetativo dessa espécie tropical é afetado pela temperatura e não pelo fotoperíodo.

Caesalpinia echinata Lam. (brazilwood) is an endangered tree species occurring along the eastern coast of Brazil from latitudes 5°56´S to 22°56´S. With such a range of distribution it is expected that temperature and daylength may affect plant development, which was examined in this study. One- and five-year-old saplings were grown under controlled photoperiods of 8 h, 12 h and 20 h, and in a greenhouse under natural light during 16 months. In another experiment, one-year-old saplings were cultivated for six months in a growth cabinet, with reduced maximum temperature, and in the greenhouse. Leaf number, stem height and stem diameter at the soil surface were evaluated every two months (experiment 1) or every month (experiment 2). In experiment 1, no significant effect of photoperiod on growth of saplings was observed. The increase of leaf number with time followed a polynomial model, and the slope of the curves differed significantly for saplings of the two ages. Stem height increased linearly in younger saplings and fitted a polynomial curve in older saplings. Stem diameter enlarged linearly with time in all saplings. Growth parameters were significantly related to high temperatures. In experiment 2, significant regressions between growth and the maximum daily temperatures recorded were also found for increase of leaf number and stem height increment. Our results show that vegetative growth of the saplings of this tropical species is affected by temperature but not by photoperiod.

Os frutanos são os polissacarídeos de reserva mais abundantes em gramíneas de clima temperado, sendo estocados principalmente nas bainhas de folhas adultas e também nas raízes. A partição de carboidratos entre os diferentes órgãos da planta regula seu crescimento e seu desenvolvimento. Visto que a partição de carboidratos solúveis ainda é desconhecida em Lolium multiflorum cv. Lema, o objetivo do presente trabalho foi verificar a partição desses carboidratos em cinco partes distintas (lâminas em alongamento, lâminas totalmente expandidas, segmentos superior e inferior do estolho e raízes) de plantas dessa espécie. Para isso, os carboidratos solúveis totais e a frutose total foram quantificados em plantas cultivadas durante quatro meses em Casa de Vegetação, por métodos colorimétricos e por TLC e HPAEC-PAD. Os resultados mostraram que grande parte da fração dos carboidratos solúveis totais é constituída por frutose, na forma livre e combinada, em todas as partes da planta. O estolho contém os maiores níveis de carboidratos, seguido pelas lâminas em alongamento, lâminas expandidas e raiz. No presente estudo, as bainhas foliares não foram diferenciadas do estolho, o que explica os altos teores de carboidratos solúveis encontrados nessa porção das plantas. As altas taxas de metabolismo das lâminas em alongamento, quando comparadas com as de lâminas expandidas, poderia explicar o maior acúmulo de frutanos nas primeiras. A análise por HPAEC-PAD mostrou que as lâminas em alongamento e as raízes apresentaram as maiores proporções de frutanos de baixo peso molecular, que podem ser mobilizados prontamente, atendendo à demanda de outros órgãos da planta.

In temperate grasses, fructans are the major storage polysaccharides, being accumulated mainly in mature leaf sheaths, and also in the roots. The partitioning of carbohydrates within different organs regulates plant growth and development. The aim of the present work was to analyze the partitioning of water soluble carbohydrates in five different parts (elongating leaf blades, expanded leaf blades, upper and lower segments of the stubble, and roots) of plants of L. multiflorum cv. Lema, in order to contribute to an understanding of soluble carbohydrates distribution in these plants. Soluble carbohydrates and total fructose were analyzed in plants cultivated during 4 months in a glasshouse, by colorimetric, TLC and HPAEC-PAD techniques. Results showed that the greatest portion of total soluble carbohydrates was constituted of free and combined fructose, in all parts of the plants. The stubble contained the highest level of carbohydrates, followed by the elongating leaf blades, expanded leaf blades and roots. The leaf sheaths were not analyzed separately from the stubble, which explains the high levels of carbohydrates found in this part of the plant. The high metabolism of the elongating leaf blades, when compared to that of the expanded leaf blades, could explain the increased amounts of fructans stored in those tissues. Analysis by HPAEC-PAD showed that the elongating leaf blades and the roots had the highest proportions of low molecular weight fructans that could be readily mobilized, supplying the demand of growing tissues in other organs.

O ambiente urbano pode gerar condições de estresse oxidativo nas plantas, levando à estimulação de antioxidantes como ácido ascórbico (AA), tióis (Ti), peroxidases (POD) e superóxido dismutase (SOD), em diferentes níveis, de acordo com sua capacidade de tolerar tais condições. Este estudo, em sua primeira fase, buscou conhecer o perfil destas defesas em folhas de plantas jovens de C. echinata com diferentes graus de desenvolvimento. Os níveis dos antioxidantes foram similares em todas as folhas analisadas. Em uma segunda fase, tais antioxidantes e a glutationa (GSH) foram avaliados em 130 plantas mantidas em casa de vegetação com monitoramento constante de temperatura, umidade relativa e irradiância, por um período de 18 meses, para estabelecer se variações sazonais nessas defesas ocorrem em resposta a fatores climáticos. Nesse período, os antioxidantes foliares foram analisados a cada três meses. Em geral, a concentração de AA e a atividade da POD foram altas em C. echinata, quando comparadas com as de outras espécies arbóreas tropicais. Houve variações nas defesas ao longo do tempo. A concentração de GSH e a atividade da POD mostraram ser influenciadas por mudanças na temperatura e a SOD foi estimulada em resposta à temperatura e à umidade relativa.

The urban environmental factors generate conditions of oxidative stress in plants. Cellular antioxidants, such as ascorbic acid (AA),thiols (Ti), peroxidases (POD) and superoxide dismutase (SOD) are induced to different levels depending on their capacity to tolerate stressing conditions. In the first part of this study we determined the profile of these defenses in leaves of different ages of young plants of C. echinata. The levels of antioxidants were similar in all leaves analyzed, independently of the age. Secondly, we evaluated the same antioxidants and glutathione (GSH) in 130 young plants kept in a greenhouse with constant monitoring of temperature, relative humidity and irradiance during 18 months, in order to establish the seasonal variations occurring in response to climatic factors. During this period, leaf antioxidants were analyzed every three months. In general, AA concentrations and POD activity in C. echinata were higher than the levels reported for other tropical tree species. Seasonal variations were observed. GSH concentration and POD activity were significantly influenced by temperature and SOD by temperature and humidity.

Objetivou-se verificar, em condições de campo, até que ponto a presença de SO2 no ar, na região do polo industrial de Cubatão, pode causar alterações no crescimento de plantas jovens de T. pulchra. Durante 1997, expuseram-se as plantas envasadas por três períodos consecutivos de 16 semanas, em três locais: vale do rio Pilões (RP; sob baixos níveis de SO2); Caminho do Mar e vale do rio Mogi (CM e VM respectivamente; sob baixos níveis de SO2). Após cada exposição, o acúmulo foliar de enxofre e alterações em variáveis de crescimento e de biomassa foram determinados e as relações entre essas variáveis foram testadas estatisticamente. Verificouse acúmulo foliar significativo de enxofre nas plantas do CM (exposições 1 a 3) e nas do VM (exposições 2 e 3). Os padrões de crescimento das plantas foram modificados nas plantas do CM e VM, destacando-se altura, número de folhas e de ramos. A biomassa variou pouco entre as plantas dos três locais, mas houve redução significativa na razão raízes/parte aérea nas plantas dos locais poluídos (exposições 1 e 3). A desaceleração do crescimento em altura e a diminuição em biomassa de caules+ramos e de raízes (exposição 2) e a intensificação do crescimento em altura, da produção de folhas e da ramificação, e a redução no número de folhas no caule principal, na biomassa de raízes e na razão raízes/parte aérea (exposição 3) foram significativamente explicadas pelo acúmulo foliar de enxofre (p < 0,01).

The aim of this study was to verify, under field conditions, if SO2 imissions from the industrial complex of Cubatão, since absorbed and accumulated in leaves, may cause changes in the growth of saplings of T. pulchra. The study was performed along 1997 by exposing potted plants during three consecutive periods of 16 weeks in three sites: Pilões river valley (RP; under low levels of SO2); Caminho do Mar and Mogi river valley (CM and VM respectively; under high SO2). After each exposure, foliar accumulation of sulfur and changes in growth and biomass parameters, besides the statistical relations among them, were determined. Significant foliar accumulation of sulfur was observed in plants exposed at CM (exposures 1 to 3) and at VM (exposures 2 and 3). The growth of plants from both polluted sites was strongly modified, especially height and number of leaves and branches. Changes in biomass of leaves, stem+branches and roots were rarely detected, but significant reductions in the root/shoot ratio were observed in plants exposed at CM and VM (exposures 1 and 3). The decrease in height and in stem+branch and root biomass (exposure 2) and the increase in height and in leaf and branch production, as well as the decrease in number of leaves (main stem), in root biomass and in root/shoot ratio (exposure 3) were significantly explained by the accumulation of sulfur in leaves (p < 0.01).

O bioensaio de mutação em pêlos estaminais de Tradescantia (clone 4430) (Trad-SHM) foi utilizado para a avaliação comparativa da mutagênese ambiental em duas áreas do centro urbano de São Paulo durante a estação chuvosa, aquela mais propícia à dispersão dos poluentes atmosféricos. Os locais de exposição foram a Avenida Celso Garcia, uma área de pequenas indústrias no Bairro Belém, com um volume médio diário de tráfego de 8.750 veículos automotores e a Avenida Doutor Arnaldo, na área central (Bairro Pinheiros) com ocupação predominantemente residencial e comercial, mas com um volume médio diário de tráfego de 46.125 veículos. O controle negativo foi localizado na cidade de Jaguariúna, a 138 km de São Paulo, em uma área com baixos níveis de poluição atmosférica. Plantas de Tradescantia foram expostas cronicamente em vasos contendo solo padronizado, amostradas bimensalmente e a freqüência de mutações nos pêlos estaminais foi comparada por ANOVA (=0,05). A freqüência de mutações observada para o Belém foi similar ao controle para o clone 4430, enquanto as plantas expostas em Pinheiros apresentaram aumentos significativos nas taxas de mutação. Certa correlação foi observada entre a freqüência de mutações e os níveis de material particulado na atmosfera. Isto indica uma associação entre taxa de mutação detectada pelo ensaio Trad-SHM e a poluição presente em locais sujeitos a maiores níveis de poluição atmosférica, em especial aquela derivada de fontes veiculares.

The Tradescantia stamen hair mutation assay (Trad-SHM) was employed for assessing the environmental mutagenesis in two areas of São Paulo City. The study sites were defined as follows: 1) Celso Garcia Avenue, an industrial area on the outskirts of the urban center (Belém neighborhood), with an average daily traffic volume of 8,750 vehicles; 2) Doutor Arnaldo Avenue, in downtown area (Pinheiros neighborhood), with a mostly residential and business offices occupation, with an average daily traffic volume of 46,125 vehicles. The negative control (background) site is located in the city of Jaguariúna, 138 km from São Paulo, in an area of low atmospheric pollution. The mutation frequency observed for Belém was similar to the background for clone 4430, whereas plants exposed in Pinheiros showed significant increases in mutation rate. Positive correlation was observed between mutation frequency and the levels of particulate matter in the atmosphere. This indicated a relationship between mutation frequency and the amount of atmospheric pollution present at the exposure sites in São Paulo City, with special reference to vehicular emissions.

Estudos epidemiológicos mostram uma relação entre a poluição aérea em centros urbanos e a taxa de doenças respiratórias na sua população. Em São Paulo, a concentração dos principais poluentes aéreos é monitorada pela CETESB porém, tais dados não dão idéia do risco ao qual a população está sujeita; plantas bioindicadoras podem dar idéia deste risco. O clone híbrido 4430 de Tradescantia vem sendo utilizado em bioensaios (Trad-MCN, Trad-SH) que avaliam o efeito genotóxico de várias substâncias. Não há registros das potencialidades de bioindicação relativas à estrutura das folhas do clone. Este estudo objetivou estabelecer o padrão estrutural da folha do clone e verificar se existem características anatômicas afetadas pela poluição, que podem ser utilizadas como bioindicadoras. Para tanto, plantas do clone 4430 procedentes da EMBRAPA-Jaguariúna-SP (fora da influência da poluição da cidade de São Paulo -- material controle) foram cultivadas em condições padronizadas e expostas em três pontos distintos da cidade: Instituto de Botânica, Cerqueira César e Congonhas onde permaneceram por três meses. A análise da estrutura da folha mostrou que a mesma apresenta: epiderme uniestratificada com tricomas tectores e glândulares nas duas superfícies, estômatos diacíticos, mesofilo com parênquima lacunoso, frouxamente disposto, colênquima do tipo angular distribuído junto às nervuras, feixes vasculares colaterais e parênquima aquífero na região da nervura central. Qualitativamente não foram observadas variações entre as folhas provenientes dos quatro locais estudados porém, quantitativamente, foram encontradas reduções estatisticamente significativas no tamanho dos estômatos, no diâmetro do metaxilema e na espessura da folha, que podem ser atribuídas ao efeito da poluição. Tais parâmetros anatômicos podem ser utilizados como indicadores do efeito da poluição nessa planta e a mesma pode ser utilizada como bioindicadora do ponto de vista estrutural.

The relationship between the urban air pollution and respiratory diseases of human populations have been confirmed through several epidemiological studies. Continuous monitoring of air pollutant concentrations is perfomed by CETESB (The State Agency of Air Quality Control) in the city of São Paulo. However, biomonitoring programs using plants are other complementary and important ways to measure and prevent the effects of air pollutants on the biological systems and to a certain extent human health. The clone 4430 of Tradescantia has been used in biossays (Trad-MCN, Trad-SH) to monitor the genotoxic potential of several substances. However, the possibility of using the changes in some features of plants from these clones, which are indicators of air pollution effects, has never been explored. Thus, after establishing the structural pattern of these plants, the present study intended to select, among their anatomical characteristics, the most adequate as bioindicators of air quality. Plants of clone 4430 from EMBRAPA-Jaguaríuna (out of the influence of air pollution of São Paulo city - control) were cultivated in parts under standardised conditions and exposed for three months to the environment of three polluted sites of São Paulo: Instituto de Botânica, Cerqueira César and Congonhas. The structural analysis of the leaves revealed the presence of an unstratified epidermis with glandular and non-glandular trichomes in both surfaces, diacytic stomata, mesophyll with only spongy parenchyma, angular collenchyma near to colateral vascular bundles, and water storing cells near the central bundle. No qualitative changes were observed among the leaves from the four studied sites, but significant reductions in the stomata size, metaxylem diameter, and leaf thickness were detected in plants from the polluted sites. The results showed that some structural aspects of the clone 4430 can be used as bioindicators of the effects of the air pollution.

Foram estudados vários aspectos da ciclagem de nutrientes, em dois locais cobertos por Floresta Atlântica, no estado de São Paulo, sudeste do Brasil (23o46’ S; 46o18’ W). Esses locais exibiam diferentes graus de declínio da estrutura da floresta causado pela poluição aérea emitida pelo complexo industrial de Cubatão, sendo aqui referidos como locais mais e menos afetados (MAS e LAS, respectivamente). Os estudos foram desenvolvidos de 1984 a 1986, período em que eram observados os efeitos negativos mais graves da poluição aérea. São apresentados, de forma sintética, os valores médios das concentrações e das quantidades de N, P, K, Ca, Mg e S em quatro compartimentos do ecossistema (folhas, serapilheira acumulada sobre o solo, solo e raízes), na precipitação incidente, na água de gotejamento e na serapilheira produzida. Em cada local, os conteúdos dos elementos minerais foram decrescentes nas folhas, na serapilheira produzida e na acumulada sobre o solo. No local menos afetado (LAS), a camada superficial do solo (0-5 cm) foi mais rica em nutrientes; a fertilidade do solo e, em geral, as quantidades de nutrientes presentes nos compartimentos e as que ciclavam entre os mesmos também eram maiores, o que pode ser devido à maior complexidade da estrutura da floresta nesse local. Em ambos os locais, a precipitação geralmente contribuiu mais para a entrada de K, Ca, Mg e S no solo do que a serapilheira produzida. No local mais afetado pela poluição (MAS), o tempo de residência dos nutrientes na serapilheira acumulada sobre o solo foi maior e o índice de eficiência de uso desses nutrientes foi menor. O processo de ciclagem de nutrientes foi perturbado em ambos os locais, porém de forma mais intensa em MAS. As principais conseqüências do estresse causado pela poluição foram detectadas no fluxo de nutrientes através da queda de serapilheira e no compartimento da serapilheira acumulada sobre o solo.

Several aspects of nutrient cycling were studied at two sites of Atlantic Forest, in São Paulo State, Southeast Brazil (23o46’ S; 46o18’ W), which exhibited different degrees of forest structure decline caused by the air pollution emitted by the industrial complex of Cubatão, being referred here as the most and least affected sites (MAS and LAS, respectively). These investigations were developed during 1984 - 1986, a period in which the most severe negative effects of air pollution could be observed. Concentrations and amounts of N, P, K, Ca, Mg and S in four ecosystem compartments (leaves, litter layer, soil and roots) and in rainfall, throughfall and litterfall are briefly presented. At each site, the content of mineral elements generally decreased from leaves to litterfall and litter layer on the forest floor. Soil surface layer (0 - 5 cm) in both sites was the richest in mineral elements. Soil fertility was greater at LAS. In general, nutrient amounts remaining in the compartments and cycling through the ecosystem were greater at LAS as well, which could be due to the higher complexity of the forest structure at this site. Rainfall contributed more to soil inputs of K, Ca, Mg and S than litterfall at both sites. The nutrient residence times in the litter layer were higher and the index of nutrient use efficiency was lower at the most affected site. It was concluded that nutrient cycling was disturbed by air pollution at both sites, but to a greater extent at MAS. The main consequences of the air pollution stress were detected in the flux of nutrients through litterfall and in the litter layer on the forest floor.

O crescente processo de industrialização na região de Cubatão (São Paulo, Brasil) e as conseqüentes emissões de poluentes vêm há tempos afetando a vegetação da Serra do Mar ao seu redor, um remanescente de Mata Atlântica. Os efeitos da poluição aérea nos conteúdos foliares de nitrogênio, fenóis totais e taninos totais em indivíduos de Tibouchina pulchra Cogn., espécie predominante na região, foram avaliados, assim como a possível influência dessas alterações na intensidade de herbivoria foliar. Folhas completamente expandidas foram coletadas em duas áreas amostrais: Vale do Rio Pilões (VP), com pouca influência da poluição aérea de Cubatão e considerada como área de referência; e Vale do Rio Mogi (VM), área próxima ao centro do complexo industrial, sendo fortemente afetada pela poluição. Para todos os parâmetros, não foi observada diferença significativa entre os valores obtidos no verão e no inverno em ambas as áreas amostrais. Entretanto, comparados ao VP, os indivíduos do VM apresentaram maiores conteúdos de nitrogênio e menores de fenóis e taninos totais, assim como maiores porcentagens de galhas por folha e de área foliar perdida por herbivoria. As análises de regressão mostraram que o aumento na porcentagem de área foliar perdida por herbivoria pode ser explicada pelo aumento no conteúdo de nitrogênio e diminuição das concentrações de fenóis e taninos. Embora significativos, os coeficientes de explicação encontrados são baixos, indicando uma possível influência no ataque de herbívoros de outros fatores, bióticos ou abióticos, não avaliados neste estudo.

The Atlantic Forest on the slopes of Serra do Mar around Cubatão (São Paulo, Brazil) has been affected by massive emissions of pollutants from the local growing industrial complex. The effects of air pollution on the amounts of leaf nitrogen, total soluble phenols and total tannins of Tibouchina pulchra Cogn., a common species in the area of Cubatão, were investigated, as well as the possible influence of the altered parameters on the leaf area damaged by herbivores. Fully expanded leaves were collected at two sites: the valley of Pilões river (VP), characterized by a vegetation virtually not affected by air pollution and taken as a reference; and valley of Mogi river (VM), close to the core region of the industrial complex, and severely affected by air pollution. No differences were observed for any parameters between samples collected in the summer and winter in both sites. On the other hand, compared to VP, individuals growing in VM presented higher amounts of nitrogen and lower amounts of total soluble phenols and total tannins, as well as higher percentages of galls per leaf and higher leaf area lost to herbivores. Regression analysis revealed that the increase in leaf area lost to herbivores can be explained by the increase of the content of nitrogen and decrease in the contents of total soluble phenols and total tannins. Although significant, the coefficients of explanation found were low for all analyses, suggesting that other biotic or abiotic factors are likely to influence leaf attack by herbivores.

(Elementos minerais em folhas de espécies arbóreas de Mata Atlântica e Mata de Restinga, na Ilha do Cardoso, SP). Os teores de macro e micronutrientes, Na e Al foram determinados no compartimento das folhas, representado pelas espécies arbóreas mais importantes ocorrentes em áreas cobertas com Mata Atântica e Mata de Restinga, na Ilha do Cardoso (25º12'S e 48º01'W), São Paulo, como parte de um estudo sobre ciclagem de nutrientes. Utilizaram-se, em cada área, as 10 espécies com maiores índices de valor de importância, cujas folhas compuseram amostras mistas, realizando-se duas coletas (jun/93 e dez/93). Todos os elementos analisados apresentaram concentrações mais elevadas nas folhas coletadas na Mata Atlântica, com exceção de B e Na. A concentração da maioria dos elementos minerais foi mais alta nas folhas vivas do que na serapilheira foliar produzida em cada ambiente, sendo evidenciadas estratégias de economia de nutrientes, em ambas as formações vegetais, porém mais acentuadas na Mata de Restinga, indicando sua alta eficiência na utilização de um pequeno estoque de nutrientes.

(Mineral elements in leaves of tree specie from Atlantic and "Restinga" Forests, at Ilha do Cardoso, SP). In continuity to the study of the nutrient cycling process in the Atlantic and "Restinga" Forests at Ilha do Cardoso (25º12'S and 48º01'W), São Paulo, the concentrations of macro and micronutrients, Na and Al in the leaf compartment, represented by the most important tree species, are presented. The 10 species with the highest importance value index were included, whose leaves composed mixed samples. Samples were taken in Jun/93 and Dez/93. The contents of all elements, excluding B and Na, were higher in leaves from the Atlantic Forest. The concentrations of most of the minerals were higher in the fresh leaves than in the leaf litterfall, becoming evident the occurrence of strategies of nutrient economy in both forests, especially at the "restinga", indicating its high use-efficiency of a small nutrient standing stock.

RESUMO - (Produção de serapilheira e retorno de nutrientes em um trecho de Mata Atlântica secundária, na Reserva Biológica de Paranapiacaba, SP). A produção e o conteúdo de nutrientes da serapilheira foram quantificados em área de Mata Atlântica na Reserva Biológica de Paranapiacaba, estado de São Paulo, não afetada pela poluição aérea do pólo industrial de Cubatão. Os objetivos do estudo foram realizar uma comparação com resultados de trabalho semelhante, desenvolvido em áreas da Reserva mais e menos afetadas pela poluição e determinar a extensão dos impactos desse estresse naquela região. Utilizaram-se 30 coletores de 0,25 m² com coletas mensais durante um ano (abr/88 a mar/89). As amostras mensais foram separadas em folhas, ramos, partes reprodutivas e miscelânea, pesadas e analisadas quanto aos teores de N, P, K, Ca, Mg e S. A produção anual de serapilheira total foi de 7007 kg.ha-1 (72% de folhas, 22% de ramos, 4% de miscelânea e 2% de partes reprodutivas). A produção de serapilheira foi contínua ao longo do ano, sem apresentar efeitos de sazonalidade. As folhas apresentaram os maiores teores de Ca e Mg, e a miscelânea, os maiores de N, P, K e S. O retorno de macronutrientes pela serapilheira total produzida obedeceu à seqüência decrescente dada por N>Ca>S>K>Mg>P. Com base em comparações com resultados obtidos em outros estudos desenvolvidos em florestas tropicais e na própria Reserva de Paranapiacaba, conclui-se que o trecho da floresta estudado não apresenta alterações causadas pela poluição nessa etapa da ciclagem de nutrientes.

ABSTRACT - (Litter production and nutrient return in a portion of the secondary Atlantic Forest, at the Biological Reserve of Paranapiacaba, SP). The litter production and nutrient contents have been quantified in an area of Atlantic Forest at the Biological Reserve of Paranapiacaba, in the state of São Paulo, free from the impact of the air pollution from the industrial complex of Cubatão. The objectives of this study were to compare the results obtained here with those of a similar study performed at more and less affected areas of the Reserve and to determine the extension of the air pollution impacts at that region. Thirty litter trays with 0,25 m² were randomly distributed, sampling the litter monthly during one year (Abr/88 to Mar/89). The samples were sorted by leaves, twigs, reproductive parts and miscellaneous, weighed and N, P, K, Ca, Mg and S concentrations were determined. The annual total litter production was 7007 kg.ha-1 (72% of leaves, 22% of twigs, 4% of miscellaneous and 2% of reproductive parts) The litterfall and nutrient fluxes were continuous along the year, without any clear seasonal pattern. Leaves showed higher levels of Ca and Mg while miscellaneous presented more N, P, K and S. The macronutrient return through total litterfall followed the decreasing sequency N>Ca>S>K>Mg>P. Through comparison with results from other studies on tropical forests and on the Paranapiacaba Reserve itself, it is concluded that the part of the forest here studied does not present changes caused by air pollution in this step of nutrient cycling.