Plant composition, diversity and structure of riparian forests of Central Brazil are well known. However, little is known about soil physical properties under these forests. This knowledge is important as a baseline for biodiversity restoration and ecosystem services that occur in riparian zones. In order to bridge this gap, here we assessed the infiltration capacity and soil penetration resistance in a plinthic soil under gallery forest in Planaltina, Distrito Federal, Brazil. We measured infiltration capacity (Mini-Disk infiltrometer) and soil penetration resistance (Stof penetrometer) following linear transects. The plinthic soil had high infiltration capacity and low penetration resistance. Our infiltration estimate is in the middle range when compared to other permeability studies in tropical forests. Like their counterparts, high biological activity along with the lack of disturbance are the likely explanations for such high topsoil permeability to water.

As florestas de galeria são bem descritas em termos de composição, diversidade e estrutura da vegetação. No entanto, pouco se sabe sobre as propriedades físicas do solo sob essas florestas que são importantes para a restauração de zonas ripárias. A fim de preencher essa lacuna, no presente trabalho, avaliou-se a capacidade de infiltração e a resistência do solo à penetração em um solo plíntico sob floresta ripária em Planaltina, Distrito Federal, Brasil. Mediu-se a capacidade de infiltração (infiltrômetro de Mini-Disk) e a resistência à penetração no solo (penetrômetro de Stolf) seguindo transectos lineares. O solo plíntico apresentou alta capacidade de infiltração e baixa resistência à penetração. Nossa estimativa de infiltração está na faixa intermediária em comparação com outros estudos de permeabilidade em florestas tropicais. Mesmo assim, a mediana da capacidade de infiltração foi superior à intensidade de chuva de alto período de retorno o que descarta a possibilidade de escoamento superficial Hortoniano. Como em outras florestas tropicais, a alta atividade biológica junto com a ausência de perturbação do solo são as razões prováveis para essa alta permeabilidade do solo à água.

RESUMO As florestas de galeria são bem descritas em termos de composição, diversidade e estrutura da vegetação. No entanto, pouco se sabe sobre as propriedades físicas do solo sob essas florestas que são importantes para a restauração de zonas ripárias. A fim de preencher essa lacuna, no presente trabalho, avaliou-se a capacidade de infiltração e a resistência do solo à penetração em um solo plíntico sob floresta ripária em Planaltina, Distrito Federal, Brasil. Mediu-se a capacidade de infiltração (infiltrômetro de Mini-Disk) e a resistência à penetração no solo (penetrômetro de Stolf) seguindo transectos lineares. O solo plíntico apresentou alta capacidade de infiltração e baixa resistência à penetração. Nossa estimativa de infiltração está na faixa intermediária em comparação com outros estudos de permeabilidade em florestas tropicais. Mesmo assim, a mediana da capacidade de infiltração foi superior à intensidade de chuva de alto período de retorno o que descarta a possibilidade de escoamento superficial Hortoniano. Como em outras florestas tropicais, a alta atividade biológica junto com a ausência de perturbação do solo são as razões prováveis para essa alta permeabilidade do solo à água.

ABSTRACT Plant composition, diversity and structure of riparian forests of Central Brazil are well known. However, little is known about soil physical properties under these forests. This knowledge is important as a baseline for biodiversity restoration and ecosystem services that occur in riparian zones. In order to bridge this gap, here we assessed the infiltration capacity and soil penetration resistance in a plinthic soil under gallery forest in Planaltina, Distrito Federal, Brazil. We measured infiltration capacity (Mini-Disk infiltrometer) and soil penetration resistance (Stolf penetrometer) following linear transects. The plinthic soil had high infiltration capacity and low penetration resistance. Our infiltration estimate is in the middle range when compared to other permeability studies in tropical forests. Like their counterparts, high biological activity along with the lack of disturbance are the likely explanations for such high topsoil permeability to water.

Resumo O presente estudo busca caracterizar o funcionamento hidrológico de uma sub-bacia com cobertura de Mata Atlântica, localizada no Parque Estadual da Serra do Mar, núcleo Santa Virgínia. Para isso, foram monitorados entre os anos de 2008 e 2009, alguns processos hidrológicos: escoamento superficial, umidade do solo (0,15, 0,30, 0,50 e 0,90 metros de profundidade), transprecipitação, precipitação e vazão, através de nove parcelas de escoamento superficial, tensiômetros, pluviômetros comuns, pluviógrafo tipo báscula e calha tipo H, respectivamente. Com o intuito de elucidar os processos hidrológicos que geram escoamento direto, mediu-se a condutividade hidráulica do solo (Ksat) nas mesmas profundidades da umidade do solo, com a utilização de um permeâmetro de carga constante. Os resultados evidenciaram que em 2008, os valores de precipitação (P), interceptação (I), transpiração (T) e deflúvio (Q) foram de 1716 mm, 574 mm (33%), 461 mm (27%) e 681 mm (40%), ao passo que, em 2009, esses valores foram de, respectivamente, 3003 mm, 960 mm (32%), 610 mm (20,3%) e 1433 mm (48%). O predomínio de intensidades de chuva de 0 a 5 mm.h-1 e geralmente valores superiores de Ksat a 0,15 m de profundidade faz com que quase sua totalidade da se infiltre no solo. Como consequência, há uma baixa geração de escoamento superficial e os potenciais matriciais da água do solo próximos a zero são observados ao longo do ano. A maior precipitação apresentada em 2009 em relação a 2008 causou aumento significativo na precipitação interna, escoamento superficial e deflúvio diário elucidando a variabilidade temporal que anos mais úmidos podem provocar na dinâmica hidrológica de bacias cobertas por Mata Atlântica.

Abstract The present paper aimed to describe the hydrological functioning of a small catchment covered by the Atlantic rainforest within the State Park of Serra do Mar, Sao Paulo state, Brazil. To reach these goals, the hydrological processes were monitored during 2008 and 2009. The surface runoff, groundwater, streamflow, precipitation, net precipitation and soil water storage at 0.15m, 0.30m, 0.50m and 0.90m, were monitored through nine 2.25 m2 plots, tensiometer, tipping-bucket rain gauges, trough-type collectors and H-flume, respectively. Aiming to clarify the soil hydrological processes, the soil saturated hydraulic conductivity was measured in the field at the depths of water storage measurements using a constant head permeameter. For 2008, the annual precipitation (P) was 1716 mm. Interception losses accounted for 33% of the annual precipitation. The runoff coefficient was 40% of annual rainfall. For 2009, annual precipitation was 3003 mm. Approximately 32% of rainfall was intercepted. Runoff coefficient was 48% of annual rainfall. The predominance of low rainfall intensity (0 - 5 mm h-1) substantially below the Ksat median at 0.15 m allowed us to infer that the soil accommodates the majority of the rain events. This inference is corroborated by low surface runoff coefficients. The higher precipitation in 2009 caused a significant increase in throughfall, surface runoff, a daily flow relative to 2008, showing the temporal variability that high precipitation years promote on the hydrologic dynamic of catchments covered by the Atlantic Rainforest.

Resumo A Mata Atlântica, um dos ecossistemas mais ameaçados do planeta, reduzida atualmente a menos de 8% de sua cobertura original, necessita de atenção especial para sua melhor conservação. O objetivo do estudo foi comparar a capacidade de retenção de água do dossel vegetativo em uma microbacia coberta por Floresta Ombrófila Densa (Mata Atlântica), situada no Parque Estadual da Serra do Mar e outra com cobertura de Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis em área próxima ao Parque. O monitoramento foi realizado nos anos de 2008 e 2009 através de pluviômetros e a retenção de água do dossel florestal foi avaliada a partir de regressões lineares entre a precipitação (PR) e a precipitação interna (TR). Os resultados mostraram que com exceção da interceptação na época “seca” que apresentou os menores coeficientes de determinação (R2), sendo de 77% no eucalipto e 82% na Mata Atlântica, as variáveis apresentaram bom ajuste com a precipitação incidente com coeficientes maiores de 90%. A microbacia de Mata Atlântica obteve maior capacidade de retenção de água das copas em relação ao eucalipto, em todo o período de estudo foi observado que precipitações inferiores a 5 mm na Mata Atlântica e 0,78 mm no Eucalipto são totalmente interceptadas pelo dossel florestal e o período úmido apresentou a maior capacidade de retenção de água, provavelmente pela maior regeneração vegetal nesta época, já que no período seco a queda das folhas pode diminuir a retenção.

Abstract The Atlantic rainforest is one of the most endangered ecosystems of our planet, this area presents only 8% of its original distribution, needs special attention to improve its conservation goals. This study aimed to compare the water retention capacity of the canopy in two watersheds an entirely covered by Atlantic Forest (Rain Forest), located in “Parque Estadual da Serra do Mar” and other covered with Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis in an adjacent area. Monitoring was carried out in the years of 2008 and 2009 through rain gauges and the water retention of the forest canopy was evaluated from linear regressions between precipitation (PR) and internal elevation (TR). The results showed that, with the exception of interception in the “dry” season that presented the lowest coefficients of determination (R2), being 77% in the eucalypt and 82% in the Atlantic Forest, the variables presented a good fit with the incident precipitation, with higher coefficients of 90%. The Atlantic Forest showed higher retention capacity of water in relation to Eucalyptus, where rainfall lower than 5 mm in the Atlantic Forest and 0.78mm in eucalypt are fully intercepted by the forest canopy and the wet period presented the greatest water retention capacity, probably due to the greater vegetation regeneration at this time, since in the dry period the leaves fall can decrease the retention.

Resumo Neste artigo, ao utilizar isótopos estáveis de carbono, nós avaliamos as influências presentes e pretéritas do uso da terra a que as áreas ripárias estão sujeitas quando situadas dentro de paisagens agrícolas. Ênfase é dada ao entendimento dos efeitos do Código Florestal de 2012 em tais áreas. Nós selecionamos cinco áreas ripárias em uma paisagem agrícola altamente dominada por plantas C4. Três delas apresentam faixa ripária de floresta nativa (FRFN) de 30 metros de largura e as outras duas apresentam FRFN de 8 e 0 m (i.e. sem FRFN). Nós utilizamos três transectos de 100 metros localizados a 5, 15 e 30 metros de distância do canal fluvial para obter amostras de solo (0 - 10 cm). Todas as áreas ripárias apresentaram assinaturas isotópicas do carbono do solo que não são C3 (floresta nativa) independentemente de apresentarem ou não FRFN de 30 metros. Os dois casos em que FRFN era menor que 30 m apresentaram maior contribuição de carbono oriundo de plantas C4. Todas as outras três áreas com FRFN de 30 m também apresentaram, em algum grau, carbono oriundo de plantas C4. Todas as outras três áreas com FRFN de 30 m também apresentaram, em algum grau, carbono oriundo de plantas C4 que foi atribuído è deposição de matéria orgânica de plantas C4 originada das áreas cultivadas e, em um caso, è persistência de gramíneas exóticas pré-existentes. Com o Código Florestal de 2012 permitindo FRFN mais estreitas (< 30 metros), nós esperamos que a contribuição de plantas C4 para a matéria orgânica permaneça alta em áreas ripárias e rios dentro de paisagens agrícolas dominadas por plantas C4 onde a FRFN de 30 m não é mais uma obrigação. Tais contribuições irão, provavelmente, continuar a ter efeitos prejudiciais è qualidade de água dos rios e à sua biota.

Abstract In this article, by using carbon stable isotopes, we assessed the past and present land use influences that riparian areas are subject within agricultural landscapes. Emphasis is given to the understanding of the effects of the 2012 Brazilian Forest Act on such areas. We selected five riparian areas within a highly C4 dominated agricultural landscape. Three of them had 30 meters native riparian forest buffer (NRFB) and two of them had 8 meter and no NRFB. We used three 100 meter-transects located 5, 15 and 30 meters relative to stream channel to obtain soil samples (0 - 10 cm). All riparian areas presented soil carbon isotopic signatures that are not C3 (native forests) irrespective of having or not 30 meters NRFB. Two cases presenting less than 30 meters NRFB had higher C4 derived carbon contribution. All of the other three areas that followed the 30 meters NRFB presented, to some degree, C4 derived carbon, which was attributed to C4 organic matter deposition originated from cultivated areas and, in one case, to the persistence of former exotic grasses. With the 2012 Forest Act allowing narrower buffers (< 30 meters), we expect C4 contributions to soil organic matter to remain high in riparian areas and streams within agricultural landscapes dominated by C4 plants where 30 meter NRFB is no longer required. Such contributions will likely continue to have detrimental effects on stream water quality and biota.

Buscando compreender a geração de escoamento superficial, processo de suma importância em relação à conservação do solo, disponibilidade de água e manejo de uma bacia hidrográfica, o presente trabalho teve como objetivo entender o processo de geração de escoamento superficial em uma microbacia com cobertura de cana-de-açúcar e floresta ripária. Para tanto, foram utilizadas nove parcelas distribuídas em três porções da vertente (inferior, intermediária e superior), sendo a porção inferior coberta por floresta ripária. A média do coeficiente de escoamento superficial ao longo da vertente no presente estudo mostrou-se superior em relação a outros estudos com diferentes usos do solo. Ademais, as lâminas obtidas sob cana-de-açúcar apresentaram valores superiores se comparados aos obtidos em floresta ripária, principalmente após o corte da soqueira. Além do tipo de cobertura do solo, outros fatores tais como as características dos eventos de precipitação, a declividade do terreno e os atributos físicos do solo, como a densidade aparente e a condutividade hidráulica em condição de saturação influenciaram a geração de escoamento superficial.

Since an understanding of how runoff is generated is of great importance to soil conservation, to water availability and to the management of a watershed, the objective of this study was to understand the generation of surface runoff in a watershed covered by sugarcane and riparian forest. Nine surface runoff plots were set up, evenly distributed on the lower, middle and upper slopes. The lower portion was covered by riparian forest. We showed that the average surface runoff coefficient along the slope in the present study was higher than in other studies under different land uses. Furthermore, the surface runoff was higher under sugarcane compared to the riparian forest, especially after sugarcane harvesting. Besides land cover, other factors such as the characteristics of rainfall events, relief and physical soil characteristics such as soil bulk density and saturated hydraulic conductivity influenced the surface runoff generation.

A floresta tropical pluvial Atlântica é um dos ecossistemas mais ameaçados do Brasil. A degradação deste grande ecossistema ocorre desde o descobrimento do país. Poucos estudos investigaram a hidrologia de microbacias na região deste bioma. A totalidade dos estudos existentes se restringe a ecossistemas cuja cobertura é de florestas naturais. Nesse contexto, este trabalho elucida as consequências hidrológicas da conversão de floresta em pastagem nos domínios da floresta atlântica ombrófila densa. Para tanto, foram medidos o escoamento superficial, a vazão, a condutividade hidráulica do solo, o potencial matricial da água do solo de uma microbacia coberta por pastagem durante um ano. Os resultados indicam que a conversão de floresta ombrófila densa para pastagem promove a redução da condutividade hidráulica próximo à superfície do solo. Entretanto, como as chuvas predominantes são de baixa intensidade, essa redução na permeabilidade do solo à água não implica necessariamente em um aumento substancial de escoamento superficial. Em relação ao potencial matricial da água do solo, a pastagem apresentou valores sempre maiores que os da floresta durante a estação seca. Esse aumento da umidade do solo sobre o uso de pastagens implica em maior drenagem de água rumo ao lençol freático. Este fato explica os maiores valores do coeficiente de deflúvio. Assim, ao converter uma microbacia coberta por Floresta Tropical Atlântica em pastagem, espera-se uma maior conversão de chuva em vazão em termos anuais. Todavia, o aumento do deflúvio ocorre em detrimento da altíssima biodiversidade e da alta proteção do solo quando o solo está coberto por florestas.

The Atlantic rain forest is the most endangered ecosystem in Brazil. Its degradation has started since 1500 when the European settlers arrived. Despite of all land use changes that have occurred, hydrological studies carried out in this biome have been limited to hydrological functioning of rain forests only. In order to understand the hydrological consequences of land-use change from forest to pasture, we described the hydrological functioning of a pasture catchment that was previously covered by tropical rain forest. To reach this goal we measured the precipitation, soil matric potential, discharge, surface runoff and water table levels during one year. The results indicated that there is a decrease in surface soil saturated hydraulic conductivity. However, as low intensity rainfall prevails, the lower water conductivity does not necessarily leads to a substantially higher surface runoff generation. Regarding soil water matric potential, the pasture presented higher moisture levels than forest during the dry season. This increase in soil moisture implies in higher water table recharge that, in turn, explain the higher runoff ratio. This way, land-use change conversion from forest to pasture implies a higher annual streamflow in pasture catchments. Nonetheless, this increase in runoff due to forest conversion to pasture implies in losses of biological diversity as well as lower soil protection.

This study investigated the microbial metabolism in Bermuda-grass Tifton 85 areas after potable-water and effluent irrigation treatments. The experiment was carried out in Lins/SP with samples taken in the rainy and dry seasons (2006) after one year and three years of irrigation management, and set up on an entirely randomized block design with four treatments: C (control, without irrigation or fertilization), PW (potable water + 520 kg of N ha-1 year-1); TE3 and TE0 (treated effluent + 520 kg of N ha-1 year-1) for three years and one year, respectively. The parameters determined were: microbial biomass carbon, microbial activity, and metabolic quotient. Irrigation with wastewater after three years indicated no alteration in soil quality for C and ET3; for PW, a negative impact on soil quality (microbial biomass decrease) suggested that water-potable irrigation in Lins is not an adequate option. Microbial activity alterations observed in TE0 characterize a priming effect.