Resumo Nos ecossistemas florestais, a dinâmica da serapilheira está relacionada à tipologia vegetal e as condições climáticas dos ambientes, as quais são influenciadas pela heterogeneidade topográfica da paisagem. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar se diferentes condições de relevo (pedoformas convexa e côncava) alteram a dinâmica da serapilheira em Floresta Estacional Semidecidual na sub-bacia do ribeirão Cachimbal, Pinheiral-RJ. Foram selecionadas duas pedoformas adjacentes com relevo do tipo convexa (convexa-divergente) e côncava (côncava-convergente), sendo essas divididas em minissítios (MS) I, II, e III na pedoforma convexa e IV, V e VI na pedoforma côncava. Nos diferentes ambientes foram avaliados o estoque e a decomposição da serapilheira em duas estações do ano (chuvosa e seca). Para avaliar o estoque foram coletadas dez amostras de serapilheira de cada um dos MS, utilizando um gabarito quadrado com 25 cm de lado. Para avaliar a taxa de decomposição da serapilheira, foram selecionadas 10 g de folhas, as quais foram acondicionadas em litterbags, instalados no campo e coletadas em diferentes intervalos de tempo. O estoque e os teores de nutrientes da serapilheira foram influenciados em função do tipo da pedoforma, variação do gradiente topográfico e estação do ano, maiores estoques foram observados na pedoforma convexa, em estação seca e os maiores teores de K+ e Mg+2 foram observados nos MS inferiores das pedoformas. Por outro lado, os teores de carbono foram influenciados apenas pela estação do ano como maiores teores na estação chuvosa. A decomposição da serapilheira ocorre de maneira diferenciada em função da pedoforma, do gradiente topográfico e da estação do ano, cujos maiores valores foram observados na pedoforma convexa e na estação chuvosa.

Abstract In forest ecosystems the dynamics of burlap is related to the plant typology and to the climatic conditions of environments, which are influenced by the topographic heterogeneity of the landscape. The objective of this study was to evaluate whether different relief conditions (convex and concave pedoforms) alter the burlap dynamics in a semi-deciduous seasonal forest in the sub-basin of Cachimbal, Pinheiral - RJ state. Two adjacent landforms with relief convex type (convex-divergent) and concave (concave-convergent) were selected, and these ones were divided into mini sites (MS) I, II, and III in the convex landform and IV, V and VI in the concave landform. The stock and the decomposition of the burlap in two seasons (rainy and dry) were rated in different environments. To evaluate the stock, ten samples of litter from each MS were collected using a square template with 25-cm side. To evaluate the burlap decomposition rate, 10 g of leaves were selected, which were placed in litterbags, installed in the field and collected at different time intervals. Litter stock and nutrient contents were influenced by the pedoform type, topographic gradient variation and season, larger stocks were observed in convex pedoform in dry season and higher K+ and Mg+2 contents. in the lower pedoform MS. On the other hand, the carbon contents were influenced only by the season of the year like higher contents in the rainy season. The decomposition of burlap forming material occurs differently depending on the landform, topographic gradient and on the season, where the highest values were observed in the convex landform and in the rainy season.

RESUMO O objetivo deste trabalho foi avaliar a densidade do solo e o estoque de carbono (EstC) do solo, as frações químicas e granulométricas da matéria orgânica e o sinal isotópico do δ13C do solo em fragmentos florestais e uma área de pastagem mista (MMP). O estudo foi realizado no município de Pinheiral, Estado do Rio de Janeiro. As áreas avaliadas foram: fragmento de floresta secundária em estádio inicial (FSEI) com 20 anos de regeneração; fragmento de floresta secundária em estádio intermediário (FSEI), com 25 anos de regeneração; fragmento de floresta secundária em estádio avançado (FSEA) com 60 anos de regeneração e uma pastagem mista manejada (PMM). Os atributos relacionados ao carbono do solo mostraram respostas significativas aos efeitos dos processos de degradação / recuperação da terra, especialmente para os seguintes indicadores: carbono orgânico total, matéria orgânica e matéria orgânica particulada. Não houve alterações significativas para as substâncias húmicas e foi encontrada a prevalência da fração humina. As mudanças mais significativas nos valores de 13C ocorreram até a profundidade de 60 cm. Na área de pastagem, a 0-10 cm, 67% do estoque de carbono vem de plantas C4, reduzindo nas camadas subseqüentes. Nas áreas FSEI e FSEA, em 0-10 cm, a contribuição das plantas C3 foi significativa, com pequenas alterações na profundidade.

ABSTRACT The objective of this study was to evaluate the soil carbon stock (Stock C) and bulk density, the chemical and granulometric fractions of the organic matter and the isotopic signal of the soil δ13C in forest fragments and a mixed managed pasture (MMP). The study was carried out in the municipality of Pinheiral, State of Rio de Janeiro. The evaluated areas were: fragment of secondary forest in initial stage (SFIS) with 20 years of regeneration; fragment of secondary forest in intermediate stage (SFINS), with 25 years of regeneration; advanced secondary forest fragment (SFAS) with 60 years of regeneration and mixed pasture managed (MHP). The attributes related to soil carbon showed significant responses to the effects of land degradation / recovery processes, especially for the following indicators: total organic carbon, organic matter stock and particulate organic matter. No significant alterations for humic substances, and prevalence of the humin fraction was found. The most significant changes in δ13C values occurred up to the depth of 60 cm. In the grassland area, at 0-10 cm, 67% of the carbon stock comes from C4 plants, reducing in the subsequent layers. In SFINS and SFAS areas, at 0-10 cm, the contribution of C3 plants was significant, with minor changes in depth.

RESUMO O objetivo deste trabalho foi avaliar os teores de carbono orgânico total e alguns atributos físicos (densidade do solo, macroporosidade, microporosidade, diâmetro médio ponderado e geométrico de agregados) de um Cambissolo Háplico sob fragmentos florestais de Mata Atlântica em estágio inicial; intermediário e avançado, e compará-los à áreas de pastagem e agricultura (anual e perene). A regeneração de florestas secundárias em função do estágio de recuperação contribuiu para o aumento de carbono orgânico total e da macroporosidade, reduzindo os valores de densidade do solo, diâmetro médio ponderado e geométrico de agregados. Na área de pastagem foram verificados valores de carbono orgânico total, densidade do solo, macroporosidade, microporosidade e diâmetro médio ponderado e geométrico de agregados similares aos observados nas áreas de floresta. Na área de agricultura anual observou-se redução dos teores de carbono orgânico total, macroporosidade, diâmetro médio ponderado e geométrico de agregados e aumento da densidade do solo em função do manejo adotado.

ABSTRACT This study aimed to evaluate changes in the content of total organic carbon (TOC) and some physical properties (Bulk density, macroporosity, microporosity, mean weight diameter and mean geometric diameter of aggregates) of a Inceptsol in forest fragments of the Atlantic Forest in early; intermediate and advanced stage, and compare them to pasture and agriculture (annual and perennial) areas. Secondary forests regeneration due to the recovery stage contributed to the increase of total organic carbon and macroporosity, reducing soil density values, and weighted geometric mean diameter of aggregates. In the pasture area Values of total organic carbon values, soil bulk density, macroporosity, microporosity and weighted mean and geometric diameters of aggregates were similar to those observed in forest areas. In the annual agriculture area we observed reduction of total organic carbon, macroporosity, and weighted mean and geometric diameter of aggregates and increased soil density according to the adopted management.

A fauna edáfica, pela sua diversidade e magnitude das funções que realiza no ambiente solo, pode refletir o estado de funcionamento dos ecossistemas. Neste sentido, este estudo teve como objetivo avaliar a atividade, composição estrutural e diversidade da comunidade da fauna do solo, em diferentes estádios sucessionais da Mata Atlântica, em Pinheiral - RJ. Para tanto, foram estudadas três áreas de Floresta Estacional Semidecidual Submontana em diferentes estádios sucessionais: Floresta em Estádio Inicial (FEI), Floresta em Estádio Médio (FEM) e Floresta em Estádio Avançado (FEA). Em cada área foi demarcada uma parcela de 30 m x 30 m. Para captura dos organismos epígeos da mesofauna e macrofauna, utilizaram-se armadilhas do tipo "pitfall-traps", sendo distribuídas, aleatoriamente, 10 armadilhas em cada área. Foram realizadas amostragens em abril e agosto de 2009. A atividade dos organismos (ind arm-1 dia-1) e os índices ecológicos de riqueza e equidade de Pielou foram calculados a partir da quantificação e identificação dos indivíduos amostrados. A partir da análise dos resultados, contatou-se que o mês de agosto, caracterizado com maior precipitação, influiu diretamente na atividade, composição estrutural e diversidade da fauna do solo. A estrutura populacional foi influenciada pelos estádios sucessionais, sendo que a atividade dos grupos Acari, Araneae, Diptera, Formicidae, Hymenoptera e Isopoda aumentou em função do avanço sucessional. A atividade total e o índice de riqueza média também responderam ao processo de sucessão. O grupo Entomobryomorpha foi o mais abundante em todas as áreas, sendo o responsável pelas variações do índice de Pielou. De maneira geral, verificaram-se maiores valores da atividade dos grupos, atividade total e riqueza média na FEA, e menores na FEI, confirmando, assim, o potencial uso desses organismos como indicadores da dinâmica sucessional em florestas secundárias.

The soil fauna, for its diversity and magnitude of the tasks that it carries out in the soil environment, may reflect the state of the ecosystem functioning. Therefore, this study aimed to evaluate the activity, the structural composition and the diversity of soil fauna community in different successional stages of Atlantic forest, in Pinheiral, RJ state. Thus, three areas of lower montane semi-deciduous forest in different succession stages were studied: Forest in initial stage (FIS), Forest in intermediate stage (FINS) and Forest in advanced stage (FAS). In each area, it was demarcated a plot of 30 m x 30 m. To capture the epigean organisms, mesofauna and macrofauna, 'pitfall-traps' were used, being distributed, randomly, 10 traps in each area. The samples were taken in April and August 2009. The activity of organisms (arm ind-1 day-1) and ecological index of the richness and evenness were calculated from the quantification and identification of individuals sampled. From the analysis of the results, it was noticed that August featured higher precipitation and directly influenced the activity, structural composition and diversity of soil fauna. The population structure was influenced by successional stages, and group activity Acari, Araneae, Diptera, Formicidae, Hymenoptera and Isopoda increased with advancing succession. Total activity and average wealth index also responded to the advancement of vegetation. The group Entomobryomorpha was the most abundant in all areas, being responsible for the variations of the index of evenness. In general, there were higher values of group activity, total activity and average wealth in FAS, and lower the FIS, thus confirming the potential use of these organisms as indicators of successional dynamics of secondary forests.

RESUMO A cobertura florestal possui importância dentro do contexto do balanço hídrico de determinado local, podendo alterar o mecanismo de entrada de água e nutrientes na superfície do solo. Apresenta-se o resultado de um estudo que visou quantificar a precipitação efetiva, a interceptação e a adição de nutrientes na precipitação interna e no escoamento pelo tronco em um remanescente florestal da Mata Atlântica com diferentes estádios sucessionais: floresta secundária em estádio inicial (FSEI), floresta secundária em estádio médio (FSEM) e floresta secundária em estádio avançado (FSEA). O estudo foi conduzido no município de Pinheiral - RJ, durante o período de abril de 2009 a março de 2010. Os valores de precipitação incidente, precipitação efetiva e de interceptação foram similares entre os três estádios avaliados. A área de FSEA apresentou maiores valores de Mg e P na adição de nutrientes via precipitação interna em relação às demais áreas avaliadas. O pH da água da precipitação interna não diferiu entre as áreas, mas foi mais elevado do que o pH da precipitação total. As três áreas avaliadas não apresentaram diferença quanto à adição de nutrientes via escoamento pelo tronco. A área FSEA apresentou uma tendência de maiores valores de adição de nutrientes via precipitação interna e escoamento pelo tronco.

ABSTRACT Forest cover has importance within the context of the water balance of a particular site and may alter the mechanism of entry of water and nutrients to the soil surface. The aim of this study was to quantify the net precipitation, interception, addition of nutrients in throughfall and stem flow in a forest in different stages of regeneration of Mata Atlântica: early-stage secondary forest (ESSF), intermediary stage secondary forest (ISSF) and advanced stage secondary forest (AESF). The study was conducted in Pinheiral, Rio de Janeiro state. The data collection was performed during the period of April 2009 to March 2010. The values of incident precipitation, effective precipitation and interception were similar among the three stages evaluated. The AESF area showed higher values of Mg and P in the addition of nutrients from throughfall compared with other areas assessed. The pH of the precipitation incident did not differ among areas, but was higher than the pH of rainfall. The three areas evaluated showed no difference in the addition of nutrients to flow through the trunk. The AESF area showed a trend of higher levels of addition of nutrients from throughfall precipitation and runoff from stemflow.

Características do solo, como o carbono orgânico total (COT), a biomassa microbiana e a atividade enzimática, são influenciadas por diversos fatores e têm sido apontadas como indicadores adequados de alterações provocadas por diferentes sistemas de uso e manejo do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar o COT, a biomassa microbiana e a atividade enzimática de um Cambissolo Háplico Tb distrófico típico de áreas agrícolas, florestais e de pastagem, no Médio Vale do Paraíba do Sul (RJ). Os sistemas avaliados foram: agricultura anual (AgAn); agricultura perene (AgP); pasto; floresta secundária em estádio inicial de sucessão (FSEI); floresta secundária em estádio médio de sucessão (FSEM); e floresta secundária em estádio avançado de sucessão (FSEA). Foram coletadas amostras de terra na camada de 0-5 cm, em duas épocas distintas (úmida e seca), e analisados o COT e as propriedades biológicas: C da biomassa microbiana - CBM; N da biomassa microbiana - NBM; respiração basal - RB; quociente metabólico - qCO2; quociente microbiano - qMIC; e atividade das enzimas arilsulfatase, β-glicosidase e fosfatase ácida. As áreas agrícolas apresentaram redução no COT e nas propriedades biológicas (atividade enzimática e carbono e nitrogênio da biomassa microbiana) do solo quando comparadas ao pasto e às áreas florestais. Com as análises de componentes principais, foi possível separar os sistemas agrícolas e os sistemas florestais e de pasto. Observou-se que, em ambas as épocas, a FSEM e o pasto estiveram associados ao COT e à maioria das variáveis biológicas, ao contrário dos sistemas agrícolas.

Soil characteristics such as total organic carbon (TOC), microbial biomass and enzymatic activity are influenced by many factors and have been suggested as suitable indicators of changes caused by different land use systems and soil management. The objective of this study was to evaluate the COT, microbial biomass and enzymatic activity of a typical Inceptisol in agricultural, forest and grassland areas in the Middle Valley of the Paraíba do Sul river (RJ). The systems evaluated were: annual agriculture (Agan); perennial agriculture (PAg), pasture, early secondary forest (SFEA) intermediate secondary forest (SFSM) in advanced succession stage (SFEA). Soil samples were collected from the 0-5 cm layer in two different seasons (dry and rainy) to determine the total organic carbon (TOC) and biological properties (microbial biomass - CBM; microbial biomass N- NBM; basal respiration - RB; metabolic quotient - qCO2; microbial quotient - qMIC, and activity of the enzymes arylsulfatase, β-glucosidase and acid phosphatase). The soil of the agricultural areas showed a reduction in the TOC and biological properties (enzyme activity and carbon and microbial biomass nitrogen) compared to pasture and forest. The principal component analysis distinguished the agricultural systems from the forest and pasture systems. It was observed that in both periods, the SFSM and pasture were associated with the COT and most biological factors, as opposed to the agricultural systems.

RESUMO Este estudo objetivou avaliar a deposição e decomposição da serapilheira e a produção de biomassa radicular de três fragmentos florestais em diferentes estágios sucessionais (avançado, médio e inicial) localizados no município de Pinheiral, RJ. Para interceptação da serapilheira instalaram-se em cada fragmento, dez coletores cônicos. Avaliou-se a biomassa radicular em dois períodos (chuvoso e seco), amostrando-se pelo método do monólito, em 0-10, 10-20 e 20-30 cm e dez repetições por profundidade. Não ocorreram diferenças na deposição de serapilheira entre as áreas, mas apenas uma tendência de aumento com a evolução sucessional. Não foram verificadas variações temporais de serapilheira entre as áreas mais jovens, inicial e médio no decorrer do ano, com tendência de aumento nos meses de julho e agosto. Em estágio avançado, o aporte da serapilheira pôde ser agrupado em dois períodos: “fevereiro a julho”, menores valores e “agosto a janeiro”, maiores valores. A deposição das frações folhas e material reprodutivo diminuíram, enquanto ramos e outros aumentaram com o avançar sucessional. A decomposição da serapilheira mostrou em estágio sucessional médio a menor constante k (0,0038 g.g-1.dia-1) e maior tempo de meia vida (182 dias), seguida por inicial (0,044 g.g-1.dia-1 e 154 dias) e avançado (0,0064 g.g-1.dia-1 e 108 dias). A biomassa radicular nas diferentes áreas e profundidades, no período seco e chuvoso, apresentou maiores valores em estágio avançado, intermediários em médio e menores em inicial. As diferenças sazonais da biomassa radicular ocorreram sobretudo em estágio médio, com maiores valores na coleta de junho.

ABSTRACT The aim of this study was to evaluate litter input and decomposition and root biomass of three forest fragments at different successional stages (advanced, medium and initial) in Pinheiral Municipality, in the state of RJ, Brazil. To evaluate litter input, 10 conic collectors were installed in each fragment. The root biomass was quantified by monolith method in two periods (wet and dry) at depths of 0-10, 10-20 and 20-30 cm, and 10 samples were collected in each area. To evaluate the decomposition rate in each area, 12 litter bags were distributed. No significant differences were observed for litter input between the areas, but there was a tendency to increase litter input with successional evolution. No significant differences were observed for seasonal litter input between areas during the year, but there was a small increase in the months of July and August. At the advanced stage, litter input could be grouped into two periods: February to July, with lower values; and August to January, with higher values. The leaf fractions and reproductive material input were reduced, while branch and other fractions increased with succession. For litter decomposition, the intermediate stage showed the lowest decomposition constant (k) (0.0038 g g -1day-1) and the highest half life time (182 days) , followed by the initial (0044 g g -1day-1 and 154 days) and advanced (0.0064 g g -1day-1 and 108 days) stages. The root biomass in different areas and depths for both two periods studied showed higher values in the advanced stage, followed by the intermediate stage and the lowest values were found in the initial stage. The seasonal root biomass difference occurred mainly in the intermediate stage, with higher values in June.

Entre os diferentes tipos de organismos da macrofauna do solo, distribuídos em diversos tipos de habitats, com variados hábitos alimentares e ciclos de vida, alguns são capazes de responder rapidamente às alterações ambientais e, por isso, considerados bons indicadores do funcionamento dos ecossistemas. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito dos seguintes estádios sucessionais de Floresta Estacional Semidecidual Submontana do domínio ecológico da Mata Atlântica: floresta secundária estádio inicial (FSEI), floresta secundária estádio médio (FSEM), floresta secundária estádio avançado (FSEA) e uma área de pasto misto manejado (PMM) sobre a densidade, diversidade e composição da comunidade da macrofauna edáfica em duas épocas do ano, no município de Pinheiral (RJ). Para amostragem da macrofauna, foram retiradas oito amostras da serapilheira e da camada superficial (0-10 cm) do solo pelo método recomendado pelo programa Tropical Soil Biology and Fertility (TSBF), com adaptações. Predominaram Isoptera, Formicidae e Oligochaeta em FSEI, FSEM e FSEA e Formicidae e Oligochaeta em PMM. Não houve diferença significativa na densidade da macrofauna edáfica entre as áreas. Os maiores valores dos estimadores de diversidade utilizados (equabilidade de Pielou, riqueza total e média) foram encontrados em FSEA. Os valores de riqueza total mostraram aumento gradual de acordo com o estádio de sucessão, desde PMM até FSEI. Constatou-se maior número de indivíduos no solo do que na serapilheira em todas as áreas de floresta, nas duas épocas. Pela análise de componentes principais (ACP) realizada para os períodos seco e chuvoso, foi possível identificar maiores diferenças na composição das comunidades entre os estádios sucessionais para o período chuvoso. Nesta época, os estádios FSEM e FSEA estiveram associados a uma maior diversidade de invertebrados saprófagos e predadores do que PMM e FSEI, demonstrando influência do processo sucessional sobre a comunidade da macrofauna do solo.

Among a number of organisms that constitute soil macrofauna communities, distributed in different types of habitats, with varied foraging habits and life cycles, some are capable of a rapid response to environmental changes. These organisms are considered efficient indicators of the well-functioning of ecosystems. The main objective of this study was to evaluate the effects of the following succession stages of a seasonal semidecidous submontane forest of the Atlantic Forest domain: Secondary Forest Initial Stage - SFIS, Medium Stage - SFMS, Advanced Stage - SFAS and a Mixed and Managed Pasture - MMP on the density, diversity and composition of the edaphic macrofauna community, in two seasons, in the Pinheiral county (Rio de Janeito state, southeastern Brazil). The macrofauna assessment was carried out by collecting eight samples of litter and superficial soil layer (0-10 cm) using the method recommended by "Tropical Soil Biology Fertility Programme" (TSBF), with modifications. The predominant taxonomic groups were Isoptera, Formicidae and Oligochaeta in SFIS, SFMS and SFAE and Formicidae and Oligochaeta in MMP. No significant difference of edaphic macrofauna density between the areas was observed. The highest diversity estimator values: Pielou's evenness index, total and average richness were observed in SFAE. The total richness values increase gradually from MMP towards SFAE. A higher number of individuals colonized soil in relation to the litter microhabitat in all forest areas, in the two sampling seasons. The principal component analysis (PCA) performed separately for the dry and wet season indicated greater differences of the macrofauna communities between succession stages in the wet season. In this season, the stages SFMS and SFAE were associated to a higher saprophagous and predator diversity than in MMP and SFIS. These results demonstrate the influence of the succession stage on the soil macrofauna community.

RESUMO Para a avaliação da deposição da serapilheira, foi conduzido um experimento em duas áreas de floresta secundária em diferentes graus de regeneração, floresta secundária inicial (FSI) e floresta secundária tardia (FST), no município de Pinheiral (RJ) no o ano de 1998. O aporte de serapilheira foi determinado por meio de coletores cônicos. A maior taxa de deposição de material decíduo, 4,03 t. ha-1, ocorreu na área de floresta secundária tardia (FST) no inverno. Em ambas as áreas, FST e FSI, a maior contribuição, em todas as estações, foi das folhas. Não foram verificadas diferenças na composição química do material decíduo entre estações.

ABSTRACT An experiment was carried out to evaluate the contribution of the litter deposition under forest coverage in different stages of regeneration, initial secondary forest (ISF) and late secondary forest (LSF) in Pinheiral, RJ, in 1998. Litter deposition was measured in litter traps. The highest input of litter, 4.03 ton. ha1, was observed in LST, in winter. In both areas the highest input was verified in winter, and the leaves were the most important contributor. The chemical composition of litter did not show difference among the seasons.