Search

Soil phosphorus (P) is a major driver of forest development and a critically limited nutrient in tropical soils, especially when topsoil is removed by mining. This nutrient can be present in soils in the form of different fractions, which have direct consequences for P availability to plants and, consequently, for restoration success. Therefore, understanding how the stocks of different soil P fractions change over the restoration process can be essential for guiding restoration interventions, monitoring, and adaptive management. Here, we investigated the recovery of soil P fractions by forest restoration interventions on bauxite mine sites in the Brazilian Atlantic Forest. We assessed the concentration of different fractions of soil organic and inorganic P at (1) a bauxite mine prepared for restoration; (2) two former bauxite mines undergoing forest restoration for 6 and 24 years; and (3) an old‐growth forest remnant. Overall, restored areas recovered levels of labile organic P (Pₒ‐NaHCO₃) at 5–40 cm and of moderately labile organic P (Pₒ‐NaOH) at different depths, exhibiting concentrations similar to those found in a conserved forest. The use of P‐rich fertilizers and forest topsoil may have greatly contributed to this outcome. Some other fractions, however, recovered only after 24 years of restoration. Other inorganic P fractions did not differ among mined, restored, and conserved sites: nonlabile Pᵢ (residual P and P‐HCl), labile Pᵢ (Pᵢ‐NaHCO₃), and moderately labile Pᵢ (Pᵢ‐NaOH). Forest restoration was able to promote efficient recovery of important soil P fractions, highlighting the value of restoration efforts to mitigate soil degradation by mining.

A mineração é uma das atividades antrópicas mais impactantes aos recursos naturais, e que pode afetar profundamente a resiliência dos ecossistemas em função do elevado nível de degradação do solo e da paisagem. Diante disso, muitas áreas mineradas não são efetivamente recuperadas a ponto de restabelecer parte relevante da biodiversidade e dos serviços ambientais perdidos com a mineração. No entanto, novos métodos de restauração ecológica têm gerados resultados promissores mesmo em situações de degradação tão intensa como as de mineração, o que permitiria rever os níveis mínimos de qualidade ambiental exigidos de áreas que foram mineradas e que precisam passar por um processo de recuperação como forma de mitigação dos impactos causados e cumprimento de demandas legais de compensação ambiental. Assim, o objetivo geral desse estudo é avaliar a recuperação física, química e microbiológica do solo em áreas de mineração de bauxita em processo de recuperação ambiental. Avaliamos inicialmente a restauração do solo em minas de bauxita localizadas em Poços de Caldas-MG, tendo como objetivo contextualizar a melhoria do solo através de vários parâmetros químicos, físicos e microbiológicos em áreas recém-mineradas, em restauração de diferentes idades e remanescentes de floresta nativa. Encontramos que a restauração florestal foi eficiente em desencadear um processo de recuperação do solo, que resultou no restabelecimento, em poucos anos, de características químicas, físicas e microbiológicas já bem similares às do ecossistema de referência. Em seguida, avaliamos a recuperação dos teores de fósforo no solo pela restauração de florestas tropicais em minas de bauxita, e obtivemos como principais resultados a recuperação de importantes frações de P no solo, parte relevante da produção de serapilheira e da estrutura da floresta ao longo da trajetória sucessional nas jovens áreas restauradas após a mineração. A restauração ecológica mostrou-se capaz de restaurar rapidamente importantes atributos do solo, evidenciando o potencial da abordagem de restauração ecológica para mitigar os impactos ambientais negativos da mineração. Dessa maneira, destaca-se que políticas públicas voltadas para a mitigação de danos ambientais causados pela mineração podem exigir níveis mais elevados de qualidade ambiental em áreas de recuperação de minas, protegendo os interesses coletivos envolvidos na mediação de interesses entre empresas e sociedade. Mining is one of the human activities with the highest impact in natural resources. It can profoundly affect the resilience of ecosystems due to the high level of soil degradation and landscape alteration. Thus, many mined areas are not effectively recovered enough to restore important part of biodiversity and ecosystem services lost. However, new ecological restoration methods showed promising results even in such intense degradation situations such as mining. Thus, it is needed to review the minimum levels of environmental quality required for areas that have been mined and need to recovered to mitigate the impacts and compliance with legal demands of environmental compensation. Thus, the general objective of this study is to evaluate the physical, chemical and microbiological soil in bauxite mining areas under ecological restoration. We initially evaluated soil restoration in bauxite mines located in the county of \"Poços de Caldas\", aiming to contextualize soil improvement through various chemical, physical and microbiological parameters in newly mined areas, restoration of different ages and remaining native forest. We found that forest restoration was effective in triggering a soil recovery process, which resulted in the recuperation, in a few years, of the chemical, physical and microbiological characteristics already very similar values to the references. We then evaluated the recovery of soil phosphorus for the restoration of tropical forests in bauxite mines, and obtained as main results the recovery of important fractions of soil P, litter production and forest structure along the successional trajectory in young restored areas after mining. Ecological restoration proved to be able to quickly restore important soil properties, showing the potential of ecological restoration approach to mitigate the negative environmental impacts of mining. Thus, it is emphasized that public policies to mitigate environmental damage caused by mining may require higher levels of environmental quality in mining recovery areas, protecting the collective interests involved in the mediation of interests between business and society.

Atualmente observa-se a necessidade de projetos direcionados à interação solo-planta em ecossistemas naturais, envolvendo a recuperação de áreas degradadas. Vários estudos têm demonstrado que a ciclagem de nutrientes, principalmente em solos de baixa fertilidade, é a responsável pela manutenção das florestas. Em especial, a ciclagem do fósforo requer maiores atenções pelo fato da baixa disponibilidade e da elevada capacidade de adsorção desse elemento em solos tropicais. Dessa forma, o fósforo orgânico assume considerável importância por reduzir os efeitos de adsorção, permanecendo na forma de compostos orgânicos no solo. O objetivo desse trabalho foi avaliar a ciclagem do fósforo ao longo da topossequência na Floresta Ombrófila Densa, na Restinga e na pastagem dos Núcleos de Picinguaba (Ubatuba-SP) e Santa Virgínia (São Luis do Paraitinga-SP), determinando quantitativamente os compartimentos inorgânicos e orgânicos nos quais o fósforo está retido. Na Floresta Ombrófila Densa foram avaliadas as áreas de Mata de Restinga (5 a 20m de altitude), de Floresta Ombrófila Densa de Terras Baixas (50 a 100m), de Floresta Ombrófila Densa Submontana (300 a 600m de altitude), de Floresta Ombrófila Densa Montana (ao redor de 1000m de altitude) e também uma área de pastagem (810m). Foram coletadas amostras de serapilheira de acordo com a variação sazonal (estações seca e úmida). Os estudos da fertilidade do solo foram realizados até 0,4m de profundidade (0-5, 5-10, 10-20, 20-30 e 30-40 cm no perfil do solo), para cada um das áreas estudadas. O fracionamento sequencial e estoques de fósforo foram realizados para cada camada. No solo e na serapilheira foram quantificados os teores e estoques de N e C para correlacioná-los com o P. As maiores produções de serapilheira foram verificadas nas fitofisionomias de menores altitudes. Quanto aos teores e estoques de C, N e P na serapilheira apenas os teores de N diferiram entre as áreas. Com relação às áreas estudadas, a Restinga apresentou maior eficiência na ciclagem de P, como também tendência a uma menor resiliência em relação às demais fitofisionomias. As áreas avaliadas apresentaram a mesma capacidade de fornecimento do compartimento de Po moderadamente lábil (Po NaOH), independente da altitude, da presença dos agentes fixadores e da idade geológica do solo. Através do fracionamento sequencial do P, verificou-se que a contribuição dos fósforos orgânicos (Po NaHCO3 e Po NaOH) presentes no solo, em função dos compartimentos lábeis e moderadamente lábeis disponíveis à planta a curto e médio prazo, em geral, atingiu 50% para as camadas superficiais do solo. Currently projects regarding soil-plant interaction in natural ecosystems that involve recovery of degraded areas are in high demand. Studies have shown that nutrient cycling, especially in low fertility soil, is responsible for forest maintenance. Phosphorus cycling demands higher attention because of its low availability and high adsorption capacity in tropical soil. Therefore, organic phosphorus is important for reducing the effect of such processes, maintaining itself in the form of organic compounds in soil. The aim of this study was to evaluate phosphorus cycling throughout altitudinal gradient of Rain Forest in the Picinguaba (Ubatuba-SP) and Santa Virginia (São Luis do Paraitinga) Study Centers, quantitatively determining organic and inorganic compartments in which phosphorus is retained. In the Rain Forest, areas of Restinga Forest (altitude of 5 to 20m), Lowland Forest (50 to 100m), Submontane Forest (300 to 600m), Montane Forest (aroud 1000m altitude) and also pasture areas (810m) were evaluated. Litterfall samples were collected according to seasonal variation (dry and wet seasons). Soil fertility studies were carried out up to 0.4m of depth, in layers of 0-5, 5-10, 10-20, 20-30 e 30-40 cm, a total of five layers of soil for each ecosystem studied. For each layer, sequential fractionation of phosphorus was carried out. In soil and litterfall, chemical analysis of N and C contents to evaluate the relation of such compounds with P were also carried out. The highest productions of litterfall were found in lower altitude phytophisionomies. As for levels and storage of C, N and P of litterfall, only the levels of N differed among the areas. Related with the studied areas, Restinga presented higher efficiency in P cycling, as well as lower resilience regarding other phytophisionomies. The evaluated areas presented the same supplying capacity as the moderate labile Po compartment (Po NaOH), independent of altitude, fixating agents and of geological age of soil. Because of sequential fractionation of phosphorus, the contribution of organic phosphorous (Po NaHCO3 and Po NaOH), present in the soil, achieved in general 50% of topsoil layers, because of labile and moderate labile compartments available to plants in a short and medium term.