Crostas biológicas de solo em areais no extremo sul do Brasil : identificação, mapeamento e testes de cultivo

Abstract

As Crostas Biológicas do Solo (CBS), ou biocrostas, são um fator-chave na proteção dos ecossistemas áridos e semiáridos, e desempenham um papel importante para a estabilização do solo, protegendo-o contra a erosão por agregação de partículas. A mesma importância, encontramos em áreas que estão sob processo de arenização. Biocrostas são reconhecidas como os primeiros colonizadores, após distúrbios ambientais, combatendo a remobilização de sedimentos, protegendo o solo e auxiliando na ciclagem de nutrientes. No bioma Pampa, os processos geomorfológicos naturais e o mau uso do solo levaram à expansão das áreas de remobilização de sedimentos arenosos (arenização), gerando um grave problema: a dificuldade de fixação das vegetações do campo e das lavouras. O presente estudo visa ampliar o conhecimento sobre estas biocrostas, bem como mensurar e verificar a possibilidade de ampliação das áreas sob influência das biocrostas, a partir do mapeamento destas áreas e do conhecimento dos espécimes. Esse estudo começou com uma análise morfológica, seguida de caracterizações moleculares, para auxiliar na identificação e na estruturação da comunidade. Foi conduzida uma investigação em dois locais de estudo, situados em São Francisco de Assis (RS, Brasil) (Site A - 29° 51' 16'' S, 55° 12' 05'' W e Site B - 29° 39' 88'' S, 55° 22' 69'' W), em amostras coletadas em outubro de 2019 e em junho de 2021. Por fim, foi realizado o mapeamento de duas áreas elementares representativas (AER), somando tais informações aos aspectos geográficos destas áreas. Os locais escolhidos para a realização do estudo são caracterizados por depósitos eólicos, com influência de erosões hídrica (superficial e subsuperficial) e eólica. Um teste de cultivo das cianobactérias predominantes em laboratório também foi realizado. Em ambos os locais, foram encontradas, nas análises morfológicas, as cianobactérias Stigonema ocellatum, Stigonema fluxuosus, Dulcicalothrix sp. e Porphyrosiphon notarisii. Nas análises moleculares preliminares, encontramos um significativo número de novos gêneros e de novas espécies. Apesar da imensa diversidade de cianobactérias, a dominância biocrosta musgo apresentou apenas uma espécie em prevalência, a Campylopus pilifer Brid. O mapeamento evidenciou a presença superior de biocrostas nas áreas AER, quando comparada à da vegetação nativa campos. Ao analisar a localização das biocrostas na topografia, observou-se que elas ocorrem em locais com maior influência solar, para a dominância cianobactéria, e mais úmidos, para a dominância musgo. As biocrostas se desenvolvem principalmente nos topos das ravinas ou nas encostas superiores e mais estabilizadas. Foi constatado que a presença de cianobactérias nas crostas é um elemento fonte de nutrientes, estabiliza o solo e sustenta outros componentes das biocrostas, como musgos e vegetação vascular. Sendo assim, constatamos que estas comunidades são a cobertura remanescente nas manchas de arenização e são de vital importância para a permanência do bioma Pampa.

Biological Soil Crusts (BSC), or biocrusts, are a key factor in the protection of both arid and semiarid ecosystems, playing a major role in soil stabilization and protecting it against erosion through the aggregation of particles. The same importance is found in areas under sandization. On this account, BSC are recognized as the first colonizers after environmental disturbances, tackling sediment remobilization, protecting the soil, and also contributing to nutrient cycling. In the Pampa biome, the natural geomorphological processes and soil misuse led to the expansion of sandy sediments remobilization areas (sandization), generating a severe problem: the difficulty of fixing field vegetation and crops. The present study aims to expand the knowledge about these biocrusts, as well as measure and verify the possibility of expanding areas that are under the influence of biocrusts, from the mapping of these areas and knowledge of the specimens. This study began with a morphological analysis followed by molecular characterizations to aid in community identification and structuring. Were investigated two study sites situated in São Francisco de Assis (RS, Brazil) (site A – 29° 51’ 16’’ S, 55° 12’ 05’’ W and site B – 29° 39’ 88’’ S, 55° 22’ 69’’ W) in samples collected in October 2019 and June 2021. Afterwards, a mapping of two representative elementary areas – REA was performed, adding this information to the geographical aspects of both sites. Finally, the sites chosen for this study are characterized by type of wind deposits, influence of wind erosion and surface runoff. A culture test of the predominant cyanobacteria in the laboratory was also carried out. In both sites, morphological analysis found cyanobacterium Stigonema ocellatum, Stigonema fluxuosus, Dulcicalothrix sp. and Porphyrosiphon notarisii. In the preliminary molecular analyzes, a significant number of new genera and specimens were found. Despite the immense diversity of cyanobacteria, the moss biocrust dominance showed only one species of Campylopus pilifer Brid. The mapping evidenced higher presence of biocrusts in the AER areas when compared to native vegetation grassland. When the location of the biocrusts within the topography was analyzed, the dominance of cyanobacteria was noted under greater solar influence, while moss dominance was noted under more humid places, occupying the same positions in all relief compartments. Biocrusts develop mostly on the top of the gullies or on upper and more stabilized slopes, especially when facing south. the presence of cyanobacteria in crusts was found to be a nutrient source, stabilizing the soil, and giving support to other components of biocrusts, such as mosses and vascular vegetation. Therefore, we found that these communities are the remaining cover in these sandization patches and they have vital importance for the permanence of the Pampa biome.