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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO
INSTITUTO DE BIOLOGIA
CURSO DE GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
AVALIAÇÃO DA SUSTENTABILIDADE ECOLÓGICA DE PLANTIOS REALIZADOS EM ECOSSISTEMAS PERTURBADOS, NOVA IGUAÇU-RJ
Elaborada por: ERIKA CORTINES
Orientada por: Prof. Dr.: RICARDO VALCARCEL
SEROPÉDICA Setembro, 2005
ii
ERIKA CORTINES
RICARDO VALCARCEL
AVALIAÇÃO DA SUSTENTABILIDADE ECOLÓGICA DE PLANTIOS REALIZADOS EM ECOSSISTEMAS
PERTURBADOS, NOVA IGUAÇU, RJ.
Monografia apresentada como requisito parcial para obtenção do grau de Bacharel em Ciências Biológicas do Instituto de Biologia da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro.
iii
AGRADECIMENTOS
Em primeiro lugar agradeço aos meus pais Anacir Vieira Cortines, Ingrid Joachim
Cortines e irmão Vitor Joachim Cortines que são a família que tanto amo e que viabilizou
minha permanência na UFRuralRJ, apoiando-me em todas as horas.
Ao Prof. Dr. Ricardo Valcarcel, agradeço pela orientação e valiosas contribuições
para minha formação profissional e amor à pesquisa. Obrigado por sua dedicação ao
Laboratório de Manejo de Bacias Hidrográficas (LMBH) que se tornou minha segunda
casa e onde fiz grandes amigos.
Ao meu principal motivo de vir para a Rural, João Paulo Santos Condack pelo
companheirismo, incentivo e bons momentos que passamos juntos. Obrigado pelo seu
amor. À toda sua família pelos anos de convivência.
À TODOS os membros do LMBH pelas conversas, mutirões, ralações e
confratenizações. À Flávia pela salvação nas horas de aperto.
Aos meus companheiros de casa com quem pude aprender a arte da convivência,
agradeço de coração ter conhecido vocês: Larisse Faroni Perez, Guilherme Andrade de
Carvalho, Ana Rudge, André Luis de Oliveira Villela e Hélio Ricardo da Silva.
À TODOS meus amigos de Rural, obrigado pelas parcerias nos seminários,
matérias emprestadas, churrasquinhos, escaladas no fim de tarde, cortinas de bambú,
Xaxados pra lua, congressos, almoços no bandejão, ajudas no campo e todos os
momentos felizes que marcaram minha passagem por aqui.
À pedreira Vigné Ltda pela iniciativa que possibilitou a realização deste estudo e a
todos seus funcionários que sempre me trataram com atenção e respeito.
Aos professores do Departamento de Botânica pelo auxílio na identificação das
plantas. E a todos os professores que contribuíram verdadeiramente para minha
formação.
Ao programa de iniciação científica do Decanato de Pesquisa.e Pós-Graduação da
UFRRJ.
iv
"Para ser grande sê inteiro.
Sê todo em cada coisa.
Põe quanto és no mínimo que fazes.
Assim em cada lago, a lua toda brilha,
porque alta vive."
Fernando Pessoa
v
RESUMO
Ambientes modificados pelo homem têm suas características alteradas: solo,
comportamento hidrológico, interações ecológicas, fisionomia da paisagem e
estabilidade, gerando perda de biodiversidade e degradação ambiental. A urbanização e
o manejo inadequado dos solos aceleram os processos de degradação dos
ecossistemas, formando ambientes perturbados, que diferem dos degradados por ainda
apresentarem vestígios dos ecossistemas originais. Na tentativa de entender os
processos de reversão de degradação a partir de reflorestamentos com diferentes
espécies, se estudou o comportamento sazonal (inverno/2004; verão/2005) da
regeneração espontânea, como estratégia de monitoramento da otimização dos
processos sucessionais, capacidade de resiliência e auto sustentação destes ambientes.
O presente estudo realizou-se na serra do Madureira - Mendanha, município de Nova
Iguaçu, RJ. Foram avaliados cinco ambientes distintos: a) Mata secundária nativa,
representando ambiente, menos perturbado, remanescente da paisagem original; b)
Pasto, ambiente mais perturbado com freqüentes incêndios e pastoreio; três
reflorestamentos, considerados medidas biológicas (MB) de recuperação com espécies
diferentes, sendo: c) MB1 com predomínio de Mimosa caesalpinifolia; d) MB2 com
predomínio de Eucalyptus citriodora e e) MB3 com 7 espécies nativas. A regeneração
espontânea foi levantada pelo método de pontos e registrou variações sazonais de 1501
indivíduos no verão e 940 no inverno, representantes de 74 espécies, 67 gêneros e 31
famílias botânicas. A Mata apresentou o maior índice de diversidade de Shannon e
Wiever, H`= 2,11 com 29 espécies e o Pasto um dos menores H`= 1,78 com 13
espécies. Nas medidas biológicas os índices de diversidade foram H`= 2,06 na MB1 com
22 espécies, H`= 1,8 na MB3 com 30 espécies e H`= 1,57 na MB2 com 21 espécies. A
similaridade (Índice de Jaccard) foi maior entre os plantios (35-50%) e não houve
similaridade entre a Mata e o Pasto (0%). Entre os plantios e o Pasto a similaridade
variou de 21-31% e entre estes e a mata foi de 0-5%.
Palavras chave: reflorestamentos, regeneração espontânea, resiliência.
vi
ABSTRACT
Environments modified by man has its ambiental characteristics intensely changed:
soil, hydrological behavior, ecological interactions, lands physiognomies and stability,
causing biodiversity reduction and environment degradation. Urbanization and inadequate
soil management accelerates degradation process, leading to disturbed environments
which differ from degraded ones because they still have vestige of original ecosystems.
On expectation of understanding processes used on reversion of degradation by
reforestation with different species, it was studied seasonal behavior of spontaneous
regeneration as a strategy to monitorate optimization of sucessional processes, resilience
capability and sustainability of these environments. The present work was realized on
serra do Madureira-Mendanha, Nova Iguaçu, RJ. Five distinct environments where
evaluated: a) Native Secondary Forest representing less disturbed reminiscent of original
landscape; b) grassland, disturbed by frequent fire and grazing and 3 reforestation areas
considered biological measures (MB) of recuperation with different species: .c) MB1 with
predomination of Mimosa caesalpinifolia; d) MB2 with predomination of Eucalyptus
citriodora; and e) MB3 with 7 native species. The regeneration was raised by point
method and registered seasonal variability of 1,501 individuals on summer and 940 on
winter, representing 74 species of 67 genus and 31 families. The secondary forest had the
higher diversity indices Shannon e Wiever (H`) 2,11 with 29 species and the grassland
one of the lowest 1,78 with 13 species. On biological measures diversity indices were 2,06
on MB1 with 22 species, 1,8 on MB3 with 30 species and 1,57 on MB2 with 21 species.
The similarity (Jaccard Indices) was greater on the planted areas between them (35-50%)
and no similar species where found between secondary forest and grassland (0%).
Between planted areas and grassland similarity varied from 21-31% and between these
and forest, from 0-5%.
Keywords: reforestation, spontaneous regeneration, resilience.
vii
SUMÁRIO RESUMO................................................................................................................. v ABSTRACT...............................................................................................................vi 1 - INTRODUÇÃO................................................................................................... 1 2- JUSTIFICATIVA.................................................................................................. 3 3 – OBJETIVOS ...................................................................................................... 5
3.1- Geral............................................................................................................ 5 3.2- Específicos .................................................................................................. 5
4 - METODOLOGIA ................................................................................................ 6 4.1 - Área de estudo ........................................................................................... 6 4.2 - Vegetação .................................................................................................. 7 4.3 - Solos........................................................................................................... 7 4.4 - Clima .......................................................................................................... 7 4.5 - Antecedentes.............................................................................................. 8 4.6 - Amostragem ............................................................................................... 9 4.7 - Caracterização dos reflorestamentos ......................................................... 9
4.7.1 - Silvicultural ............................................................................................ 9 4.7.2- Ecológica ............................................................................................. 11
4.8- Regeneração espontânea ......................................................................... 12 4.9 - Serrapilheira ............................................................................................. 16 4.10 - Musgos e Microtopografia ...................................................................... 16
5- RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................ 18 5.1- Caracterização dos Tratamentos............................................................... 18 5.2- Caracterização da vegetação .................................................................... 23 5.3- Análise da sustentabilidade ....................................................................... 25
5.3.1- Suficiência Amostral............................................................................. 25 5.3.2- Regeneração Espontânea ................................................................... 27 5.3.3-Sazonalidade das espécies .................................................................. 34 5.3.4- Similaridade de espécies (Índice de Jaccard)...................................... 42 5.3.5- Diversidade de espécies (Índice de Shannon H`) ................................ 44 5.3.6 - Altura e Cobertura de Serrapilheira..................................................... 45 5.3.7- Presença de Musgos ........................................................................... 48 5.3.8-Microtopografia ..................................................................................... 50
6- CONCLUSÕES................................................................................................. 52 7- RECOMENDAÇÕES......................................................................................... 54 8 - BIBLIOGRAFIAS.............................................................................................. 55 9 - ANEXO DE CONCEITOS ................................................................................ 62
viii
Índice de Figuras
01: Área de estudo: Rio de Janeiro, Nova Iguaçu, Pedreira Vigné Ltda. ....................6
02: Método de pontos................................................................................................13
03: Nove combinações de formas de encostas, em planta e em perfil. Fonte: PARSON, 1988 apud GUERRA, 2003...............................................................17
04: Modelo de ecossistema e relação com os fatores abióticos das parcelas amostradas ........................................................................................................21
05: Bacias aéreas no Maciço Madureira-Mendanha, RJ...........................................23
06: Curvas do coletor para as parcelas amostradas. ................................................26
07: Número de espécies por família,.........................................................................31
08: Estrutura da vegetação nas parcelas amostradas. .............................................32
09: Dados climatológicos médios para a estação meteorológica Agroecologia, Seropédica, RJ. Serie Normal 1934- 1967. (Fonte: MATTOS et al, 1998).........37
10: Total de espécies amostradas nas duas estações, em Nova Iguaçu, RJ. .........38
ix
Índice de Equações 01- Densidade Relativa ....................................................................................... 13 02-Vigor Absoluto................................................................................................. 14 03- Vigor Relativo................................................................................................. 14 04- Média de Toque ............................................................................................. 14 05- Freqüência Ou Cobertura Absoluta................................................................ 14 06- Freqüência Ou Cobertura Relativa................................................................. 15 07- Freqüência Ou Cobertura da Área ................................................................. 15 08- Valor de Importância ...................................................................................... 15 09- Índice de Cobertura........................................................................................ 15 10- Índices de Diversidade................................................................................... 16 11- Similaridade ................................................................................................... 16
Índice de tabelas 01- Parâmetros físicos das áreas de amostragem em Nova Iguaçu, RJ.............. 19 02- Caracterização silvicultural das medidas biológicas avaliadas na Pedreira Vigné Ltda. ................................................................................................ 11 03- Ocorrência sazonal das espécies nas parcelas amostradas.......................... 28 04- Porcentagem de regeneração à partir de espécies plantadas e vindas de outras fontes de propágulos. ..................................................................... 33 05- Parâmetros fitossociológicos para os cinco espécies mais relevantes, na estação seca. ............................................................................................ 41 06- Parâmetros fitossociológicos para os cinco espécies mais relevantes, na estação chuvosa........................................................................................ 41 07- Índice de similaridade .................................................................................... 42 08- Diversidade florística da Regeneração espontânea em................................. 44 09- Altura e cobertura da serrapilheira nas parcelas amostradas. ....................... 46 10- Porcentagem de pontos ................................................................................. 48 11- Microtopografia predominante nas áreas amostradas, Nova Iguaçu, RJ. ...... 50
1
1 - INTRODUÇÃO
O processo de ocupação desordenado dos ecossistemas sem tomar em
conta as suas características e fragilidade dos ambientes físicos e bióticos, traz
uma série de conseqüências ambientais para a sociedade, tanto de forma
imediata com após vários anos, podendo constituir passivo ambiental a ser
tributado pelo ambiente as gerações subseqüentes.
A supressão da vegetação pelos nossos colonizadores se constitui na
primeira atividade de geração de riqueza e é considerada o início do uso dos
recursos, pois tradições européias compreendem uso como exploração, geração
de renda: leite, carne e alimento. Em uma situação onde a abundância de
recursos imperava no passado, as florestas, solos e água não tinham o mesmo
significado que se têm hoje.
A exploração dos maciços florestais, os cultivos agrícolas extensivos, as
formações de pastagens e o crescimento urbano fragmentaram as florestas,
muitas vezes isolando-as dos seus núcleos, reduzindo suas funções e
descaracterizando seus papéis para a sociedade, além de reduzir sua resiliência
de forma paulatina e gradual. Isso tem provocado alterações nos solos e suas
funções nos ecossistemas: infiltração e as demais variáveis do balanço hídrico
das microbacias hidrográficas (MARTINS, 2001).
As modificações parciais dos biomas, resultando na substituição de
ambientes naturais por antropizados, trazem conseqüências para o meio
ambiente, reduzindo biodiversidade dos ecossistemas, afetando fluxo gênico e
extinguindo espécies da fauna e flora (FUHRER, 2000; MARTINS, 2001 e
KAGEYAMA e GANDARA, 2003).
A Mata Atlântica é considerada uma área “hotspot”, dada sua fragilidade e
riscos de desaparecimento de espécies (MYERS et al., 2000). Os endemismos
constituem evidências desta vulnerabilidade, tornando-se necessárias mudanças
2
de paradigmas de desenvolvimento, exigindo-se conhecimentos específicos para
determinação de capacidade de suporte dos ecossistemas. Para que isso ocorra,
é fundamental entender os processos ecológicos (ver Anexo de Conceitos)
envolvidos na estruturação funcional dos ecossistemas (KAGEYAMA e
GANDARA, 2003).
Os ecossistemas perturbados (ver Anexo de Conceitos) são aqueles que
sofreram modificações antrópicas, porém resguardam capacidade de resiliência,
podendo reagir espontaneamente a distúrbios exógenos (PINHEIRO, 2004). Os
ecossistemas degradados (ver Anexo de Conceitos) assimilam os impactos
advindos das intervenções antrópicas, transformando-se em ambientes distintos,
carecendo de apoio externo para regressar ao estágio original. Eles perdem seus
mecanismos naturais de equilíbrio homeostático (MINTER, 1990; NEPSTAD et al.,
1998; MARTINS, 2001; SER, 2002), afetando subsistemas e suas funções, como
bancos de sementes e de plântulas do solo, matéria orgânica, disponibilidade de
nutrientes, capacidade de infiltração da água no solo e interações fauna-flora,
tornando-se lentos nas respostas às perturbações. A intervenção humana torna-se
necessária para a reversão da tendência de degradação (FLORENTINE et al.,
2003).
A recuperação de áreas perturbadas utiliza como estratégia às modificações
dos fatores ambientais capazes de dotar os ecossistemas de funções e estrutura
similares aos ecossistemas naturais, onde a natureza atua na construção destes
ambientes de forma lenta e gradual com aprimoramentos sucessivos ajustados
evolutivamente.
As estratégias de recuperação levam em conta a dinâmica natural do
ambiente e seus processos regulatórios intrínsecos e extrínsecos, resultados de
um balanço dinâmico entre sub-sistemas e seus mecanismos de auto-regulação,
canalizando e controlando as forças desestabilizadoras às quais o ecossistema
está exposto (VALCARCEL e SILVA, 1997; FUHRER, 2000; RICKLEFS, 2003).
3
Os processos de fragmentação da serra do Madureira – Mendanha foram
marcados historicamente pelos usos agrícolas intensos com monoculturas do
café, cana-de-açúcar e citricultura, que foi por muitos anos a principal fonte de
renda da região (IBGE, 2002). Atualmente as bases da serra apresentam
mineração de brita e pastagens manejadas pelo fogo (SPOLIDORO, 1998),
propiciando a depauperação lenta e gradual dos ecossistemas, associada aos
exíguos atributos ambientais e pequenos fragmentos florestais remanescentes e
isolados, problemas de falta de conscientização da sociedade tornam a missão de
recuperar estes ecossistemas uma tarefa que demanda conhecimento cientifico e
informações tecnológicas. Fatos estes agravados pela escassez de recursos.
O conhecimento das variáveis ambientais que intercedem na construção dos
ecossistemas deve ser o primeiro passo para reversão da tendência de
degradação, de tal modo que se possa realizar de forma profícua a restauração
ambiental dos contrafortes da serra. A iniciativa privada entende que pode
contribuir apoiando pesquisas científicas, elucidando os processos envolvidos na
degradação e recuperação destes ecossistemas e otimizando as técnicas de
reflorestamento.
2- JUSTIFICATIVA
A região Metropolitana do Rio de Janeiro abrange 16 municípios, sendo a
mais populosa do Estado. O município de Nova Iguaçu ocupa 11,1% da
superfície, abrigando 792.208 pessoas em 297.862 domicílios (TCR, 2004).
A serra do Madureira-Mendanha capta e distribui águas pluviais no
município. Ela tem grande importância para a qualidade de vida da população,
pois água que não infiltra inunda a baixada afetando comércio e populações
carentes. A serra abriga três unidades de conservação: Área de Proteção
Ambiental do Gericinó, Parque Municipal de Nova Iguaçu e Parque Botânico de
Nova Iguaçu (SPOLIDORO, 1998; TCR, 2004), sendo fonte de turismo e lazer.
4
A preservação dos remanescentes florestais e a restauração de ambientes
antropizados podem prevenir enchentes, proteger os solos, a biodiversidade, os
processos ecológicos reguladores de equilíbrio ambiental e a produção de água,
elementos estes que garantem amenização térmica e qualidade de vida.
O Município de Nova Iguaçu tem 1,7% de áreas prioritárias para a
implantação de corredores ecológicos e melhoria do IQM - Verde II. O
reflorestamento pode ajudar na reversão dos problemas, mas não
necessariamente representam o equacionamento ambiental da situação, pois
estes ecossistemas não se sustentam em função dos baixos níveis de atributos
ambientais. Experiências no passado atestam esta assertiva: reflorestamentos das
encostas realizados em parceria com o Banco Mundial e Caixa Econômica
Federal na década de 80 não surtiram efeitos esperados (SPOLIDORO, 1998).
Aproveitando os plantios realizados pela Pedreira Vigné Ltda como parte dos
trabalhos do Programa de Controle Ambiental, avaliou-se a sustentabilidade de
ambientes fisicamente similares, fato este que pode permitir o aprimoramento dos
conhecimentos sobre os funcionamentos dos ecossistemas da encostas Norte da
serra do Madureira-Mendanha.
5
3 – OBJETIVOS
3.1- Geral
Avaliar a sustentabilidade ambiental de reflorestamentos mistos, com
espécies pioneiras e/ou nativas, em ambientes com exíguos atributos ambientais
na vertente Norte da serra do Madureira - Mendanha.
3.2- Específicos
• Identificar áreas reflorestadas com atributos ambientais similares;
• Caracterizar ecossistemas perturbados com níveis diferenciados de resiliência;
• Caracterizar os reflorestamentos implantados como medidas de recuperação de ecossistemas perturbados, onde se utilizou espécies com distintas funções ecológicas;
• Determinar e comparar os níveis de auto-sustentabilidade dos ambientes com e sem reflorestamentos.
6
4 - METODOLOGIA
4.1 - Área de estudo
A serra do Madureira-Mendanha localiza-se na região Metropolitana do Rio
de Janeiro (Figura 01), estando situada entre os paralelos 22o45´- 22o51´ S e
43o26´- 43o36’ W.
Figura 01: Área de estudo: Rio de Janeiro, Nova Iguaçu, Pedreira Vigné Ltda.
7
4.2 - Vegetação
A região pertence ao domínio da Mata Atlântica, estando a área de estudo
em um enclave de Floresta Estacional Semidecidual, onde aproximadamente 50%
das árvores perdem folhas na época seca (inverno com 4 a 6 meses). O ponto
mais alto da serra é o Pico do Gericinó (964 m), onde predomina vegetação do
tipo Floresta Estacional Semidecidual Montana. As cinco áreas estudadas
encontram-se na Floresta Estacional Semidecidual Sub-montana, com níveis
distintos de alterações. A Mata é considerada sistemas secundários (IBGE, 1992)
com alterações indiretas e as 4 demais áreas com alterações diretas e indiretas.
Há acessos, agricultura de subsistência, fruticultura e pecuária extensiva com
manejo de queimadas, descaracterizando a vegetação original.
A Mata não sofre as mesmas ações de forma direta há vários anos, pelo
menos desde o início do século XX conforme registros fotográficos. Associado a
estes fatos há a menor intensidade de intervenção no passado, devido aos
acessos dificultosos a as distancias, que contribuíram para que elas
resguardassem resiliência diferenciada, embora se encontram amontoados de
pedras nos topos dos morros, prática comum feita pelos escravos para viabilizar a
preparação do terreno com mecanização de tração animal.
4.3 - Solos
Na região predominam Neossolos, ou solos Litólicos com afloramentos
rochosos (PALMIERI, 1980), sendo este um dos principais problemas da serra do
Madureira-Mendanha, dada a agressividade do capim colonião mesmo nestas
condições e os riscos de incêndios (VALCARCEL, 1995).
4.4 - Clima
O clima segundo a classificação de Koppen varia de Tropical de Altitude
(Cwa) nas cristas da Serra a Tropical (Aw) nas áreas baixas, ambos
caracterizados por verão chuvoso e inverno seco. A média anual de temperatura
8
é de 17 a 22o C (Cwa) e 22 a 24oC (Aw). A precipitação média anual é de 1.212
mm (MATTOS et al., 1998).
4.5 - Antecedentes
Os primeiros habitantes da região foram os índios Jacutinga que ocupavam a
baixada. Em meados do século XVI chegaram os primeiros colonos europeus em
busca de terras férteis para a agricultura. O desmatamento da serra do
Madureira-Mendanha teve razões históricas e econômicas, estando a destruição
da mata nativa ligada aos ciclos econômicos (IEF, 1992).
As lavouras de cana-de-açúcar, arroz, milho, mandioca e feijão, foram as
principais fontes de renda da região, onde a rentabilidade conjugava alta
produtividade e facilidade de escoamento por via fluvial ou terrestre.(TCR, 2004).
Os laranjais foram implantados no início do século XIX aproveitando os
terrenos secos, onde anteriormente havia cana-de-açúcar. A facilidade de
escoamento da produção e as grandes extensões dos plantios tornaram a
citricultura no ano 1891 um dos principais elementos das pautas de exportações
do País, sendo seu período áureo na década de trinta (1930-1939), quando Nova
Iguaçu foi chamada de “Cidade Perfume”, pois as laranjeiras em floração
exalavam cheiro agradável que contagiava a ferrovia. As exportações foram
interrompidas com a primeira guerra mundial e os laranjais entraram em
decrepitude, cedendo lugar às atividades Industriais e de pastagens (TCR, 2004).
Hoje predominam a mineração na base da serra e a pecuária extensiva na
parte superior. A pecuária ocupa a vertente norte e é caracterizada por pequenos
rebanhos, criados de forma extensiva em terrenos alheios, sem investimentos ou
agregação de tecnologia (SPOLIDORO, 1998). Foram registradas 9.760 unidades
animais distribuídas entre os rebanhos de gado bovino, caprino, ovino e eqüino
(IBGE, 2003). A principal técnica de “renovação” das pastagens é a queimada dos
capinzais, prejudicando lenta e gradualmente a vegetação nativa remanescente e
9
os ecossistemas, fato este que confere quadro inercial de tendência de
degradação.
As formações florestais ocupam 33% do município, as vegetações
secundárias (capoeiras e capoeirões) 7%, as áreas agrícolas 3%, os campos e
pastagens 10%, as áreas urbanas 31% e as áreas degradadas 5% (TCR, 2004).
4.6 - Amostragem
Foram localizadas áreas com fatores abióticos similares em base
cartográfica (FUNDREM, Escala 1:10.000) com Mata, Pastos e Reflorestamentos.
Para avaliar a similaridade dos fatores abióticos utilizou-se os seguintes
parâmetros: a) exposição solar; b) orientação; c) ângulo de incidência de ventos;
d) comprimento de rampa; e) altitude; f) profundidade de solo; g) área de
captação à montante; g) declividade; h) proximidade de acesso motorizado; i)
proximidade de fontes de propágulos; e j) natureza da perturbação (tamanho,
duração, intensidade e freqüência). Esses fatores podem regular funções dos
ecossistemas e determinar processos ecológicos e hidrológicos (BAZZAZ e
PICKETT, 1980; FURHER, 2000). Eles foram determinados segundo metodologia
descrita na literatura (GREGORY e WALLING, 1985; SPOLIDORO, 1998).
4.7 - Caracterização dos reflorestamentos
4.7.1 - Silvicultural
A Pedreira Vigné Ltda iniciou os reflorestamentos considerados Tratamentos
(Medida Biológica de recuperação de áreas degradadas) (Tabela 01) nas áreas
sem previsão de exploração mineral em 1996, assim como a construção do aceiro
de 6 metros (Anexo fotográfico - Fotos 01 e 02)
Os plantios são equiano, efetuados pela mesma equipe, com mudas de
mesma procedência, com os mesmos tratos culturais, ou seja, covas de 0,40 x
0,40 x 0,40, com dois litros de esterco bovino/cova.
10
O papel funcional das espécies ficou determinado pela presença e
concentração do Eucalyptus citriodora, Mimosa caesalpinifolia utilizadas como
pioneiras em quantidades distintas nos três tratamentos. Foram priorizadas
espécies nativas para acelerar os processos sucessionais na encosta. A espécie
Senna sp. não subsistiu e foi suprimida.
Atualmente a cobertura das três áreas é total, embora não seja densa e
facilite a entrada do Panicum maximum, espécie heliófila de alta capacidade
colonizadora.
11
Tabela 01: Caracterização silvicultural das medidas biológicas avaliadas na Pedreira Vigné Ltda.
Espécies Plantadas MB1 MB2 MB3
Mimosa caesalpiniifolia Benth. 08 01 03
Eucalyptus citriodora Hook. 01 09 02
Schinus terebinthifolius Raddi. - - 02
Piptadenia gonoacantha (Mart.) J.F. Macbr. 01 - 05
Caesalpinia férrea Mart. - - 02
Cybistax antisyphilitica (Mart.) Mart. - - 01
Psidium guajava L. 01 01 01
Senna sp. - - 03*
Machaerium rhorii (Vell.) Stellfeld. - - 01
Área (m2) 130 135 140 Riqueza Nº indivíduos
4,025
3,0 30
9,0 28
Densidade (ind/ha) 1.923 2.222 2.000 Nota: * 100% de mortalidade.
4.7.2- Ecológica
A mesma densidade, idade, tratos culturais e formas de plantios, associados
aos parâmetros físicos similares entre áreas, permitem abstrair teoricamente que
os fatores externos destes ecossistemas são similares, e que alguma diversidade
que se possa encontrar se deve a fatores internos, ou seja, dependentes das
espécies utilizadas, similar como em outros estudos (KAGEYAMA e CASTRO,
1989; PARROTA et al., 1997; SOUZA et al., 2003). O estudo das funções das
espécies é um importante instrumento de manejo de ecossistemas tropicais, dado
a biodiversidade disponível para otimizar técnicas de recuperação de
ecossistemas perturbados.
12
A combinação das composições de espécies, comportamentos fisiológicos e
aspectos fenológicos, pode influenciar na filtragem da energia, lavagem dos
exudatos das folhas, formação de substancias químicas e freqüência de animais
dispersores de sementes.
A utilização de Psidium guajava, Schinus terebinthifolius, Inga sp (Anexo
fotográfico - Foto 03) oferecem alimento e atraem fauna dispersora, podendo
acelerar o processo sucessional. Elas devem ser levadas em consideração
quando a meta é recuperação funcional do ecossistema (WUNDERLE Jr, 1997,
REIS e KAGEYAMA, 2003).
4.8- Regeneração espontânea
O levantamento da regeneração espontânea foi realizado pelo método de
pontos (MANTOVANI e MARTINS, 1990). Este método é recomendável para
ambientes onde predominam espécies de porte herbáceo, arbustivo e trepadeiras
(CASTELLANI & STUBBLEBINE, 1993), causando baixo impacto na vegetação e
sendo de fácil aplicação.
O procedimento consistiu em apoiar verticalmente uma vara graduada a
cada metro seguindo orientação do escoamento da água, registrando-se: a)
espécie; b) número de vezes que a espécie toca na vara; e c) altura da planta
(Figura 02).
13
Figura 02: Método de pontos.
A amostragem foi representativa do número de espécies dos ecossistemas,
onde a suficiência amostral foi determinada pela curva do coletor (GUEDES -
BRUNI et al., 2002).
Os levantamentos foram feitos em Agosto de 2004 (inverno) e Fevereiro de
2005 (verão) determinando os seguintes parâmetros fitossociológicos:
DENSIDADE RELATIVA (DR): Relação entre o número de indivíduos tocados e totais amostrados, uma vez que não se utiliza área neste método.
Equação 1 DENSIDADE RELATIVA (01)
Onde: n = número de indivíduos da espécie considerada. N =número total de indivíduos amostrados.
VIGOR ABSOLUTO (VA): Expressa o êxito que uma espécie tem na comunidade. Para a metodologia de pontos, usa-se o número de toques da espécie na vara para o cálculo deste parâmetro que equivale à dominância em outros métodos .
NnDR .100=
Fonte: Francês e Valcarcel, 1995.
14
Equação 2 VIGOR ABSOLUTO
NTPNTVA .100= (02)
Onde: NT = número de toques da espécie considerada. NTP = número total de pontos.
VIGOR RELATIVO (VR): Corresponde à proporção do vigor absoluto de cada espécie em relação às demais.
Equação 3 VIGOR RELATIVO
∑=
VAVAVR .100 ou
NTTNTVR .100= (03)
Onde: VA = vigor absoluto da espécie considerada. ∑ VA = somatório dos vigores absolutos de todas as espécies . NTT = número total de toques.
MÉDIA DE TOQUE (MT): Estimativa da relação entre o número de vezes que a vara toca a espécie com o número de pontos onde a espécie ocorre, determinando o número médio de estratos de folhagem que cobre o solo.
Equação 4 MÉDIA DE TOQUE
NPNTMT = (04)
Onde: NT= número de toques da espécie considerada. NP= número de pontos com a espécie considerada. FREQÜÊNCIA OU COBERTURA ABSOLUTA (FA) : É a porcentagem do número de pontos onde ocorre a espécie em relação ao número total de pontos (MATTEUCCI e COLMA, 1982 apud SILVA, 1991).
Equação 5 FREQÜÊNCIA OU COBERTURA ABSOLUTA
NTPNPFA .100= (05)
Onde : NP= número de pontos/sp NTP= número total de pontos.
15
FREQÜÊNCIA OU COBERTURA RELATIVA (FR): É a comparação das freqüências absolutas de cada espécie em relação às demais.
Equação 6 FREQÜÊNCIA OU COBERTURA RELATIVA
∑=
FAFAFR .100 (06)
Onde: FA = freqüência absoluta da espécie considerada. ∑FA= somatório das freqüências absolutas de todas as espécies
FREQÜÊNCIA OU COBERTURA DA ÁREA (CR): É a freqüência relativa dos pontos com ocorrência de espécies.
Equação 7 FREQÜÊNCIA OU COBERTURA DA ÁREA
( )∑
−=FA
FANoCR .100 (07)
Onde: No = porcentagem de pontos sem toques. VALOR DE IMPORTÂNCIA (VI): É calculado pela soma dos valores relativos de freqüência, densidade e vigor. Equação 8 ÍNDICE DE VALOR DE IMPORTÂNCIA
VRDRFRVI ++= (08)
Onde: FR = freqüência relativa DR = densidade relativa VR = vigor absoluto da espécie considerada.
ÍNDICE DE COBERTURA (IC): Soma da freqüência absoluta com vigor absoluto da espécie, que pode ser correlacionado com a biomassa de uma espécie.
Equação 9 ÍNDICE DE COBERTURA
VAFAIC += (09)
Onde: FA = freqüência absoluta da espécie considerada. VA = vigor absoluto da espécie considerada.
16
ÍNDICES DE DIVERSIDADE de SHANNON (H’): usado na determinação da riqueza de espécies por área (RICKLEFS, 2003). Equação 10 ÍNDICES DE DIVERSIDADE E SIMILARIDADE
−= ∑ N
NiNNiH log´ (10)
Onde: H´= índice de diversidade de Shannon ni = Número de indivíduos de cada espécie N = Número total de indivíduos
SIMILARIDADE (C): mede a similaridade das espécies entre parcelas amostrais distintas.
Equação 11 SIMILARIDADE
cbacC
−+= (11)
Onde: c = Número de espécies comuns entre duas parcelas. a = Número de espécies de uma parcela. b = Número de espécies da outra parcela.
4.9 - Serrapilheira
O recobrimento do solo por serrapilheira foi avaliado pelo método de áreas
móveis (NEVES, 2005), onde se utilizou parcela de um metro quadrado ao redor
de cada ponto do levantamento fitossociológico estimando-se a cobertura (%). A
altura da serrapilheira (cm) foi medida usando a mesma vara graduada do
levantamento da composição florística e no centro da parcela móvel.
4.10 - Musgos e Microtopografia
Em cada ponto amostrado no levantamento da regeneração foi atestada a
presença ou ausência de musgos, sendo sua ocorrência representada pela
porcentagem de pontos onde eles estavam presentes (SILVA, 1996). Nos
mesmos pontos, a microtopografia foi levantada em função da combinação de
17
formas que quando vistas em planta e em perfil podem gerar nove diferentes
combinações topográficas (Figura 03).
Figura 03: Nove combinações de formas de encostas, em planta e em perfil. Fonte: PARSON, 1988 apud GUERRA, 2003.
18
5- RESULTADOS E DISCUSSÃO 5.1- Caracterização dos Tratamentos
As condições ambientais geradas pelos fatores abióticos determinam o
comportamento hidrológico das encostas. Como prerrogativa básica para avaliar a
eficiência das medidas biológicas estabeleceu-se a busca da similaridade
ambiental entre as parcelas para igualar os efeitos do meio e poder individualizar
os efeitos sinérgicos adquiridos pelas plantas utilizadas nos reflorestamentos, que
pode ter influenciado na construção do ecossistema e, com isso garantir a sua
sustentabilidade.
Os parâmetros abióticos (Tabela 02): declividade, comprimento da rampa,
altitude, profundidade de solo, captação de água à montante, proximidade a
acessos, orientação, direção e velocidade dos ventos apresentaram variações
que foram analisadas de forma individual e dentro de um modelo de
funcionamento do ecossistema (Figura 04).
As cinco parcelas com área média de 120m2 apresentam mesmo
comprimento de rampa, variável que interfere na infiltração da água e magnitude
do escoamento superficial em uma encosta.
A exposição da encosta à incidência de radiação é uma variável que interfere
na interceptação dos ventos, das chuvas e dos parâmetros influenciadores na
evaporação/transpiração, afetando a desidratação das parcelas de forma
homogênea. A orientação similar das vertentes faz com que as áreas amostradas
estejam sobre as mesmas influências da radiação solar, homogeneizando as
chances de dessecamento dos solos e determinando as condições
microclimáticas locais.
Esse fato é agravado pela alta declividade, variável de comportamento
similar nos tratamentos e pela exígua profundidade dos solos (0,20< p <0,80m),
que determina o volume de água armazenada.
19
A distância média das fontes de propágulos às parcelas foi de 639 m,
podendo ser considerada similar entre as parcelas, fator este que garante mesma
oferta de sementes e mecanismos dispersores naturais.
Considerando a similaridade dos parâmetros abióticos analisados, é de se
esperar que o comportamento das variáveis que interferem no funcionamento dos
ecossistemas sejam também similares, nos permitindo inferir sobre identidades
comportamentais entre os tratamentos.
Embora esta abstração teórica não seja totalmente verdadeira, a estratégia
foi considerada oportuna, pois o que se pretende é caracterizar funcionalmente os
ecossistemas construídos e avaliar melhores estratégias de recuperação de
ecossistemas perturbados.
Tabela 02: Parâmetros físicos das áreas de amostragem em Nova Iguaçu, RJ. Unid MB1 MB2 MB3 MATA PASTODeclividade % 30,61ac 44,34a 38,99a 18,50b 24,48bc Comprimento da rampa m 13,40a 10,57a 11,89a 11,46a 9,39a Altitude sobre nível mar m 90 95 95 330 85 Profundidade do solo cm 20 - 80 20 - 80 20 - 80 20 - 80 20 - 80 Orientação angulo NE NE NE NO NE Direção dos ventos: inverno/ verão
angulo SO NE
SO NE
SO NE
SO NE
SO NE
Distancia fonte de propágulos
m 634 634 634 0 655
Proximidade dos acessos
m 0 0 0 257 153
Nota: Unid.= Unidade; MB1 = Medida Biológica 1; MB2 = Medida Biológica 2 e MB 3= Medida Biológica 3. Os Números seguidos da mesma letra na mesma linha indicam similaridade pelo teste de Tukey (α 0,05). Contrapondo aos parâmetros considerados similares, a declividade
apresentou valores médios em dois grupos distintos: a) 37,9% – agrupado nas
MB1, MB2 e MB3 e b) 21,5% - Pasto e Mata. Os tratamentos do Pasto e Mata
não diferiram entre si e tiveram as menores médias de declividade, sendo
20
esperada uma condição similar de comportamento hidrológico, não fosse pela
diferença considerável do tipo de cobertura vegetal de cada parcela.
A declividade, comprimento de rampa e cobertura vegetal influenciam a
capacidade de infiltração e administração de água no solo. Este fato afeta o teor
de umidade no solo, o escoamento superficial, fluxo sub-superficial e fluxo básico
(LIMA, 1986).
A altitude foi o parâmetro mais destoante entre as parcelas, estando a mata
235 m acima das demais, podendo significar 1,4°C de redução de temperatura,
fator que regula umidade relativa do ar e microclima, podendo influenciar na
formação de propriedades favoráveis à regeneração espontânea de espécies
arbóreas. Geralmente a redução de temperatura se dá numa proporção de 0,6ºC
a cada 100 metros de desnível de cota (VIANELLO e ALVES, 2002). Esta
variação influencia as condições microclimáticas locais onde as temperaturas
mais baixas facilitam os processos de condensação do vapor d'água modificando
as condições de umidade local.
Em estudos de interceptação vertical das bacias aéreas em Nova Friburgo,
RJ, BARBOZA (2004) encontrou precipitação interna maior que externa fora da
floresta em Nova Friburgo, valor este proveniente da condensação do vapor
d'água após interceptação pela vegetação. Este fator pode ser importante na
determinação dos teores de umidade do ambiente e caracterização do microclima
local.
Os afloramentos rochosos (Anexo fotográfico, Foto 04) possuem capacidade
mínima de reter a água e gerar infiltração, aumentando a propensão ao déficit
hídrico do solo, pois a evaporação e transpiração são fontes de perda de água
dos ecossistemas.
21
Figura 04: Modelo de ecossistema e relação com os fatores abióticos das parcelas amostradas
22
A incidência dos ventos úmidos é um fator importante na determinação das
condições locais de umidade e na determinação da diversidade local. As
correntes de ar carregado de umidade na região litorânea adentram o continente
e perdem umidade conforme encontram anteparos como morros e serras (chuvas
orográficas), chegando secas ao interior do continente (BARBOZA, 2004). As
serras próximas ao mar interceptam umidade quanto mais frontal for a exposição
a direção SW (ângulo das chuvas mais freqüentes). A orientação das encostas de
ângulo Nordeste recebem os ventos SO (inverno) e NE (verão) com formas
distintas de efeitos orográfico, reduzindo volume precipitado nos ecossistemas.
Como as chuvas anuais são mal distribuídas temporalmente e totalizam 1.212
mm, predominam poucos eventos de alta intensidade, desequilibrando ainda mais
os frágeis ecossistemas.
Esse fator aliado à intensa incidência diária de raios solares gera
temperaturas maiores no solo e ar, como observado no maciço da Tijuca, RJ
(OLIVEIRA et al., 1995). Segundo os autores esta fator gera condições
microclimáticas diferenciadas, influenciando na diversidade de espécies nas
encostas úmidas e propensão a fogo nas encostas Norte (MIRANDA e OLIVEIRA,
1983; OLIVEIRA et al., 1995; SPOLIDORO, 1998).
Para a área de estudo, os ventos úmidos vindos do mar (baía de Sepetiba)
desviam por dois corredores formados pelo maciço da Pedra Branca e pela serra
de Paracambi (Figura 05), incidindo uma pequena parte na vertente Sul
(barlavento) da serra e chegando desprovidos de umidade nas encostas Norte
(sotavento), podendo até causar dessecamento do solo por transferência de
umidade do solo pouco profundo e das plantas para o ar seco.
23
Figura 05: Bacias aéreas no Maciço Madureira-Mendanha, RJ.
A proximidade das estradas facilita o acesso e aumenta as chances de
perturbações antrópicas. A Mata apresenta isolamento dos acessos motorizados,
apesar de ser acessível por trilha, enquanto as medidas biológicas e o Pasto
encontram-se próximos às estradas tornando as perturbações mais freqüentes.
Os fatores citados influenciam a oferta de condições à regeneração, motivo
pelo qual levantou-se parcelas com atributos físicos similares, para que os efeitos
na regeneração fossem atribuídos às diferenças na composição das espécies dos
reflorestamentos. Como as medidas biológicas têm diferentes composições de
espécies, tentou-se inferir o papel das espécies no aumento da oferta de atributos
ambientais, devido a alguns aspectos: a) atração da fauna dispersora; b)
facilitação dos processos sucessionais; e c) manutenção dos ecossistemas.
5.2- Caracterização da vegetação
As florestas originais foram modificadas assim como os seus solos até
próximo a exaustão, onde as monoculturas, os usos e os motivos econômicos
foram os principais objetivos. As variáveis econômicas também conformaram os
mecanismos de retro-alimentação para sustar o processo de degradação destes
ecossistemas, pois não se tornou viável continuar explorando. As terras
abandonadas foram transformadas em pastagens, que pegam fogo regularmente.
24
O tratamento utilizado como referência (Mata) é heterogeneamente
estratificado, com espécies arbóreas nativas, lianas e epífitas dominando a
estrutura da paisagem (Anexo fotográfico - Fotos 05, 06 e 07). Os processos
sucessionais ocorrem de forma sustentável. Os incêndios quando chegam nestas
áreas, apresentam menor intensidade, pois tiveram que atravessar pasto
empobrecido, não encontram capim e apresentam mecanismos próprios de
retenção de água. Eles apenas chamuscam as bordas e não destroem os
fragmentos.
As pastagens (Anexo fotográfico - Fotos 08 e 09) são ecossistemas menos
diversos, com predomínio de capim colonião, altamente susceptível aos
incêndios, que queimam toda biomassa, seleciona a regeneração, que mal
consegue competir com o capim e assim permanecem em empobrecimento
paulatino, pois há perda no verão pela erosão e no inverno pela volatilização dos
elementos químicos dos ecossistemas. Por este motivo estes ecossistemas são
menos resilientes e permanecem com tendência de degradação. A tendência
inercial de degradação independe dos usos do solo e só deverá ser revertida
naturalmente quando os processos erosivos promoverem a retirada do solo e a
superfície da rocha aflorar.
Os ecossistemas com máxima e mínima resiliência evidenciam ambientes
com intensidades distintas de perturbações, onde o papel das medidas biológicas
de recuperação dos ecossistemas pode ser valorado. Espécies rústicas
combinadas promovem funções distintas aos ecossistemas? O monitoramento da
sustentabilidade ambiental foi avaliado para tentar identificar respostas a esta
indagação.
25
5.3- Análise da sustentabilidade
5.3.1- Suficiência Amostral
A curva do coletor (Figura 06) relaciona número de pontos e novas espécies
levantadas. O ponto de inflexão evidencia o momento em que a área (número de
pontos x 1m2) de amostragem é mínima necessária para representar a riqueza da
comunidade. O ajuste aos modelos de regressão sinalizam tendências, que
definem diversidade de comunidades (GUEDES-BRUNI, 1998).
Esta curva permite dimensionar o mínimo esforço de amostragem para se ter
representatividade do ecossistema constituído pelas espécies regenerantes, que
estão ingressando nos ecossistemas em função da oferta de propriedades
emergentes emanadas pelos tratamentos de recuperação, definidos como
medidas biológicas.
A riqueza de espécies depende dos efeitos provenientes das interações dos
componentes bióticos, ou seja, dos efeitos que as espécies plantadas possam
propiciar para oferecer propriedades emergentes e otimizar as funções dos
ecossistemas.
O Pasto apresentou menor esforço amostral para selecionar uma parcela
representativa deste ecossistema, evidenciando que com uma área mínima de 65
m2 é representatividade da composição florística desse ecossistema. Na MB2 o
esforço de amostragem mínimo foi de 90 m2. Na Mata não houve ajuste,
evidenciando que o esforço de amostragem foi pequeno. Nas medidas biológicas
MB1 e MB3 a inflexão foi alcançada com 110 e 115 pontos.
26
Figura 06: Curvas do coletor para as parcelas amostradas.
Pasto
R2 = 0,9344
R2 = 0,9019
05
1015202530
1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101
Núm. de pontos
Núm
. de
epéc
ies
espécie Log. (espécie) Linear (espécie)
MB2
R2 = 0,9296
R2 = 0,937
05
1015202530
1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101
111
121
131
Núm. de pontos
Núm
. de
espé
cies
espécie Linear (espécie) Log. (espécie)
MB1
R2 = 0,9746
R2 = 0,8796
05
1015202530
1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101
111
121
Núm. de pontos
núm
. de
espé
cies
espécie Linear (espécie) Log. (espécie)
MB3R2 = 0,9622
R2 = 0,8089
0
5
10
15
20
25
30
1 15 29 43 57 71 85 99 113
127
141
Núm . de pontos
Núm
. de
espé
cies
espécie Linear (espécie) Log. (espécie)
Mata
R2 = 0,7961
R2 = 0,9749
05
1015202530
1 11 21 31 41 51 61 71 81 91
Núm. de pontos
Núm
. de
espé
cies
espécie Log. (espécie)Linear (espécie)
27
5.3.2- Regeneração Espontânea
A dinâmica da vegetação e sua distribuição na paisagem estão relacionadas
ao estágio sucessional e seu padrão de ocorrência condiciona a surgimento de
espécies ou famílias botânicas (IBGE,1992).
Estudos botânicos são importantes para caracterizar as espécies de cada
ambiente e suas substituições ao longo dos processos de fragmentação e
sucessão natural, facilitando o entendimento da dinâmica de paisagens
fragmentadas e colaborando com o desenvolvimento de técnicas viáveis de
recuperação e seleção de espécies apropriadas ao reflorestamento e recuperação
funcional da vegetação implantada.
No levantamento sazonal da regeneração espontânea foram amostrados
1.501 indivíduos no verão e 940 no inverno, sendo estes representantes de 74
espécies, 67 gêneros e 39 famílias (Tabela 03).
28
Tabela 03: Ocorrência sazonal das espécies nas parcelas amostradas em Nova Iguaçu, RJ.
FAMÍLIAS/ESPÉCIES MB1 MB2 MB3 PASTO MATA ACANTHACEAE Chamaeranthenum venasum M.B.Foster e Lor.B.Sm. - - - ∗ ∗ ∗ ∗ X ANACARDIACEAE Astronium graveolens Jacq. - - - ∗ ∗ ∗ ∗ X ARALIACEAE Philodendrum sp. - - - ∗ ∗ ∗ ∗ X ASCLEPIADACEAE Oxipetalum sp. - - - ∗ ∗ ∗ ∗ X ASTERACEAE Chaptalia interregima (Vell) Burkart - X X - Emilia sonchifolia (L.) Dc. - - X - - Eupatorium maximilianii Schrad. X - - Porophyllum ruderale (Jacq.) Cass. - ∗ ∗ ∗ ∗ - - Pterocaulon sp. ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ X X ∗ ∗ ∗ ∗ X - Tridax procumbens L. - X - - BIGNONIACEAE Arrabidea leucopogon (Schltdl.) Sandwith ∗ ∗ ∗ ∗ X ∗ ∗ ∗ ∗ X - - Arrabidea sp. ∗ ∗ ∗ ∗ X X - - Cybistax antisyphilitica (Mart.) Mart. - X - - Tabebuia chrysotricha (Mart.) Standl. - - - ∗ ∗ ∗ ∗ X BOMBACACEAE Pseudobombax grandiflorum (Cav.) A.Rob. ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ X - - BROMELIACEAE Bromelia antiacantha Bertol. - - - X Crypthantus sp. - - - ∗ ∗ ∗ ∗ X CACTACEAE Sp70 X CAESALPINACEAE Piptadeia gonoacantha (mart.) Macrb. - ∗ ∗ ∗ ∗ X - - Senna obtusifolia (L.) H.S.IrwineBarneby - - X - CLETHRACEAE Clethra brasiliensis Cham.& Schltdl. X X X - - COMBRETACEAE Terminalia catappa L. X - - - COMELLINACEAE Commelina diffusa Burm.f. ∗ ∗ ∗ ∗ X - X - - CUCURBITACEAE Momordica charantia L. - - - X DIOSCORIACEAE Dioscoria sp. - - - X Continua...
29
ERYTROXYLACEAE Eritroxylum pulchrum A. St. Hil. - - - ∗ ∗ ∗ ∗ X EUPHORBIACEAE Alchornea sp. - - - ∗ ∗ ∗ ∗ X Croton sp. - - - ∗ ∗ ∗ ∗ X Jatropha gossypifolia L. - X X - - Sp66 - - - X FABACEAE Aschinomene viscosa Nocca X Clitoria sp - - ∗ ∗ ∗ ∗ X - Desmodium tortuosum (Sw.) Dc. - - ∗ ∗ ∗ ∗ X - Galactia sp. X X ∗ ∗ ∗ ∗ X - Macherium rohrii Raddi. ∗ ∗ ∗ ∗ X ∗ ∗ ∗ ∗ X - - Vigna sp1 ∗ ∗ ∗ ∗ X ∗ ∗ ∗ ∗ X X - Vigna sp2 X X X ∗ ∗ ∗ ∗ X - FLACOURTIACEAE Casearia sp. - - - ∗ ∗ ∗ ∗ X GRAMINEAE Panicum maximum Jacq. ∗ ∗ ∗ ∗ X ∗ ∗ ∗ ∗ X ∗ ∗ ∗ ∗ X ∗ ∗ ∗ ∗ X LABIATEAE Hyptis suavolens (L.) Poit. ∗ ∗ ∗ ∗ X - - MALVACEAE Sida soinosa L. ∗ ∗ ∗ ∗ X ∗ ∗ ∗ ∗ X ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ X - Sida sp. X - - - Sidastrum micranthum ( St. Hil.) - ∗ ∗ ∗ ∗ X ∗ ∗ ∗ ∗ X - - Waltheria indica L. - X ∗ ∗ ∗ ∗ X - Wissaluda amplissima (Kuntze)R.E.Fr. − ∗ ∗ ∗ ∗ - - MIMOSACEAE Caliandra sp. - - - ∗ ∗ ∗ ∗ X Inga fagifolia Willd. ∗ ∗ ∗ ∗ X - X - - Leucaena leucocephala (Lam.) de wit ∗ ∗ ∗ ∗ X X ∗ ∗ ∗ ∗ X - - Acacia sp. ∗ ∗ ∗ ∗ X - ∗ ∗ ∗ ∗ X Mimosa caesalpinifolia Benth. ∗ ∗ ∗ ∗ X ∗ ∗ ∗ ∗ X ∗ ∗ ∗ ∗ X - - MYRTACEAE Eucaliptus citriodora Hook. - ∗ ∗ ∗ ∗ X ∗ ∗ ∗ ∗ - - Eugenia cuprea (O.Berg.)Willd. - - - ∗ ∗ ∗ ∗ X Eugenia fumicifolia Dc. - - ∗∗∗∗ X Eugenia jambolana Lam. - - X - Eugenia uniflora L. ∗ ∗ ∗ ∗ X - - - Eugenia sp X Pisidium guajava L. ∗ ∗ ∗ ∗ X ∗ ∗ ∗ ∗ X ∗ ∗ ∗ ∗ X ∗ ∗ ∗ ∗ X - RUBIACEAE Alseis floribunda Schott. ∗ ∗ ∗ ∗ X - - - Spermacoce verticilata L. X ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ X X - Chomelina sp. - X - - Continua...
30
RUTACEAE Sp10 ∗ ∗ ∗ ∗ X - ∗ ∗ ∗ ∗ X - X Sp60 - - - ∗ ∗ ∗ ∗ X SAPINDACEAE Felicium decipiens X ∗ ∗ ∗ ∗ X Serjania caracasana (Jacq.) Willd. - - - ∗ ∗ ∗ ∗ X SOLANACEAE Solanum palinacanthum Dunal - X ∗ ∗ ∗ ∗ X - VERBENACEAE Lantana camara L. - ∗ ∗ ∗ ∗ X X - - ORCHIDACEAE Stenocladis maculata - - - ∗ ∗ ∗ ∗ X PASSIFLORACEAE Passiflora sp. X X - X NÃO IDENTIFICADAS (NI) Sp2 ∗ ∗ ∗ ∗ X ∗ ∗ ∗ ∗ X ∗ ∗ ∗ ∗ X - - Sp5 ∗ ∗ ∗ ∗ X ∗ ∗ ∗ ∗ X ∗ ∗ ∗ ∗ X - - Sp31 - X - - Sp45 - - - ∗ ∗ ∗ ∗ X Sp55 - - - ∗ ∗ ∗ ∗ X Sp56 - - - ∗ ∗ ∗ ∗ X Sp68 - - - X Sp69 X
∗ − ∗ − ∗ − ∗ − Espécies amostradas no inverno/2004. X− Espécies amostradas no verão/2005.
As famílias de maior ocorrência nos estágios iniciais de sucessão são
Gramineae, Solanaceae, Asteraceae, Melastomataceae, sendo posteriormente
substituídas por espécies das áreas circundantes (IBGE, 1992). Considerando-se
as cinco parcelas amostradas, as famílias com maior número de espécies em
ordem decrescente foram, Fabaceae, Myrtaceae, Asteraceae, Malvaceae,
Mimosaceae, Bignoniaceae e Euphorbiaceae (Figura 07).
31
Figura 07: Número de espécies por família, Nova Iguaçu, RJ.
Algumas dessas famílias ocorrentes foram classificadas por LEITÃO-FILHO
(1993) como sendo famílias de estágio intermediário de sucessão (Myrtaceae,
Euphorbiaceae, Rubiaceae). Do total de 39 famílias, 23 tiveram apenas uma ou
duas espécies como representantes. Oito famílias não foram identificadas por
ausência de material reprodutivo ou por se tratarem de plântulas que são de difícil
identificação no campo.
Além dos dados taxonômicos, a estrutura da vegetação nos fornece dados
sobre os mecanismos de colonização das áreas estudadas. A estrutura da
vegetação de cada parcela pode ser observada na figura 08.
34
4
5
56 7
7Fabaceae Myrtaceae Asteraceae MalvaceaeMimosaceae Bignoniaceae Euphorbiaceae RubiaceaeBromeliaceae Caesalpinaceae Rutaceae SapindaceaeAcanthaceae Anacardiaceae Araliaceae AsclepiadaceaeBombacaceae Cactaceae Clethraceae CombretaceaeComellinaceae Cucurbitaceae Dioscoriaceae ErytroxylaceaeFlacourtiaceae Poaceae Labiateae SolanaceaeVerbenaceae Orchidaceae Passifloraceae
2
1
32
Figura 08: Estrutura da vegetação nas parcelas amostradas.
A Mata obteve o maior número de espécies arbóreas (12), (Tabebuia
crysotricha, Astronium Graveolens, Eritroxylum pulchrum, Croton sp, Eugenia
cuprea, Eugenia fumicifolia, Casearia sp., Alchornea sp., Sp10, Sp55, Sp60 e
Sp69) sendo a maioria espécies secundárias iniciais e tardias.
Nos tratamentos MB1, MB2 e MB3, as arbóreas encontradas representam em
sua maioria regeneração das espécies plantadas (Anexo fotográfico, Fotos 10, 11
e 12), mas houve cinco espécies arbóreas provenientes de espécies não
plantadas (Tabela 04) (Sp10, Sp27, Sp31, Eugenia sp, Felicium decipiens, Inga
fagifolia) (Anexo fotográfico - Fotos 13, 14 e 15).
O Pasto apresentou apenas duas espécies arbóreas em regeneração sendo a
Eugenia jambolana um rebroto de uma arvore cortada e a Pisidium guajava
(Anexo fotográfico - Foto 16) regeneração do banco de sementes formado por
uma antiga goiabeira que também foi cortada, evidenciando perturbações
antrópicas que vão contra os processos regenerativos, aumentando a tendência
de degradação destes ambientes.
02468
101214
MB1MB2
MB3MATA
PASTO
N° de espécies
Arbórea
Herbácea
TrepadeirasArbustivo/ArbóreaGraminea
33
Tabela 04: Porcentagem de regeneração a partir de espécies plantadas e de não plantadas.
Regeneração de Arbóreas (%):
MB1 MB2 MB3 MATA PASTO
Universo amostral n = 8 n = 7 n = 9 n = 12 n = 2
PLANTADAS 75 85,7 55 0 50
ESPONTÂNEAS 25 14,3 45 100 50
As arbustivo/arbóreas foram representadas por apenas três indivíduos nas
cinco parcelas amostradas, sendo Caliandra sp. na Mata, Alseis floribunda na
MB1 e Senna obtusifolia no Pasto.
As trepadeiras e lianas foram abundantes em todas as parcelas. A
morfoespécie Sp5 foi a espécie de trepadeira dominante estando presente nas
três medidas biológicas. Acacia sp. foi a única espécie comum entre à Mata e a
dois plantios (MB2 e MB3).
As herbáceas foram muito abundantes e predominaram nos ambientes mais
perturbados (pasto e plantios). As herbáceas da área de plantio, representam
espécies bastante comuns em ambientes perturbados (Chaptalia integerrima,
Eupatorium maximilianii, Emilia sonchifolia, Porophillum ruderale, Pterocaulon sp.,
Sida spinosa, Spermacoce verticilata, Sida sp., Sidastrum micranthum, Vigna sp.,
Wissaluda amplíssima). Na mata, foram representadas por oito espécies, todas
exclusivas deste ambiente como bromélias, orquídeas e filodendros (Crypthantus
sp, Bromelia antiacantha, Stenocladis maculata, Phylodendrum sp,
Chamaeranthenum venasum, cactaceae NI, Sp68) ( Anexo fotográfico - Fotos 17-
20) mostrando ambiente heterogêneo e próximo do equilíbrio natural dos
ecossistemas de Mata Atlântica (GUEDES-BRUNI et al., 2002; IBGE, 1992).
Plantas ruderais se desenvolvem em áreas de cultivo, junto às plantas
cultivadas (SER, 2002). Estas foram representadas no pasto por espécies como
Solanum palinacanthum, Aeschinomene viscosa, Vigna sp, dentre outras (Anexo
34
fotográfico - Foto 21), representando os primeiros estágios sucessionais onde a
ocorrência de espécies rústicas capazes de suportar condições adversas de
perturbação é freqüente (IBGE, 1992).
A gramínea Panicum maximum mostrou-se abundante tanto na pastagem
quanto nos tratamentos de plantio amostrados (Anexo fotográfico - Fotos 22-27).
A presença desta espécie demonstra que as árvores do reflorestamento ainda não
proporcionam sombreamento capaz de inibir o capim.
Em São Paulo, SOUZA et al. (2003) encontraram maior densidade de capim
colonião em área reflorestada nos meses de inverno, pois as características
deciduais das espécies utilizadas proporcionaram maior entrada de luz e,
conseqüentemente, ambientes propícios as gramíneas. O mesmo não foi
observado para Nova Iguaçu, onde o capim colonião teve maior densidade nos
meses de verão, provavelmente devido às condições de baixa umidade do
inverno, que suprimem até mesmo espécies agressivas como o capim.
Nas fronteiras entre os campos e as florestas, as mudanças agudas na
temperatura e umidade da superfície, intensidade de luz e freqüência de incêndios
resultam em substituições de espécies (RICKLEFS, 2001). Espécies de
gramíneas invasoras são altamente competidoras por nutrientes e substrato com
as espécies nativas e demais espécies regenerantes, reduzindo o teor de umidade
das camadas superficiais do solo e fornecendo grande quantidade de biomassa
seca durante o inverno, facilitando a propagação do fogo e dificultando o
crescimento de plântulas de espécies lenhosas, prejudicando o estabelecimento
da vegetação arbórea (VALCARCEL,1997; NEPSTAD et al., 1998; CORTINES et
al., 2004).
5.3.3-Sazonalidade das espécies
Quanto ao número de espécies encontradas nos cinco tratamentos, houve
uma diferença potencial no verão quando comparadas ao inverno, sendo 70 delas
encontradas na época chuvosa e 54 na época de seca, considerando a
35
sobreposição de espécies entre as duas estações. Do total de 74 espécies, 24
foram amostradas exclusivamente no verão e duas exclusivamente no inverno.
A ocorrência de mais espécies no verão deveu-se principalmente às
condições climáticas da estação chuvosa (Figura 09), onde a capacidade de
retenção de água pelo sistema fica aumentada e há uma elevação da
temperatura. Com isso, aumentam-se as taxas de evapotranspiração e
pluviosidade (MATTOS et al, 1998), fazendo com que a umidade relativa do ar e
do solo fiquem maior, favorecendo a germinação e estabelecimento das
plântulas.
A ocorrência de estação muito seca no inverno (chegando a apresentar
índices pluviométricos de 28 mm/mês) caracteriza o ambiente das formações
vegetais de Floresta Estacional Semidecidual, onde se tem de quatro a seis
meses de seca durante o ano, acarretando no comportamento de caducifolia
(perda de folhas) em parte da vegetação como mecanismo de economia de água
(Foto 01).
Foto 01: Cobertura de copa na MB1 no verão e inverno respectivamente.
Como conseqüência há mudança na dinâmica de entrada de luz nos estratos
inferiores e no solo, propiciando ou inibindo a ocorrência e germinação de
36
espécies. Espécies pioneiras geralmente necessitam de quantidade considerável
de luz para germinarem. Já as espécies secundárias e climácicas não se
desenvolvem bem em condições de alta luminosidade, necessitando de condições
sombreadas para seu estabelecimento (SILVA, 1996).
Os critérios usados para classificar espécies em grupos ecológicos pode
variar desde a tolerância à luz (DENSLOW, 1980; WHITMORE, 1983; SWAINE e
WHITMORE, 1988; VIANA, 1989) até aspetos ecofisiológicos diversos (BAZZAZ e
PICKETT, 1980). Alguns autores buscam na relação causal na demografia das
comunidades a substituição de espécies, dinâmica da regeneração e processos
de sucessão (MARTINEZ-RAMOS et al.,1989).
A baixa umidade do solo nos meses de inverno, representada pelo déficit
hídrico, causa condições fisiológicas de estresse nas plantas levando-as muitas
vezes ao ponto de murcha permanente, onde elas não recuperam mais a umidade
que é toda perdida para o solo ou para plantas mais rústicas e resistentes às
condições de seca prolongada (LARCHER, 1977).
No caso das sementes e plântulas, a água é fator ainda mais limitante à
germinação e estabelecimento das espécies, que são frágeis e tendem a ser mais
prejudicadas e sucumbirem nas condições de falta de umidade.
Outro fator considerável na variação sazonal da regeneração é a presença
de espécies anuais que aparecem somente quando as condições ambientais
tornam-se favoráveis. Nos meses frios e secos, devido a mecanismos de
dormência, onde a planta baixa seu metabolismo para garantir sobrevivência,
geralmente utilizam suas reservas de bulbos ou tubérculos, permitindo a
supressão da parte aérea nessas épocas de falta de chuva, reaparecendo no final
da primavera e início do verão (DELEVORYAS, 1978; LARCHER, 1977).
37
Figura 09: Dados climatológicos médios para a estação meteorológica Agroecologia, Seropédica, RJ. Serie Normal 1934- 1967. (Fonte: MATTOS et al, 1998).
Tem peratura do ar
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38
A área que mais respondeu a esse efeito da sazonalidade foi a MB3, onde
foram amostradas 13 espécies a mais no verão do que no inverno. Na MB1 e
MB2 foram amostradas 6 e 11 espécies a mais no verão, respectivamente.
Quanto à parcela da Mata, observou-se 6 espécies. O Pasto apresentou menor
efeito da sazonalidade, com apenas 4 espécies (Figura 10).
Esses dados corroboram a fragilidade dos Pastos e evidenciam que já
existem diferenças entre a oferta de propriedades emergentes advindas pelas
medidas biológicas.
Figura 10: Total de espécies amostradas nas duas estações, em Nova Iguaçu, RJ.
Do total de 24 espécies amostradas exclusivamente no verão, dez eram
herbáceas anuais, oito novas plântulas regeneradas e quatro foram espécies que
já estavam presentes no sistema, mas que devido à metodologia de amostragem,
ficaram excluídas do levantamento de inverno.
Os parâmetros fitossociológicos permitem acompanhar a evolução dos
processos sucessionais e identificar quais espécies entram, saem e permanecem
de forma dominada e dominante na composição florística dos ecossistemas.
0
5
10
15
20
25
30
N°deespécies
MB1MB2
MB3MATA
PASTO
INVERNO VERÃO
39
As medidas biológicas obtiveram as mesmas espécies predominantes entre
as cinco mais freqüentes (Tabelas 05 e 06) para o levantamento de inverno e
verão com pequenas substituições no verão, sendo Panicum maximum a espécie
de maior freqüência, seguida pela Sp5, que é uma trepadeira bastante dominante
e mostrou-se altamente agressiva no campo, estrangulando espécies arbóreas e
levando alguns indivíduos à morte (Anexo fotográfico - Fotos 28 e 29).
As duas espécies arbóreas mais representativas das medidas biológicas são
regeneração de espécies pioneiras rústicas, de rápido crescimento (Mimosa
caesalpiniifolia e Leucaena leucocephala) plantado na área por suportarem bem
as condições de seca prolongada. No verão houve uma substituição da espécie
Sida spinosa pela Vigna sp. que só apareceu nesta estação para os três
tratamentos de plantio. Para a MB2 o Eucalyptus citriodora apareceu como a
terceira espécie mais freqüente nos meses de verão.
A Mata foi o tratamento que apresentou maior estratificação da vegetação
regenerante, sendo representada por espécies arbóreas, arbustiva, bromélias,
trepadeiras e lianas.
Na área de pastagem, as espécies de maior valor de importância foram
Panicum maximum e Solanum palinacanthum que possuem sementes que
suportam as queimadas conseguindo germinar novamente nas épocas chuvosas
(Anexo fotográfico, Fotos 30, 31 e 32), tornando-se as espécies mais freqüentes
para as duas estações. As outras três espécies dominantes são trepadeiras,
sendo que a Aeschinomene viscosa é temporária e só aparece nos meses de
verão.
Tabela 05: Parâmetros fitossociológicos para os cinco espécies mais relevantes, na estação seca. Inverno 2004 DR VR MT FR CR VI IC
MB1 Panicum maximum 20,98 25,27 1,70 34,18 16,00 80,43 57,94 Sp5 18,18 15,35 2,55 13,92 6,52 47,49 30,95 Mimosa caesalpinifolia 13,29 17,58 4,00 10,13 4,74 40,99 31,75 Leucaena leucocephala 9,78 9,34 2,43 8,86 4,15 27,99 19,05 Sida spinosa 4,90 5,49 1,00 1,27 0,59 11,65 8,73
MB2 Panicum maximum 59,15 56,03 1,88 59,16 27,47 182,55 85,82 Sp5 13,45 19,05 1,22 20,72 12,76 53,22 36,96 Mimosa caesalpinifoilia 5,85 11,59 2,00 7,21 4,44 23,94 17,39 Leucaena leucocephala 4,09 6,12 1,29 6,31 3,88 16,52 11,59 Sida spinosa 4,09 6,12 1,29 6,31 3,88 16,52 11,59
MB3 Panicum maximum 25,73 33,33 1,14 38,74 23,86 97,81 66,67 Sp5 13,45 19,05 1,22 20,72 12,76 53,22 36,96 Mimosa caesalpinifolia 5,85 10,88 2,00 7,21 4,44 23,94 17,39 Leucaena leucocephala 4,09 6,12 1,29 5,07 3,88 16,52 11,59 Sida spinosa 4,09 6,12 1,29 5,07 3,88 16,52 11,59
MATA Alchornea sp. 48,916 59,014 4,402 37,339 35,845 145,269 470 Caliandra sp. 9,59 7,550 1,69 12,44 11,94 29,59 78 Cryptanthus sp. 9,59 5,547 2,11 7,296 7,00 22,44 53 Acacia sp 8,05 7,396 2,08 9,871 9,47 25,31 71 Oxypetalum sp 3,71 3,082 1,66 5,150 4,94 11,94 32 Serjania caracasana 3,71 2,465 1,33 5,15 4,94 11,33 28
PASTO Panicum maximum 63,36 76,47 4,15 55,11 54,56 194,94 500 Solanum palinacanthum 17,67 10,62 1,60 19,88 19,68 48,18 91 Galactia sp 8,62 5,88 1,55 11,36 11,25 25,86 51 Vigna sp 3,87 1,89 1,11 5,11 5,06 10,89 19 Clitoria sp 1,72 1,32 1,75 2,27 2,25 5,32 11
DR= Densidade Relativa; VR= Vigor Relativo; MT= Média de Toques; FR= Frequência Relativa;CR= Cobertura Relativa; VI= Valor de Importância; IC=Índice de Cobertura.
41
Tabela 06: Parâmetros fitossociológicos para os cinco espécies mais relevantes, na estação chuvosa. Verão 2005 DR VR MT FR CR IVI IC
MB1 Panicum maximum 42,73 55,63 2,68 42,73 36,35 141,08 264,12 Sp 5 15,91 11,26 1,46 15,91 13,54 43,08 65,64 Mimosa caesalpinifolia 10,91 10,15 1,92 10,91 9,28 31,97 53,43 Leucaena leucocephala 6,36 4,42 1,43 6,36 5,41 17,14 25,95 Vigna sp 4,09 1,99 1,00 4,09 3,48 10,17 13,74
MB2 Panicum maximum 59,01 78,89 4,38 54,90 53,84 192,81 561,9 Sp5 18,73 9,40 1,38 20,79 20,38 48,91 94,0 Eucaliptus sp. 3,53 2,45 1,90 3,92 3,85 9,90 21,6 Mimosa caesalpinifolia 1,41 1,16 2,25 1,57 1,54 4,14 9,7 Leucaena leucocephala 1,41 0,90 1,75 1,57 1,54 3,88 8,2
MB3 Panicum maximum 51,77 65,27 2,92 48,05 45,01 165,09 339,4 Sp5 18,65 12,36 1,55 17,19 16,10 48,20 78,9 Leucaena leucocephala 5,47 3,64 1,25 6,25 5,85 15,35 25,4 Vigna sp1 4,50 2,55 9,86 5,47 5,12 12,52 19,7 Mimosa caesalpinifolia 3,86 3,27 1,50 4,69 4,39 11,82 21,1
MATA Alchornea sp 46,90 54,57 2,98 35,87 35,89 137,38 390 Cryptanthus sp. 8,24 6,72 1,71 7,69 7,69 22,66 57 Caliandra 6,18 6,16 1,37 8,79 8,79 21,14 57 Sp54 4,63 1,495 1,14 2,56 2,56 8,69 15 Oxypetalum sp. 3,35 2,99 1,33 4,39 4,39 10,73 28 Serjania caracasana 3,35 2,61 1,07 4,76 4,76 10,72 27
PASTO Panicum maximum 38,13 58,36 3,17 37,63 37,63 134,12 412,84 Solanum palinacanthum 27,42 20,48 1,62 25,78 25,78 73,69 177,98 Galactia sp. 8,36 4,78 1,08 9,06 9,06 22,20 49,54 Aeschinomene viscosa 8,36 4,61 1,08 8,71 8,71 21,68 47,71 Vigna sp1 6,69 4,44 1,30 6,97 6,97 18,09 42,20
DR= Densidade Relativa; VR= Vigor Relativo; MT= Média de Toques; FR= Frequência Relativa;CR= Cobertura Relativa; VI= Valor de Importância;
IC=Índice de Cobertura.
42
5.3.4- Similaridade de espécies (Índice de Jaccard)
O Índice de similaridade entre parcelas com níveis de perturbações
diferenciados permite inferir sobre oferta de atributos ambientais capazes de
promover surgimento de espécies nos ambientes, assim como evidencia os níveis
de resiliência dos ecossistemas.
O índice demonstrou alta similaridade (30-50%) entre os três
reflorestamentos, media similaridade (20-30%) entre os plantios e o Pasto, e baixa
similaridade (0-20%) entre a Mata e o Pasto e entre a Mata e os plantios (Tabela
07). Tabela 07: Índice de similaridade
de Jaccard (Cj).
Parcelas Similaridade%
MB1- MB3 50
MB2- MB3 44 MB1- MB2 35
MB2- PASTO 31 MB3- PASTO 23
MB1- PASTO 21
MB3- MATA 05 MB1- MATA 04
MB2- MATA 0 MATA- PASTO 0
A ocorrência comum de 11, 15 e 16 espécies entre as áreas de plantio (MB1
e MB2; MB1 e MB3; MB2 e MB3, respectivamente) deve-se pela proximidade
entre as parcelas, facilitando a troca de material reprodutivo e a chance de serem
influenciadas pelos mesmos agentes dispersores. A influência similar dos fatores
abióticos e tipos de perturbações nestas áreas de plantio levam a uma
43
colonização espontânea pouco diferenciada entre estes tratamentos, fazendo com
que a dinâmica da regeneração apresente espécies comuns.
As perturbações sofridas num passado recente nas áreas de plantios,
considerando sua pouca idade (9 anos), influenciaram no surgimento de 10
espécies similares entre as áreas de plantio e o Pasto (testemunha), evidenciando
um ambiente ainda em construção e com influência de ambientes antrópicos
(pastagens e áreas urbanas).
Dessas espécies similares o capim colonião se destacou por sua densidade
elevada nas três parcelas, sendo um dos principais empecilhos à regeneração
espontânea, já que esta espécie é extremamente agressiva e competidora por
substrato e nutrientes, dificultando o estabelecimento de espécies arbóreas e
induzindo o surgimento de espécies herbáceas mais capazes de competir com o
capim (PARROTA et al., 1997).
Segundo NEPSTAD et al. (1998) as gramíneas possuem maior capacidade
de reduzir a água das camadas superficiais do solo que vegetações florestais,
devido à elevada densidade e comprimento das raízes na superfície do solo.
Como as sementes e plântulas precisam justamente da água armazenada nas
camadas superficiais para germinarem e se estabelecer, a competição torna-se
desleal e a tendência é que as gramíneas prevaleçam no sistema até que
espécies arbóreas cresçam o suficiente para sombreá-las, inibindo seu
crescimento.
Apesar da baixa similaridade entre o plantio e a área de Mata secundária, a
presença de cinco espécies arbóreas que chegaram via dispersão, mostra o início
de uma dinâmica florestal e evolução dos fragmentos plantados rumo a condições
ecológicas similares à dos ecossistemas naturais usados como referência (Mata).
A ausência de similaridade entre a Mata e o Pasto reflete a oferta
diferenciada de atributos ambientais e níveis de perturbação entre estes
ambientes, e a influência disso na estrutura e composição da vegetação e nos
44
processos ecológicos responsáveis pelo equilíbrio ambiental. Estes dois
ambientes foram importantes parâmetros de comparação para o estudo da
dinâmica de colonização espontânea dos plantios em questão e aferição do grau
de sustentabilidade do mesmo ao longo do tempo.
5.3.5- Diversidade de espécies (Índice de Shannon H`)
O índice de diversidade de Shannon é utilizado em estudos fitossociológicos
e indica a heterogeneidade florística de uma área (VUONO, 2002), podendo-se
comparar o desenvolvimento ecológico de ambientes similares. Esse índice pode
servir como instrumento de avaliação e monitoramento de projetos de restauração
(FINNEGAN, 1984), já que o sucesso desses projetos tem uma relação estreita
com a evolução da diversidade na área revegetada.
O índice de diversidade foi maior para o levantamento de verão do que para
o de inverno (exceto na MB1) (Tabela 08). Provavelmente isto se deva às
condições climáticas desfavoráveis da estação seca, que podem levar a
mortalidade de espécies nestas épocas (BAZZAS e PICKET, 1980).
Tabela 08: Diversidade florística da Regeneração
espontânea em Nova Iguaçú, RJ. Onde: H’= Índice de Shannon .
Tratamentos Verão H´
Inverno H´
MB1 2,06 2,1 MB2 1,57 1,56 MB3 1,8 1,65
MATA 2,11 1,94 PASTO 1,78 1,25
Dos tratamentos, a Mata nativa teve o maior índice sendo este muito
próximo aos valores da MB1. Como para estes tratamentos não houve uma
estabilização do número de espécies acumuladas na curva do coletor, sugere-se
45
que ao se aumentar o número de amostras o índice de diversidade também
aumente.
A MB3 obteve índice de diversidade intermediário, sendo que o número de
espécies arbóreas em regeneração foi o maior entre as áreas de plantio.
Os Tratamentos do Pasto e da MB2 obtiveram os menores índices de
diversidade mostrando a baixa oferta de atributos nesses ambientes.
A comparação do índice com trabalhos similares nos remete a questão do
tamanho da amostra. Enquanto que o presente estudo avaliou áreas de
aproximadamente 120m2, na literatura as áreas são maiores, o que pode
influenciar no índice, já que ele é calculado considerando o número de espécies
por área. Estudos realizados por PARROTA et al. (1997) em áreas degradadas da
Amazônia em plantios de 10 anos, encontraram índice de diversidade de H`=1,93
em ambientes florestados com cobertura de copa maior que 40% e de H`= 1,01
em reflorestamentos com copas recobrindo menos de 40% da área, mostrando
que a estrutura do dossel está relacionada com a geração de propriedades
emergentes e favorecimento dos processos de regeneração.
Por isso torna-se fundamental a escolha de espécies apropriadas para a
reabilitação de áreas perturbadas e/ou degradadas, sendo que quanto maior a
diversidade dessas espécies implantadas, mais heterogêneo será a estrutura do
dossel e posteriormente do sub bosque, sendo as influências positivas nos
processos de restauração que utilizem medidas biológicas de reflorestamento.
5.3.6 - Altura e Cobertura de Serrapilheira
A funcionalidade dos sistemas florestais está relacionada com a
armazenagem e liberação de nutrientes, estando seu estoque nutricional
condicionado às estratégias de disponibilização dos nutrientes na biomassa. A
conservação da produtividade destes solos é influenciada diretamente pelas
técnicas de otimização da taxa de reciclagem da matéria orgânica (SWIFT et al.,
1979).
46
Entre os fatores que controlam a decomposição estão: clima, variações
sazonais de temperatura e umidade, umidade acumulada (ERIKSSON, 1995;
POGGIANI et al., 1998), atividade das comunidades saprofíticas e a qualidade do
substrato (REZENDE et al., 1997).
O plantio de espécies como medida de recuperação tem como um dos
objetivos favorecer o recobrimento do solo por materiais decíduos, gerando
modificações no ambiente capazes de proporcionar melhores condições às
espécies de estágios sucessionais mais avançados, que chegam via dispersão.
Além da armazenagem de nutrientes, a serrapilheira exerce importante papel
na proteção dos solos contra os impactos das gotas de chuva, diminuindo a
energia da água e facilitando os processos de infiltração (FASSBENDER, 1980).
Por isso, em cada parcela amostrada foram medidas a altura e cobertura da
serrapilheira (Anexo fotográfico - Fotos 33-36) (Tabela 09).
Tabela 09: Altura e cobertura da serrapilheira nas parcelas amostradas.
VERÃO INVERNO Altura
(cm) Cobert.
(%) Altura (cm)
Cobert. (%)
MB1 1,83a 77,63d 3,04c 89,01c MB2 1,12b 50,74c 1,72b 53,98b MB3 1,24a 66,55b 1,81a 65,77a MATA 0,84a 23,85a 2,01a 47,58b PASTO 0,6b 27,89a 1,54b 66,02a
Obs: Números seguidos de mesma letra na mesma coluna, não diferem estatisticamente pelo teste de Tukey 0,05.
O acúmulo de serapilheira no solo é regulado pela quantidade de material
decíduo e por sua taxa de decomposição. Os mecanismos que regulam os
processos de permanência da serapilheira no substrato são dinâmicos, onde as
entradas (deposição) e as saídas ou transformações (decomposição) ocorrem de
forma semi-simultânea (KOLM, 2001).
47
O Tratamento MB1, que possui predomínio de Mimosa caesalpinifolia
apresentou a maior cobertura de serrapilheira durante todo o ano. No inverno ela
se deve a espécie ser decídua e perder as folhas na época mais seca do ano,
gerando maior aporte de biomassa que pode isolar termicamente a superfície do
solo, assim como dificultar o contato das sementes com o solo, prejudicando a
regeneração.
O tratamento MB2 obteve um nível de cobertura estável durante todo o ano,
o que pode ser conseqüência da maior resistência da serrapilheira aos processos
de decomposição e ciclagem de nutrientes, já que se refere a uma área com
predomínio de Eucalyptus citriodora, que possui folhas e galhos com grandes
concentrações de lignina e celulose, que são materiais mais difíceis de serem
decompostos (FASSBENDER, 1980).
A Medida Biológica 3 foi a única a apresentar médias mais altas de
decomposição e formação de serrapilheira no verão do que no inverno, sendo
esta diferença não significativa evidenciando um processo contínuo de deposição
e decomposição do material decíduo, favorecido pela maior diversidade de
espécies plantadas neste Tratamento. Em estudos em áreas degradadas NEVES
(2005) encontraram maior decomposição de serrapilheira em medidas biológicas
com maiores concentrações de espécies nativas que nas medidas homogêneas
de espécies exóticas.
A área de pastagem (testemunha) apresentou a menor espessura de
serrapilheira entre os Tratamentos e maior taxa de cobertura no inverno do que no
verão. A diferença significativa no Pasto entre as estações relaciona-se com as
queimadas anuais que reduzem a biomassa a quase zero em certas épocas do
ano.
A Mata apresentou cobertura de serrapilheira inferior às demais, devendo-se
aos mecanismos de decomposição serem mais rápidos e eficazes. Ambientes
florestais heterogêneos apresentam maior diversidade de macro e micro fauna
48
responsáveis pela degradação da serrapilheira e formação da camada húmica do
solo, tornando eficiente a ciclagem de nutrientes e processos de infiltração de
água no solo (REZENDE et al., 1997).
5.3.7- Presença de Musgos
O Tratamento da Mata apresentou grande quantidade de musgos (Foto 02)
que são capazes de reter água proporcionando "input" de umidade no sistema,
evidenciando oferta diferenciada de atributos entre os Tratamentos já que os
plantios tiveram sua cobertura de musgos pouco representativas (Foto 03) e a
pastagem não apresentou este tipo de vegetal (Tabela 10).
Tabela 10: Porcentagem de pontos com presença de musgos.
Parcelas Cobertura de Musgo
(%) MB1 13,84 MB2 8,82 MB3 16,42 MATA 98,00 PASTO 0,00
49
Foto 02: Presença de musgos na parcela da Mata, no mesmo local, no inverno e verão respectivamente.
Foto 03: Musgos na MB3 no inverno.
As briófitas e liquens são os primeiros colonizadores de estágios
sucessionais primários e geralmente crescem sobre as pedras deteriorando-as e
aumentando o aporte de nutrientes por intemperismo (BOERBOOM, 1974). Com
isso, plantas com maiores demandas nutricionais podem vir a colonizar a área
(sucessão secundária).
50
Estas plantas costumam resistir bem a longos períodos de seca, baixando
seu metabolismo fotossintético nas condições de déficit hídrico (DELTORO et al.,
1998). PROCTOR (2001) em estudos de dessecação e rehidratação com briófitas
encontrou que estas plantas, mesmo após 10-15 dias de dessecamento, levam
apenas de três-quatro horas para se rehidratar sendo seu estado de
dessecamento totalmente reversível. Sendo assim, o recobrimento do substrato
por estas plantas pode significar rapidez na absorção das águas da chuva e seu
armazenamento no sistema por um tempo maior.
5.3.8-Microtopografia
A forma do terreno determina em curto prazo os processos de evolução da
encosta na escala microtopográfica. A tendência nas partes convexas da encosta
é a de fluxos divergentes com processos de erosão laminar e por salpicamento
(splash), lavando a superfície do terreno. Nas áreas côncavas, o acúmulo de água
acarreta em processos erosivos lineares (CUNHA e GUERRA, 2003). A
microtopografia (Tabela 11) está relacionada com o acúmulo ou dispersão da
água em pequena escala, sendo importante nos processos de infiltração no solo e
retenção de água no sistema.
Tabela 11:Microtopografia predominante nas áreas amostradas, Nova Iguaçu, RJ.
Microtopografia (%) Côncavo Convexo Plano Plano/
Côncavo Plano/ convexo
Côncavo/ Convexo
MB1 24,42 53,43 0,76 7,63 6,87 6,87 MB2 10,94 29,2 0,73 15,32 37,22 5,1 MB3 21,52 36,42 0,71 18,57 22,14 2,85 MATA 7 12 0 38 45 0 PASTO 0 0 7,33 13,5 80,2 0
Os Tratamentos de plantio apresentaram em geral microtopografias plano-
convexas e convexas predominando sobre a forma côncava ou plano-côncava
levando a crer que os processos de escoamento superficial e dispersão da água
51
da chuva predominam nestas áreas e que as pequenas concavidades presentes,
são responsáveis por um acúmulo de água que pode exercer influência
consideráveis nos processos de regeneração.
Na Mata houve também o predomínio das feições plano-convexas e
convexas, sendo que a alta pedregosidade e a presença de musgos em toda a
parcela podem reduzir o efeito de perda de água por escoamento superficial
através do armazenamento de umidade e pelo favorecimento de microhabitats
sombreados pela disposição das pedras e da retenção da água escoada pelos
musgos.
52
6- CONCLUSÕES
• O capim colonião teve alta freqüência em quatro das cinco parcelas
analisadas, estando ausente apenas na Mata, sendo um empecilho à
regeneração espontânea nos ambientes construídos, devido sua alta
competitividade e propensão a incêndios;
• A área testemunha (Pastagem) encontra-se com tendência de degradação,
onde apenas as espécies rústicas e resistentes ao fogo conseguem
colonizar. As espécies arbóreas encontradas apresentam tamanho
reduzido e alta propensão à mortalidade por herbivoria ou queimadas.
• Nas MB1 (75%), MB2 (85,4%) e MB3 (55%), as arbóreas em regeneração
são de espécies utilizadas no plantio, porém a porcentagem de espécies
arbóreas na MB1 (25%), MB2 (14,3%) e MB3 (45%) regeneradas à partir
de espécies não plantadas, evidencia o início de aquisição de resiliência e
possibilidade de recuperação funcional à longo prazo dos ecossistemas
reflorestados, mas por enquanto, não garantem a sustentabilidade do
plantio.
• A medida biológica com maior riqueza de espécies plantadas (MB3) foi a
que apresentou maior diversidade de arbóreas regenerantes, evidenciando
maior oferta de atributos ambientais modificadores do ecossistema.
• A MB1 apesar de ter baixa riqueza predominando a Mimosa caesalpiniifolia
apresentou indivíduos arbóreos em regeneração e foi a que melhor
suprimiu as herbáceas e gramíneas evidenciando a eficiência desta
espécie como pioneira.
53
• A MB2 com predomínio de Eucalyptus citriodora foi o tratamento que
apresentou menor oferta de atributos ambientais, sendo menores as taxas
de regeneração de arbóreas e maiores as porcentagens de Panicum
maximum e herbáceas como um todo, agrupando-se muitas vezes com a
área testemunha nos parâmetros avaliados.
• A serrapilheira teve maiores taxas de deposição na parcela MB1 com
predomínio de Sabiá (Mimosa Caesalpiniifolia), mas a homogeneidade da
mesma não favorece tanto os processos de decomposição como na MB3
(espécies pioneiras nativas) que apresentou um processo contínuo de
deposição-decomposição influenciado principalmente pela
heterogeneidade do material decíduo. A mata teve os menores índices no
verão, mostrando que as taxas de decomposição da serrapilheira neste
ambiente são maiores, fato que pode ser evidenciado pela presença de
organismos saprófitos. A parcela do pasto e da MB2 tiveram os valores
mais baixos, sendo que no pasto a biomassa pega fogo anualmente
reduzindo seu acúmulo. Na MB2 com predomínio de Eucalyptus citriodora,
se observou uma taxa constante que foi atribuída a uma maior
concentração de lignina e celulose em sua composição, dificultando os
processos de degradação deste material.
• A presença de musgos foi consideravelmente maior na parcela da Mata,
podendo exercer influência nas condições microclimáticas, já que estas
plantas são capazes de reter grande quantidade de água. A cobertura de
musgos nas Medidas biológicas (MB1, MB2 e MB3) foi muito baixa quando
comparadas com a Mata, não podendo ser atribuída nenhuma importância
para armazenamento de água nestes Tratamentos. A área de pastagem
não apresentou musgos.
54
7- RECOMENDAÇÕES
Atividades mitigadoras de impactos são importantes na reabilitação de
ecossistemas perturbados, recomposição da paisagem e manutenção da
biodiversidade local.
A preocupação com a escolha das espécies usadas em reflorestamentos e
suas proporções utilizadas é fator determinante nos processos sucessionais e
devem ser levadas em conta na hora de se estabelecer ações de reabilitação de
ecossistemas, buscando um aumento da biodiversidade e conseqüentemente o
aumento das interações ecológicas presentes nos ambientes naturais. Sem este
cuidado, o processo de reabilitação pode se tornar muito demorado ou nunca
ocorrer.
Estudos envolvendo a sucessão vegetal em ambientes perturbados são
fundamentais para se determinar o grau de acerto das medidas recuperação
implantadas e para determinar ações futuras de reflorestamento em paisagens de
Mata Atlântica.
A influência dos fatores abióticos no sistema e as condições climatológicas
locais devem ser levados em conta quando se faz a escolha das espécies e dos
locais onde estas serão implantadas, visando uma maior adaptação e
sobrevivência das espécies plantadas.
O entendimento dos processos ecológicos em áreas de reflorestamento é
necessário, sendo importante o desenvolvimento de estudos que facilitem a
elucidação destes processos e apontem soluções tecnológicas e metodológicas
para a otimização dos processos de recobrimento da vegetação remanescente,
nas áreas perturbadas.
55
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62
9 - ANEXO DE CONCEITOS
• Áreas Perturbadas - São áreas que sofreram perturbações menos intensas e
ainda possuem alguns mecanismos de aquisição de resiliência. Os
ecossistemas perturbados sofrem transformações capazes de converter um
ecossistema em um tipo diferente de ecossistema por mal uso da terra (SER,
2002).
• Áreas Degradadas - Entende-se por áreas onde a vegetação nativa e fauna
são destruídas, removidas ou expulsas; a camada fértil do solo é perdida,
removida ou enterrada e a qualidade do regime hídrico é alterada (EMRC,
2004). Nesses ambientes, a capacidade de resiliência é perdida prejudicando
os processos de regeneração e o retorno ao seu estado natural
(MINTER/IBAMA, 1990; KAGEYAMA e CARPANEZZI, 1992; VALCARCEL e
SILVA, 1997).
• Ecossistema - formado a partir das interações entre oferta e demanda de
fatores abióticos e demanda de fatores ambientais por parte dos componetes
da biocenose. Quanto maior for a oferta desses fatores, mais diversificado e
eficiente funcionam esses ecossistemas (CAMARGO et al., 2002).
Ecossistemas eficientes criam propriedades emergentes, capazes de
potenciar a oferta de fatores ambientais extras, viabilizando o estabelecimento
e colonização de espécies com maiores níveis de exigências de fatores
ecológicos não disponíveis na região (BROWN e LUGO, 1994). O inverso
também é verdadeiro: quanto menor a oferta de fatores ambientais, menor a
biodiversidade, a capacidade de resistir as ações dos agentes modificadores.
• Reabilitação - Usada para áreas degradadas, onde as estratégias envolvem a
recuperação funcional dessas áreas, para que atinjam capacidade de fornecer
produtos e serviços a sociedade (SARRE e MULLER, 2002) As áreas
degradadas prejudicam o desenvolvimento econômico regional e a reabilitação
63
se torna uma atividade necessária para dotar os ecossistemas de
sustentabilidade ecológica (BROWN e LUGO, 1994). É importante lembrar que
a reabilitação não objetiva Ter uma vinculação com o ecossistema original e
sim com a capacidade do ecossistema de se autosustentar dentro de um
contexto regional (BRADSHAW, 1987; MINTER/IBAMA, 1990; BROWN e
LUGO, 1994; VALCARCEL e SILVA, 1997;).
• Restauração - Consiste em remover ou modificar um distúrbio específico,
permitindo assim, que processos ecológicos tragam o recobrimento
espontâneo da área (SER, 2002). Algumas vezes, o desenvolvimento da
trajetória de degradação de um ecossistema é bloqueada, e seu recobrimento
através de processos naturais parecem ficar impedidos indefinidamente.
Nesse caso, a restauração ecológica pretende iniciar ou facilitar a continuação
destes processos que iram retornar o ecossistema à sua trajetória (SER,
2002). Na restauração pretende-se chegar a viabilidade ecológica em longo
prazo dos ecossistemas, e a recriação, no futuro, de comunidades mais
próximas possíveis dos ecossistemas originais (MINTER/IBAMA, 1990;
ENGEL e PARROTA, 2003). Quando a trajetória desejada é alcançada, o
ecossistema sob manipulação não precisa mais de assistências externas para
garantir a sua saúde e integridade e a restauração pode ser considerada
completa (SER, 2002).
• Recuperação - envolve plano de ações preestabelecidas, onde objetiva-se
oferecer condições aos ecossistemas para retomar funções ecológicas
próximas às originais (MINTER/IBAMA, 1990; SANTOS e VALCARCEL,
1997). O ideal é que asmatividades de recuperação sejam planejadas para
iniciarem antes das ações desencadeadoras dos impactos e terminarem
depois de cessadas as atividades exporatórias (BARTH, 1989). A recuperação
pretende resgatar as funções dos ecossistemas, recuperando forma e função
desses ambientes (DIETRICH, 1990; BITAR, 1997). Segundo BRADSHAW
64
(1987) a recuperação de áreas degradadas é, para muitas pessoas, um
problema essencialmente técnico, onde se almeja conseguir, a baixo custo,
alguns objetivos simples como a estabilização de superfícies, controle de
poluição, melhoria visual e aumento da produtividade do sítio.
• Processos ecológicos e funções dos ecossitemas - São os atributos
dinâmicos, incluindo interações entre organismos e entre estes e seu
ambiente. Os processos ecológicos são a base para a restauração ambiental
autosustentável, principalmente no que diz respeito à transformação e
seqüestro de nutrientes energia e umidade. Quando as funções do
ecossistema estão bem definidas, outros atributos podem ser identificados
como, estabilização do substrato, controles microclimáticos e diferenciação do
habitat por espécies especializadas, polinização e dispersão de sementes. As
funções e processos do ecossistema junto com reprodução e crescimento de
organismos, é o que leva o ambiente a ser auto renovável ou autogênico
(SER, 2002).
• Resistência - É a habilidade do ecossistema em manter os atributos
funcionais e estruturais sob distúrbios (SER, 2002).
• Resiliência - É a habilidade deste ecossistema de recuperar os atributos
estruturais e funcionais que sofreram algum dano com a perturbação ou
estresse (SER, 2002). Sistemas mais resilientes, podem retornar à sua
condição original de equilíbrio, após modificações consideráveis (LIMA-e-
SILVA et al., 2002).
• Estabilidade - É a habilidade do ecossistema em manter suas trajetória de
equilíbrio sob modificações à partir do estresse. A estabilidade é alcançada em
parte com base na capacidade do ambiente de resistência e resiliência (SER,
2002).
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• Integridade - É o estado de condição de um ecossistema que detém as
características da referência, como composição de espécies e estrutura da
comunidade, e uma organização funcional capaz de sustentar as funções
normais de um ecossistema (SER, 2002; LIMA-e-SILVA et al., 2002).
• Saúde - É o estado ou condição de um ecossistema onde os atributos
dinâmicos são expressos como uma taxa normal de atividades relativas ao
seu estágio ecológico de desenvolvimento (SER, 2002).
