SUCESSÃO VEGETAL COMO INDICADORA DE RECUPERAÇÃO DE ÁREAS DE EMPRÉSTIMOS EM DIFERENTES MEDIDAS BIOLÓGICAS (1)

Transcrição

1 SUCESSÃO VEGETAL COMO INDICADORA DE RECUPERAÇÃO DE ÁREAS DE EMPRÉSTIMOS EM DIFERENTES MEDIDAS BIOLÓGICAS (1) Neves, L.G 2 ; Marques, O 3 ; Valcarcel,R 4. 2-Acad de Eng. Florestal/UFRRJ, bolsista do PIBIC/CNPq; 3-Acad. de Eng. Florestal/UFRRJ; 4-Prof. Adjunto do Depto. de Ciências Ambientais / UFRRJ RESUMO O presente trabalho objetiva avaliar a dinâmica sucessional das espécies que colonizaram espontaneamente os ecossistemas a partir da introdução de medidas biológicas compostas por diferentes espécies pioneiras. Utilizou-se a área de empréstimo de ha na Ilha da Madeira, Município de Itaguaí-RJ, como laboratório experimental, onde a história, o tempo da degradação e de abandono sem medidas conservacionistas foram idênticas (20 anos). Foram selecionadas quatro tratamentos conservacionistas compostos por diferentes combinações de espécies invasoras e duas testemunhas sem introdução de espécies florestais invasoras. Utilizou-se o surgimento de espécies espontâneas como bio-indicadoras de oferta de fatores ecológicos. O método fitossociológico escolhido foi o "Método de Pontos". Foram determinados a densidade, dominância, freqüência, e estabelecidos o valor de cobertura e importância. O tratamento mais antigo, implantado em 1994, apresentou área basal de 26,95m 2 /ha; densidade de indivíduos arbóreos plantados de indivíduos/ha, altura média de seis metros, densidade de espécies lenhosas espontâneas de indivíduos/ha e a densidade de espécies não-lenhosas de indivíduos/ha. As áreas testemunhas não apresentaram espécies lenhosas no mesmo lapso de tempo. A densidade de espécies não-lenhosas foi de indivíduos/ha. Os resultados indicaram que os tratamentos conservacionistas propiciaram oferta de atributos ambientais suficientes para abrigar um grande contingente de espécies lenhosas espontâneas, indicador este, que evidência o resgate da resiliência do ecossistema degradado. Palavras-chaves: espécies espontâneas e áreas de empréstimo ABSTRACT The objective of this research work is to evaluate the succession dynamics of the species that spontaneously colonized degraded ecosystems that were subject to distinct biological measures of recuperation. The biological measures consisted of the introduction of several distinct pioneer species. The experimental areas are degraded lands with similar characteristics in relation to past uses, duration of degrading activities and amount of time since abandonment. During these 20 years of abandonment, no conservation actions were in these areas. The areas, comprising a total of hectares, are located in Ilha da Madeira, city of Itaguaí, Rio de Janeiro, Brazil. Four conservationist treatments were selected plus two control areas. The treatments were comprised of the introduction of distinct combinations of pioneer plants in the degraded ecosystem. In the control areas no vegetal species were introduced. The appearance of spontaneous plants was used as a bioindicator of the ecological features supplied. The phytosociological method used was the "Point Method". Density, Dominance, Frequency and Importance and Coverage values were determined. The oldest treatment, from 1994, presented the following characteristics: basal area of 26,95 m 2 /ha; mean height of 6 meters; planted tree density of individuals/ha; spontaneous tree density of individuals/ha; and weed density of individuals/ha. In the control areas no spontaneous tree species were observed during this period. The weed density was individuals/ha. The results indicate that the conservationist treatments supplied enough environment features for the ecosystem to host a broad contingent of spontaneous tree species. This indicates the recovery of the degraded ecosystem s resilience.

2 INTRODUÇÃO Empreendimentos que envolvem a remoção do solo e deixam o substrato litólico exposto, provocam profundas modificações no ambientais dos ecossistemas, demandando dezenas de anos para adquirir novo equilíbrio ecológico, porém incipiente. A crescente conscientização ambiental da sociedade tem acelerado a busca de novas "equações ambientais", que objetivam a minimização dos impactos. O uso da cobertura vegetal como medida mitigadora dos impactos ambientais é uma opção coerente, prática e econômica, embora apresente dificuldades de adaptação inerentes ao novo e jovem sistema ecológico que se desenvolve no local de origem (VALCARCEL & D ALTERIO, 1996). Para minimizar esses impactos, tem sido observado que uma das melhores maneiras para se recuperar áreas decapeadas é através da agilização do processo de sucessão ecológica através da implantação de diferentes modelos sucessionais. Utilizou-se como laboratório de observação a área experimental do Laboratório de Manejo de Bacias Hidrográficas da UFRRJ, situada na Ilha da Madeira, município de Itaguaí, RJ. Ela é uma típica área de empréstimo, onde retirou-se aproximadamente 1.8 x 10 6 m 3 de aterro para a construção do Porto de Sepetiba. MATERIAL E MÉTODOS O presente experimento situa-se na região denominada de Costa Verde, distrito da Ilha da Madeira (latitude 23º55 07" 23º55 57" Sul, e longitude 43º50 33"- 43º50 33" Oeste) no Município de Itaguaí. O clima da região é classificado como "AW" (tropical chuvoso com inverno seco) segundo a classificação de KÖPPEN (1938). A temperatura máxima média anual corresponde ao mês de fevereiro (25ºC) e a mínima média anual corresponde ao mês de julho (19,6ºC), registros estes calculados a partir de uma série histórica de 41 anos (VALCARCEL & D ALTERIO, 1998). Os ventos médios predominantes na região durante o ano apontam para as seguintes direções: sul (S); sudeste (SE); leste (E); nordeste (NE); noroeste (NW); e sudoeste (SW), atingindo velocidades médias de 296 m/s (FIDERJ, 1978). As principais classes de solos encontrados na região são os Podzólicos nas vertentes, subclasse Podzólico Vermelho Amarelo Distrófico e Hidromórfico, subclasse Glei Humico nas áreas de várzeas. As medidas biológicas foram implantadas em ambiente com declividade (0-5%), substrato litólico com mais de 40cm de profundidade, decapeamento médio de 20m. Os tratamentos diferem entre si pela proporção de espécies e indivíduos introduzidos. As parcelas com 50m 2, foram selecionadas no interior de cada área para evitar efeito de borda. (Quadro 01).

3 QUADRO 01: ESPÉCIES PLANTADAS /PROPORÇÃO DE 10 INDIVÍDUOS. ESPÉCIES Tratamento 01 Tratamento 02 Tratamento 03 Tratamento 04 Acacia auriculiforme Acacia mangium 1 2 Albizia lebbech 2 Astronium urundeuva 1 Caesalpinea ferrea 1 Cecropia sp 1 Clitoria fairchildiana 2 1 Inga marginata Leucaena leucocephala 1 1 Machaerium aculeatum 2 Mimosa caesalpinifolia 2 Piptadenia gonoacantha Psidium guajava 1 1 Tabebuia umbelata 1 O método fitossociológico escolhido para o monitoramento do surgimento da espécies espontâneas em áreas de 50m 2 nos tratamentos foi o "Método de Pontos" (LEVI & MADDEM, 1933, apud MANTOVANI, 1987). Cada tratamento apresentou 50 pontos eqüidistante em um metro. Com os dados do inventário, foram calculados os parâmetros fitossociológicos por espécie e tratamento (Quadro 02). A avaliação fitossociológica das espécies espontâneas dos tratamentos foi feita em cada estação do ano, na segunda quinzena do segundo mês de cada trimestre. Todos os indivíduos amostrados tiveram seus ramos coletados em fase reprodutiva e/ou vegetativa, sendo posteriormente processados e identificados no herbário do Departamento de Botânica da UFRRJ.

4 Quadro 02: PARÂMETROS FITOSSOCIOLÓGICOS Parâmetros Fórmula Média de toques (MT) MT=NT/NP Frequência absoluta (FA) FA=100.NP/NTP Frequência relativa (FR) FR= 100.FA/ FA Densidade relativa (DR) DR= 100.FA/n Vigor absoluto (VA) VA=100.NT/NTP Vigor relativo (VR) VR =100.VA/ VA Valor de cobertura (IC) IC = FA+VA Valor de importância (VI) VI = FR+DR+VR Onde: NT = nº de toques da espécie considerada; NP = nº de pontos com a espécie considerada; NTP = nº total de pontos; N = nº total de indivíduos amostrados; n = nº de indivíduos da espécie considerada. RESULTADOS E DISCUSSÃO Composição Florística Foram amostrados 1863 indivíduos, distribuídos em 61 espécies identificadas e 22 não identificadas, pertencentes a 47 gêneros e 22 famílias, sendo 608 indivíduos são lenhosos e 1255 não-lenhosos (Quadro 03). QUADRO 03: RESULTADOS. Unidade N.º de N.º de N.º de N. de ind. N. de ind. Amostral Espécies Gêneros Famílias lenhosos/ha não-lenhosos/ha Tratamento Tratamento Tratamento Tratamento Testemunha Testemunha As espécies não identificadas não continham flores nem outros caracteres dendrológicos para a identificação, porém foram coletas e codificas para futura identificação. Parâmetros fitossociológicos As três famílias mais abundantes perfazem 79,38 % do número total de indivíduos amostrados. A família Asteraceae é a mais freqüente (29,8%), seguida de Gramineae (27,1%) e Leguminosae (22,48%) (Gráfico 01).

5 GRÁFICO 01: FAMÍLIAS BOTÂNICAS Entre os tratamentos que apresentam maior ocorrência de indivíduos nas estações de coleta, destacase o tratamento 04, sendo que entre a primavera e o verão houveram aumento de densidade em todos os tratamento, também para as testemunhas. Entre as famílias com maior densidade nos tratamentos, dado médio das duas estações de coleta, destacam-se, em ordem decrescente: Asteraceae, Gramineae e Leguminosae. Neste estudo os tratamentos com maior valor de cobertura são: tratamento 02 e tratamento 03, sendo que entre a primavera e o verão, houve aumento deste valor em todos os tratamentos. Entre os tratamentos as famílias com maior valor de cobertura, destacam-se: Leguminosae, Asteraceae Gramineae, respectivamente. Já nas testemunhas o pequeno número de famílias de espécies ruderais observadas, associada a atual distribuição dos valores de cobertura, indicam a fase inicial do processo de sucessão espontânea no ecossistema (GRAHAM, 1955). O valor de importância é um parâmetro que estima a importância das diferentes famílias e espécies na biocenose florestal (RODRIGUES, 1988). Com base nesta interpretação, pode-se concluir que as famílias mais características em todos os tratamentos são: Asteraceae, Graminea e Leguminosae. As espécies espontâneas Andropogon selloanus, Vernonia scorpioides, Baccharis dracunculifolia, Cupania vernalis, Vernonia polyantes, Piptocarpha axillaris e Croton floribundus, foram as que apresentaram maiores valores de importância, cobertura e número de indivíduos. A espécie Vernonia scorpioides também foi a mais importante em todos os tratamentos. Parece tratar-se de uma espécie importante no processo regenerativo em áreas de empréstimo, pois também foi apontada por CARAUTA & OLIVEIRA (1982) como uma das espécies dominantes seis anos após um desabamento nas encostas do morro do pão de açúcar, Rio de Janeiro. A espécie não identificada: morfotipo 33, foi encontrada apenas nos tratamentos 2, 3 e 4, trata-se de uma espécie lenhosa que encontra-se no sub-bosque desses tratamentos. As testemunhas, por sua vez, apresentaram as espécies Baccharis dracunculifolia, Andropogon selloanus, Melinis minutiflora e Lycopodium cernum com os maiores valores de importância, cobertura e número indivíduos. Estes resultados também foram encontrados por KLEIN ( ) no Vale do Rio Itajaí, porém com certas diferenças pois a área de estudo se tratava de locais de cultivo abandonado pela agricultura. Estes dados permitem o enquadramento do atual estágio de sucessão primária como transição da fase de ervas e pastos perenes para fase de herbáceas mistas, com certas restrições, devido se tratar de uma área de empréstimo (GRAHAM 1955, VALCARCEL & D ALTERIO 1998). Os tratamentos conservacionistas implantados objetivaram aumentar a complexidade do sistema, devido a introdução predominante de espécies arbóreas, principalmente quando comparadas a atual sucessão nas testemunhas, que predominam espécies de ciclos anuais e já aparecendo espécies perenes. Entretanto, este processo nas testemunhas encontram-se em lento desenvolvimento. De acordo com SCHULZ (1967), este procedimento é normal, tendo em vista que nos casos extremos de

6 degradação se estabelecem as primeiras fases de sucessão lentamente, refletindo as mudanças em estrutura, grupos ecológicos e composição florística da vegetação. Análise ecológica Comparando os valores de colonização vegetal espontânea observados nas testemunhas, após 20 anos do distúrbio, com valores dos tratamentos com revegetação induzindo a sucessão vegetal, nota-se que somente 19 espécies, distribuídas em cinco famílias botânicas, foram encontradas na testemunha, ao passo que nos tratamentos 02, 03 e 04, onde houveram a implantação de medidas conservacionistas para a recuperação da área de empréstimo, foram amostrados um total de 83 espécies distribuídas em 22 famílias botânicas. Isto evidencia que as espécies introduzidas nos tratamentos, criaram propriedades emergentes que geraram condições básicas para o estabelecimento e desenvolvimento de 69 espécies vegetais de forma espontânea, o que acelerou desta forma o processo de sucessão vegetal na área de estudo. Sendo que no tratamento 01, onde a proporção de 10 indivíduos plantados, oito são Acacia auriculiformes e duas Albizia lebbeck, o número de espécies espontâneas foi menor que a testemunha 01, evidenciando com isso, que certas medidas biológicas podem atrasar o processo sucessional apesar de ter sido observado um bom valor de cobertura de solo (Quadro 05). QUADRO 05: NÚMERO DE ESPÉCIES Unidades amostrais EPAE EI EIE EE TOTAL Tratamento Tratamento Tratamento Tratamento Testemunha Testemunha Nota: EPAE =nº de espécies presentes antes do experimento; EI = nº de espécies introduzidas; EIE = nº de espécies introduzidas e que se estabeleceram; EE = nº de espécies espontâneas Levando-se em consideração que as espécies introduzidas no ecossistema geram um novo patamar de equilíbrio da área, onde a: disponibilidade de água, matéria orgânica, construção do solo e difração da energia solar são fatores ecológicos diferenciados e as plantas o acusam, como propriedades emergentes. Ao compararmos os tratamentos (2,3,4) com as testemunhas, confirma-se a hipótese de que, mantida as demais variáveis constantes, a implantação de medidas biológicas é um dos pontos chaves no processo de recuperação de áreas degradadas, gerando propriedades emergentes difíceis de serem percebidas pelos equipamentos dos homens, porém que estimulam a colonização vegetal espontânea de espécies de diferentes grupos sucessionais (VALCARCEL & SILVA, 1997). CONCLUSÃO Os resultados do projeto, transcorrido o lapso de tempo de seis anos, indicam que as medidas de recuperação descritas no tratamento 04 estão apresentando melhor resultado quanto ao uso de espécies colonizadoras como indicador ecológico, embora não haja diferença estatisticamente significativas entre os tratamentos 02 e 03. Em relação ao tratamento 01, a pequena diversidade não garantiu a diferenciação ambiental que permitisse o surgimento de espécies espontâneas diferentes das áreas testemunhas. Este fato pode comprometer a sustentabilidade da reabilitação da área com medidas biológicas, ou atrasar o estabelecimento do processo de regeneração natural.

7 A incipiente colonização vegetal espontânea observada nas testemunhas, após transcorridos 20 anos da retirada do terreno, evidencia a eficiência das medidas conservacionistas nos tratamentos. Este fato foi propiciado pela introdução de espécies de rápido crescimento, consorciadas com espécies de crescimento mais lento, criando propriedades emergentes, que geram condições básicas para o estabelecimento e desenvolvimento de espécies vegetais de forma espontânea. LITERATURA CITADA CARAUTA, J.P.C. & OLIVEIRA, R.R. Fitogeografia das encostas do Pão de Açúcar. FEEMA. Flora, alguns estudos-ii. Rio de Janeiro, Dicomt, 31p(Cadernos FEEMA, sér. Trab. Téc. 2/82)1982. D ALTÉRIO, C. F. V. & VALCARCEL, R. (1996) Medidas Físico-biológicas de Recuperação de Áreas Degradadas: Avaliação das Modificações Edáficas e Fitossociológicas. VI Jornada de Iniciação Científica da UFRRJ. Resumos p. p FIDERJ. Indicadores Climatológicos. Série Sipe. Rio de Janeiro, p mapas. GRAHAM, S.A. An ecological classification of vegetations types. Michigan Forest. Note 11. Univ. Michigan. Ann Arbor pp. KLEIN, R.M. (1980). Ecologia da flora e vegetação do Vale do Itajaí. Sellowia 31-32: KOPEN, W. Das Geographische system der klimate. Handbuch de Klimatologie, Bortraeger, Berlim, MANTOVANI, W. Análise floristica e fitossociológica do estrato herbáceosubarbustivo do cerrado na Reserva Biológica de Moji Guaçu e em Itipirana, Sp. Campinas, UNICAMP, p. (tese de Doutorado) RODRIGUES, R.R. Métodos fitossociológicos mais usados. Casa da Agricultura 10(1): 20-24, SCHULZ, J.P. La regeneración natural de la selva mesofítica tropical de Surinam después de su aprovechaniento. Instituto Forestal Latino-Americano de Investigacion y Capacitacion. Boletin 23:3-27, VALCARCEL, R. & D ALTERIO, C.F.V. Medidas físico-biológicas de recuperação de áreas degradadas: avaliação das modificações edáficas e fitossociológicas. Revista Floresta e Ambiente. Instituto de Florestas, Universidade Rural do Rio de Janeiro Seropédica, RJ, N.º5, p VALCARCEL, R. & SILVA, Z.S. Eficiência conservacionista de medidas de recuperação de áreas degradadas: Proposta metodológica. Revista Floresta e Ambiente. Instituto de Florestas, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro - Seropédica, RJ, N.º4, p VALCARCEL, R. Plano de Recuperação Ambiental. Serviço de Engenharia Rodoférrea S.A p. (1) Trabalho desenvolvido com o apoio do CNPq e Sepetiba Eng. e Comércio Ltda. (2) gradiski@ufrrj.br (4) CP74529; ricval@ufrrj.br