Cortines, E 1 ; Magalhães, M.A.F. 2 ; Melo, A.L 3 ; Valcarcel, R. 4.

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1 MONITORAMENTO DA REGENERAÇÃO COMO FORMA DE AVALIAR A AUTO-SUSTENTABILIDADE DA RECUPERAÇÃO DE ECOSSISTEMAS PERTURBADOS E COM EXÍGUOS ATRIBUTOS AMBIENTAIS DE NOVA IGUAÇÚ, RJ. Cortines, E 1 ; Magalhães, M.A.F. 2 ; Melo, A.L 3 ; Valcarcel, R Licenciada em Biologia, UFRuralRJ, Seropédica, RJ. 2- Graduanda em engenharia florestal UFRuralRJ, Seropédica, RJ. 3- Engenheiro Florestal, mestrando em Ciências Ambientais e Florestais UFRuralRJ, Seropédica, RJ.. 4- Dr. Prof. Adjunto IV, IF-DCA- UFRuralRJ, Seropédica, RJ. RESUMO Ambientes modificados pelo homem têm suas características ambientais fortemente alteradas, afetando o solo, o comportamento hidrológico, interações ecológicas, fisionomia da paisagem, estabilidade e equilíbrio dos ecossistemas, gerando perda de biodiversidade e degradação ambiental. A urbanização e o manejo inadequado do solo prejudica a conservação e recuperação dos ambientes naturais frágeis. O estudo da regeneração espontânea nestes ecossistemas permite entender as funções de nucleação de espécies colonizadoras sob as plantadas nos ambientes em recuperação, otimizando os processos sucessionais, capacidade de resiliência e auto sustentação destes ambientes. O presente estudo realizou-se na serra do Madureira- Mendanha, no município de Nova Iguaçu, RJ, onde se mediu a regeneração espontânea em quatro ambientes diferenciados: mata secundária (ambiente natural menos perturbado), pastagem e duas áreas em plantio. Palavras chave: nucleação, processos sucessionais, biodiversidade. RESUMEN Ambientes modificados por el hombre tienen características ambientales fuertemente alteradas, afectando el suelo, el comportamiento hidrológico, lãs interaciones ecológicas, la fisionomia del paisege, la estabilidad y equilibrio de los ecossistemas, promoviendo perdida de la biodiversidad y degradación ambientale. La urbanizacióny el manejo inadequado del suelo preyudican la conservación y recuperación de los ambientes naturales frágiles. El studio de la regeneración espontanea en estos ecossistemas permite el entendimiento de las

2 funciones y nucleaciones de las especies colonizadoras sob las parcelas en los ambientes en recuperación, aperfeccionando los processos sucesionales, capacidad de resiliencia y autosustentación de estos ambientes. El presente estudio se realizó en la serra da Madureira Mendanha, en el Municipio de Nova Iguaçú, RJ, donde se midieron la regeneración espontanea en cuatro ambientes diferenciados : Mata secundaria ( ambiente naturale menos perturbados); pastagens y de las poblaciones forestales con especies exóticas distintas. Palavras chaves: nucleación, sucesión vegetale, biodiversidad. INTRODUÇÃO O processo de ocupação dos ecossistemas brasileiros caracterizou-se pela falta de planejamento e conseqüente deterioração das suas funções ecológicas, onde as áreas florestais foram as mais prejudicadas. A supressão parcial de biomas traz conseqüências diretas para a biodiversidade regional, pois interfere desde a redução do fluxo gênico, extinção de espécies da fauna e flora, até de forma indireta, modificando fatores abióticos regionais (WILSON, 1989; MARTINS, 2001 e KAGEYAMA & GANDARA, 2003). A Mata Atlântica é um ambiente ameaçado considerado como hotspot, por apresentar alta biodiversidade e uma grande quantidade de endemismo, sendo necessários estudos que facilitem o entendimento dos processos ecológicos envolvidos na estruturação funcional deste ecossistema. (KAGEYAMA & GANDARA, 2003). Ecossistemas perturbados são aqueles que sofreram modificações antrópicas, porém resguardam capacidade de resiliência, podendo reagir espontaneamente à distúrbios exógenos. Já os degradados assimilam os impactos advindos das intervenções antrópicas, transformando-se em ambientes diferenciados que precisam de apoio externo para não continuarem gerando problemas ambientais (áreas de empréstimo, áreas de mineração, extração de areia). Eles perdem seus mecanismos naturais de equilíbrio homeostático (NEPSTAD, 1998; MARTINS, 2001; SER, 2002), afetando todos os seus subsistemas: banco de sementes e plântulas do solo, matéria orgânica, na disponibilidade de nutrientes, capacidade de infiltração e interações fauna-flora, tornando áreas incapazes de responder às perturbações. A reabilitação de uma área degradada ou perturbada deve envolver um conjunto de fatores ambientais que propicie condições para que os processos ambientais sejam similares ao de uma área natural da região (VALCARCEL &

3 SILVA, 1997). O uso da regeneração como parâmetro de definição do nível de reabilitação dos ecossistemas degradados, reflete o grau de acerto das medidas biológicas de recuperação implantadas (op. cit.). A regeneração natural como mecanismo da sucessão secundária evidencia modificações das condições ecológicas do ecossistema, ofertando propriedades emergentes e propiciando entrada de espécies mais exigentes capazes de caracterizar evolução das comunidades (MARTINS, 2001; CORTINES, 2004). A meta da restauração é construir um ambiente o mais próximo possível do original, de modo a criar condições de biodiversidade renovável, onde as espécies regeneradas artificialmente tenham condições de ser auto-sustentáveis (KAGEYAMA & GANDARA, 2003). Desta forma a área restaurada depende não só das espécies arbóreas estabelecidas, mas também dos organismos associados tanto animais, vegetais ou microorganismos (op.cit.). A área de estudo é caracterizada historicamente pelos intensos com monoculturas do café, cana-de-açúcar e citricultura, que foi por muitos anos a principal fonte de renda da região, sendo uma das maiores produtoras nacionais de laranja. Atualmente as bases da serra apresentam mineração e pastagens cujo fogo é a principal técnica de manejo (SPOLIDORO,1990; IBGE, 2002). O presente estudo caracterizou a regeneração espontânea sazonal em quatro ambientes com níveis de perturbação diferentes: mata secundária nativa, reflorestamento com espécies pioneiras exóticas e nativas e pastagens antropizadas. O equacionamento das variáveis ambientais que intercedem na construção dos ecossistemas é o primeiro passo para reversão de tendência de degradação. A iniciativa privada entende que pode contribuir apoiando pesquisas científicas no sentido de elucidar os processos envolvidos na degradação e recuperação destes ecossistemas, de tal modo que possa otimizar técnicas de reflorestamentos ecológicos com medidas biológicas de construção de ecossistemas. METODOLOGIA A área de estudo está localizada na vertente Norte da Serra do Madureira-Mendanha na região metropolitana do Rio de Janeiro, Nova Iguaçu e está situada à 22 o o 51 S e 43 o o W. O clima da região é do tipo Tropical de Altitude (Cwa) nas cristas da Serra e Tropical (Aw) nas áreas mais baixas, ambos

4 caracterizados por verão chuvoso e inverno seco. A precipitação média anual é de 1.595mm (FIDERJ,1978). A temperatura média anual varia entre 17 a 22 o C (Caw) e 22 a 24 o C (Aw). Predominam na região áreas declivosas, solos Litólicos e afloramentos rochosos. Foram escolhidas 4 parcelas com características macrotopográficas similares, homogeneizando as condições de captação, administração e escoamento das águas de chuva (FASSBENDER, 1980). A partir desta estratégia, se assumiu que há identidade similar dos atributos ambientais nos ecossistemas e que as eventuais diferenças das comunidades se devem aos seus efeitos sinérgicos produtos das interações bióticas.o levantamento da regeneração espontânea foi feito através do método de pontos (MANTOVANI & MARTINS, 1990), onde foram registradas a presença das espécies, altura e número de toques com os quais determinou-se os parâmetros fitossociológicos. As coletas de dados de regeneração espontânea foram realizadas no período de Agosto/2004 a Março/2005. A altura da serrapilheira(cm) foi medida em cada ponto, sendo medida em parcelas móveis de um metro quadrado (sentido descendente).as características físicas das parcelas foram calculadas segundo metodologia descrita na literatura (GREGORY & WALLING,1985): declividade; orientação, altitude, direção dos ventos, comprimento de rampa e proximidade das estradas. As espécies coletadas foram herborizadas e identificadas com auxílio de bibliografia e consultas ao Herbário do Instituto de Biologia da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (RBR). Os indivíduos foram catalogados e armazenados no Laboratório de Manejo de Bacias Hidrográficas da UFRRJ. RESULTADOS E DISCUSSÃO As parcelas amostradas apresentam as seguintes características: As medidas biológicas (MB1 e MB2) são áreas plantadas com combinações de espécies diferentes, onde as espécies pioneiras Mimosa caesalpinifolia (MB1) e Eucalyptus citriodora (MB2) predominam sobre as nativas (68,75%). A área de mata secundária nativa é representada por ambiente heterogêneo, com espécies arbóreas nativas, lianas e epífitas dominando a estrutura da paisagem. Esta é adotada como referência para avaliação das medidas de reabilitação implantadas. A área de pastagem representa uma testemunha das ações continuadas dos agentes perturbadores do

5 ecossistema como: uso histórico da terra, presença constante do fogo e pastejo. A similaridade entre parâmetros abióticos condicionados pela topografia foi atestada e os fatores que apresentaram diferenças foram declividade, altitude, comprimento da rampa e proximidade a acessos carroçáveis (Tabela 01). Tabela 01: Parâmetros físicos referentes às quatro parcelas amostradas em Nova Iguaçu, RJ. Unid MB1 MB2 MATA PASTO Declividade % Altitude m C. de Rampa m 16, Prox. estradas m A declividade e comprimento de rampa influenciam a infiltração e administração da água nos setores, afetando o escoamento e conseqüentemente a umidade do solo. A variação de altitude influencia as condições microclimáticas locais, podendo atuar de forma diferenciada nos processos de regeneração. A proximidade das estradas facilita o acesso e aumenta as chances de perturbações antrópicas.todos estes fatores podem ser relacionados com o fornecimento de condições apropriadas à regeneração ou de condições desfavoráveis à mesma. Por isso, buscou-se parcelas com maior similaridade possível entre atributos físicos para que a regeneração fosse influenciada principalmente pela diferença na composição das espécies em cada área e seus respectivos níveis de perturbação. Os fatores físicos e abióticos também irão influenciar a produção e decomposição da serrapilheira, afetando as taxas de mineralização e oferta de nutrientes para as plantas (FASSBENDER, 1980). A média das alturas e cobertura de serrapilheira medidas em cada parcela pode ser observada na tabela 02. Tabela 02 : Média das alturas e coberturas da serrapilheira em duas estações do ano nas quatro parcelas amostradas. Serrapilheira Verão Inverno Médias Altura (cm) Cobertura (%) Altura (cm) Cobertura (%) MB1 1,65 72,66 2,68 82,83 MB2 1,14 57,32 1,68 56,25 MATA 0,83 23,71 2,01 47,58 PASTO 0,60 27,89 1,54 66,02

6 A parcela MB1 que possui predomínio de Mimosa caesalpinifolia apresentou a maior cobertura de serrapilheira durante todo o ano. A maior porcentagem de folhas no inverno (82,83%), deve-se ao fato de ser uma planta decídua que perde suas folhas na época mais seca do ano. A parcela MB2 obteve um nível de cobertura estável durante todo o ano (56,25-57,32%), o que pode ser conseqüência da maior resistência da serrapilheira aos processos de degradação e ciclagem de nutrientes já que se refere a uma área com predomínio de Eucaliptus citriodora. que possui folhas e galhos com grandes concentrações de lignina e celulose que são materiais mais difíceis de serem decompostos (FASSBENDER, 1980). A área de pastagem apresentou cobertura total mais alta no inverno, sendo que a medida foi realizada antes da área pegar fogo, por isso a diferença sazonal. A parcela da mata apresentou cobertura de serrapilheira inferior às demais, devendo-se aos mecanismos de degradação serem mais rápidos e eficazes. Ambientes heterogêneos apresentam maior diversidade de macro e micro fauna responsáveis pela degradação da serrapilheira e formação da camada húmica do solo, tornando eficiente a ciclagem de nutrientes. 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 mais exigentes que chegam via dispersão proveniente de áreas próximas. A estrutura da vegetação e composição de espécies de cada parcela pode ser observada nas tabelas 03 e Anexo 01 respectivamente. Tabela 03: Estrutura da vegetação em cada parcela amostrada. Arbóreas Herbáceas Arbustivaarbórea Trepadeira Gramínea Epífitas Total MB MB MATA PASTO A parcela da mata obteve o maior número de espécies arbóreas nativas (12), sendo a maioria espécies secundárias iniciais e tardias (T. crysotricha, A.aff.Graveolens, E.pulchum, Croton sp, E.cuprea, E.fumicifolia) e uma arbustivo arbórea (Caliandra sp.). As arbóreas encontradas nas parcelas de plantio MB1 (08) e MB2 (11), representam em sua maioria regeneração das espécies plantadas (63%)

7 sendo apenas três espécies arbóreas provenientes de outra fonte de propágulo (sp10, Sp27, Sp31). A parcela do pasto apresentou apenas duas espécies arbóreas em regeneração (P. guajava e E. jambolana) e uma arbustivo-arbórea (S. obtusifolia). As trepadeiras e Lianas foram abundantes em todas as parcelas representando ambientes ainda perturbados. A morfoespécie Sp5 foi a espécie de trepadeira mais agressiva, tendo sido observado um comportamento de estrangulação em algumas espécies plantadas. A espécie M.bimucronatha foi a única espécie presente na mata e nas duas parcelas de plantio. As herbáceas predominaram nos ambientes mais perturbados (pasto e plantio) estando quase ausentes na mata (apenas 3 espécies), sendo que as representantes da mata são exclusivas deste ambiente e as herbáceas da área de plantio, representam espécies bastante comuns em ambientes perturbados (S. spinosa, S. verticilata, Sida sp., Vignea sp., S.micranthum, Pterocaulon sp., C.integérrima, W.amplíssima). Plantas ruderais são aquelas que se desenvolvem principalmente em áreas de cultivo junto às plantas cultivadas (SER, 2002). Estas foram representadas no pasto por espécies como S.palinacanthum, A. viscosa, Vignea sp, dentre outras. Segundo o manual técnico da vegetação brasileira (IBGE, 1991) este tipo de planta é característico dos primeiros estágios sucessionais onde a ocorrência de espécies rústicas capazes de suportar condições adversas de perturbação é freqüente. A mata foi a única a apresentar epífitas ( Crypthantus sp, Ananas sp., S.maculata, Phylodendrum sp, morfoespécie Sp70) mostrando um ambiente mais úmido, heterogêneo e mais próximo do equilíbrio natural dos ecossistemas de Mata Atlântica (BRUNI et al, 2001; IBGE, 1991). A gramínea P.maximum mostrou-se abundante tanto na pastagem quanto nas duas parcelas de plantio amostradas. A presença desta espécie no plantio, demonstra que as árvores plantadas ainda não proporcionam um ambiente sombreado o suficiente para inibir o crescimento do capim. Flaviana (2003) encontrou maior densidade de capim em área reflorestada em São Paulo, nos meses de inverno pois as características deciduais das espécies utilizadas, proporcionaram maior entrada de luz e conseqüentemente de ambientes propícios ao aparecimento de gramíneas. O mesmo não foi observado para Nova Iguaçu, onde o capim colonião teve maior densidade nos meses de verão, o que provavelmente deveu-se às condições de baixa umidade do inverno que suprimem até mesmo espécies agressivas como o capim. Espécies de gramíneas invasoras são altamente competidoras por nutrientes e substrato com as espécies nativas e demais espécies regenerantes além de fornecer grande

8 quantidade de biomassa seca durante o inverno, facilitando a propagação do fogo, prática comum na região e em outros biomas (NEPSTAD, 1998; CORTINES, 2004), prejudicando a regeneração espontânea e recobrimento dos ambientes perturbados. CONCLUSÕES Estudos sucessionais são importantes ferramentas para o monitoramento ambiental e direcionamento de ações futuras de recuperação para a região. A espécie Sp10, Sp27 e Sp31 foram encontradas nos ambientes de plantio, evidenciando mecanismos otimizados de dispersão natural a partir dos fragmentos remanescentes. A maioria das arbóreas encontradas no plantio(63%) foram regeneração das espécies plantadas. O cobrimento das copas do plantio ainda não é suficiente para inibir o crescimento do capim colonião e de espécies herbáceas e trepadeiras. A área de mata mostrou-se a parcela mais heterogênea em relação à distribuição das espécies e diversidade de arbóreas. A área de pastagem apresenta espécies ruderais resistente às constantes perturbações antrópicas: fogo e pastejo, estando a mesma com tendência de degradação. BIBLIOGRAFIA SILVA,A.M.; SCHULZ, H.E. & CAMARGO, P.B de.erosão e hidrossedimentologia em bacias hidrográficas Ed.RiMa, São Carlos, SP.140p. BRUNI, R.R.G.; MORIM,M.P.; LIMA,H.C.de & SYLVESTRE,L.da S. Inventário florístico. In: (Org. SYLVESTRE,L.da S. & ROSA,M.M.T da.) Manual metodológico para estudos botânicos na mata atlântica.2002, pp CORTINES, E. Regeneração espontânea em medidas biológicas na Serra do Madureira- Mendanha, Nova Iguaçu, RJ. In: Anais...XIV Jornada de Iniciação científica da UFRRJ, 2004, Seropédica, RJ. FASSBENDER, H.A. Química de suelos com énfasis em suelos de América Latina. San José, Costa Rica. Ed. Instituto Interamericano de Ciências Agrícolas, p.398. FIDERJ. Indicadores Climatológicos. Série Sipe. Rio de Janeiro, p. (mapas). SOUZA, F.M. & BATISTA, J.L.F. Restauration of seasonal semideciduous Forest in Brazil: influence of age and restauration desingn on forest structure.esalq, USP. Forest Ecology and Management 191, pp GREGORY, K.L. & WALLING, D.E. Drainage Baisin Form and Process: a geomorphological aproach. London, Edward Arnold, p.

9 IBGE Produção da pecuária municipal, ano base Disponível em: < >. Acessado em 22/ 05/2005. IBGE. Manual técnico da vegetação brasileira. Fundação Instituto Brasileiro de Geografia e estatística, Departamento de recurso Naturais e Estudos Ambientais. Rio de Janeiro, p.92. KAGEYAMA, P. & GANDARA,F.B.2003.Restauração e conservação de ecossistemas tropicais. In: (Org. CULLEN Jr,L.; RUDRAN,R. & VALLADARES- PADUA, C.) Métodos em estudos em biologia da conservação & manejo da vida silvestre. Ed. UFPR, Fundação o Boticário de Proteção a Natureza.Curitiba, Pr. pp MANTOVANI,W. & MARTINS,F.R. O método de pontos. In: Congresso Nacional de Botânica, 41, 1990, Ceará. Resumos... Fortaleza, SBB, 1990, 401 p. MARTINS,S.V Recuperação de matas ciliares. Ed. Aprenda fácil. Viçosa, MG. 146p. NEPSTAD, D.C.; UHL,C.; PEREIRA,C.A.; SILVA,J.M.C. Estudo comparativo do estabelecimento de árvores em pastos abandonados e florestas adultas na Amazônia oriental. In: GASCON,C. & MOUTINHO,P. (Eds.) Floresta Amazônica: Dinâmica, Regeneração e Manejo. P , Society for Ecological Restauration Science & Policy Working Group The SER Primer on Ecological Restauration. < acessado em Set/ SPOLIDORO,M.L.C.V. Fatores ambientais que afetam a distribuição e freqüência de capinzais na Serra do Madureira Mendanha, Rio de Janeiro f. Monografia (Especialização em Ciências Ambientais) Instituto de Florestas, UFRRJ, Seropédica. VALCARCEL, R. & SILVA, Z.de S. Eficiência conservacionista de medidas de recuperação de áreas degradadas: proposta metodológica. Floresta e ambiente, ano 4,1997. WILSON, E.O.(org.) Biodiversidade. Ed. Nova Fronteira, p Anexo 01: Tabela de ocorrência das espécies em cada parcela amostrada em Nova Iguaçu,RJ.

10 Famílias/Espécies MB1 MB2 PAST O MATA MB1 MB2 PAST O MATA ACANTHACEAE LABIATEAE Chamaeranthenum Hyptis suavolens X - - venasum ANACARDIACEAE MALVACEAE Astronium aff Sida spinosa - graveolens ARALIACEAE Sida sp Philodendrum sp Sidastrum micranthum x - - ASCLEPIADACEAE Waltheria indica - - Oxipetalum sp Wissaluda amplissima - X - - ASTERACEAE MIMOSACEAE Chaptalia interregima - - Caliandra sp Emilia sonchifolia Inga fagifolia Eupatorium maximilianii - - Leucaena - - leucocephala Porofilum ruderale X Mimosa bimucronatha x - Pterocaulon sp. x - Mimosa caesalpinifolia - - Tridax procumbens MYRTACEAE BIGNONIACEAE Eucaliptus citriodora - X - - Arrabidea agnuscastus - - Eugenia cuprea Arrabidea sp. X - - Eugenia fumicifolia - - Cybistax antisyphilitica Eugenia jabolana - - X - Tabebuia chrysotricha Eugenia uniflora BOMBACACEAE Pisidium guajava - Pseudobombax x - - RUBIACEAE grandiflorum BROMELIACEAE Alseis floribunda Bromelia antyacantha Spermacoce verticilata - Cryptantus sp Chomelina sp CACTACEAE RUTACEAE Sp70 x Sp CAESALPINACEAE Sp Piptadeia gonoacantha Sp Senna obtusifolia SAPINDACEAE CLETHRACEAE Serjania caracasana Clethra brasiliense - - SOLANACEAE COMBRETACEAE Solanum - - palinacanthum Terminalia catappa VERBENACEAE COMELLINACEAE Lantana camara Commelina diffusa ORCHIDACEAE CUCURBITACEAE Stenocladis maculata Momordica charantia X PASSIFLORACEAE DIOSCORIACEAE Passiflora sp. - - Sp INDETERMINADAS ERYTROXYLACEAE Sp2 - - Eritroxylum pulchrum Sp5 - - EUPHORBIACEAE Sp31 - X - - Alchornea sp Sp Croton sphaeroginus Sp Jatropha gossypífolia Sp Sp Sp FABACEAE Sp X Aschinomene viscosa X Clitoria sp Desmodium tortuosum Galactia sp. - Macherium rohrii - - Vigna sp. - Vigna sp. - FLACOURTIACEAE Casearia sp GRAMINEAE Panicum maximum -

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