Relação das acumulações de macro-restos vegetais com fenômeno climático global El Niño-Oscilação Sul

El Niño, a fase quente do fenômeno El Niño-Oscilação Sul, tem uma duração de 12 a 18 meses (Dessay et al., 2004), e se caracteriza por ser cíclica, mas não apresenta um período regular, geralmente ocorre em um intervalo de um a dez anos (Sampaio, 2001), ou de dois a sete anos (Marengo, 2007). Esta fase afeta principalmente o ciclo sazonal da vegetação dos biomas encontrados dentro do território brasileiro (Dessay et al., 2004; Sanches et al., 2008).

No Cerrado, na Floresta Amazônica e na Mata Atlântica as folhas são o único componente da serapilheira que possuem uma alta sazonalidade produtiva durante todo o ano, e são as que respondem de forma imediata as variações climáticas (Delitti, 1984; Matos e Costa, 2012). Portanto, sua produção é diretamente influenciada pelo El Niño, a qual pode aumentar em 20– 30% (Wood et al., 2009; Costa et al., 2014), gerando o material foliar necessário para a formação de acumulações de macro-restos vegetais, de uma espessura considerável, ao longo das planícies fluviais com correntes meandrantes.

As acumulações de macro-restos vegetais estudadas foram depositadas nos períodos de 1957– 1958 e 2002–2007 (Tabela 4), as quais podem se correlacionar com episódios de El Niño (Fig. 4). A primeira com o episódio intenso que aconteceu no período de 1957–1959, e a segunda com três episódios sucessivos, um moderado que aconteceu no período de 2002– 2003, e dois fracos que aconteceram nos períodos de 2004–2005 e 2006–2007 (http://enos.cptec.inpe.br/). Mas não só as acumulações de macro-restos vegetais estudadas na bacia do Rio Mogi Guaçu estão relacionadas a El Niño, senão também as que estão presentes na bacia do Rio Itanhaém (Fig. 4), as quais foram depositados durante os períodos de 1957 e 2004–2005 (Ricardi-Branco et al., 2009), e que apresentam uma ampla distribuição, apesar de não ter continuidade lateral (Ricardi-Branco et al., 2011) (Apêndice 3).

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Portanto as acumulações de macro-restos vegetais ao longo das planícies fluviais com correntes meandrantes podem ser consideradas registros de alta resolução de El Niño. Este tipo de registro, pelo geral, não apresenta continuidade por longos períodos de tempo (Gagan, 2009), e comumente se podem observar nos depósitos marinhos e de tipo varves, em corais, testemunhos de gelo e nos anéis de crescimento de árvores (Gagan, 2009; Jones et al., 2009), mas é necessário demonstrar a precisão da cronologia dos eventos ao longo do tempo, por isso é recomendável coletar mais amostras a nível local e sobre tudo a nível regional (Jones et al., 2009).

5. Conclusões

As características observadas nas acumulações de macro-restos vegetais e nos pontos de observação da acumulação bimestral da serapilheira são muito importantes, já que podem ser tomadas em consideração pelos paleobotânicos para compreender a natureza e diversidade de antigas florestas, e realizar reconstruções paleoecológicas e paleoclimáticas muito mais precisas.

As características observadas foram as seguintes:

1. As acumulações de macro-restos vegetais se encontram limitadas a sua área de origem e o material foliar que as conformam pode ser considerado parautóctone.

2. O número de espécies que estão presentes nas acumulações de macro-restos vegetais depende da diversidade da floresta, do transporte que sofrem as folhas/folíolos antes de sua sedimentação e do período de tempo requerido em sua formação, o qual oscila em função de sua localização.

3. Aproximadamente 73–84% do material foliar que conforma as acumulações de macro- restos vegetais pertence a 2–3 espécies arbóreas, que são as mais importantes do dossel e que se caracterizam por apresentar folhas/folíolos pequenos e aportar a maior quantidade do material foliar da floresta.

4. Aproximadamente 16–27% do material foliar que conforma as acumulações de macro- restos vegetais pertence a um número variável de espécies arbóreas e de trepadeiras, que se caracterizam por produzir uma reduzida quantidade de material foliar na floresta, pois ocorrem com uma baixa densidade na área.

5. As espécies identificadas nas acumulações de macro-restos vegetais pertencem geralmente a família Fabaceae (23–28%), Sapindaceae (12–18%) e Bignoniaceae (9–14%), a

quais se caracterizam por concentrar a maior riqueza de espécies arbóreas e de trepadeiras da floresta.

6. Entre as espécies identificadas nas acumulações de macro-restos vegetais temos que 68–71% são arbóreas e 29–30% são trepadeiras. Estas proporções podem chegar a representar 25–35% a riqueza total de espécies arbóreas e 23–32% a riqueza total de espécies de trepadeiras da área.

7. As características fisionômicas do material foliar que está preservado nas acumulações de macro-restos vegetais permitem estimar a TMA, a qual subestimo o valor real em 0.8 °C e o superestimo em 2.2 °C, e a PMA, a qual subestimo o valor real em 332–355 mm.

8. A quantidade de material foliar disponível para a formação das acumulações de macro-restos vegetais varia ao longo da floresta e se produz ao início ou no final da estação seca.

9. As acumulações de macro-restos vegetais se depositaram durante os meses iniciais da estação chuvosa, e sua preservação ao longo do tempo se deve a que se encontram por debaixo do nível máximo de descida do lençol freático regional, a maior parte do tempo, o que retarda ou elimina a atividade autocatalítica, bacteriana e detritívora.

10. As acumulações de macro-restos vegetais se encontram associadas ao fenômeno climático global El Niño-Oscilação Sul, especificamente com a fase quente, El Niño, e podem ser consideradas registros de alta resolução do mesmo.

Agradecimentos

Os autores agradecem o apoio financeiro da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP; processos 2010/20379-6 e 2013/22729-2), a Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ) pelas bolsas concedidas. Também queremos agradecer ao Instituto Florestal, Secretária do Meio ambiente, Governo do Estado de São Paulo, por permitir a realização desta pesquisa, ao pessoal da Estação Ecológica de Mogi Guaçu e ao Geólogo Fabio Branco pela ajuda no trabalho de campo, e a Gustavo Ceccom Guimarães pela ajuda no trabalho de laboratório.

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Tabela 1. Localização das acumulações de macro-restos vegetais amostradas nocurso médio

superior da bacia do Rio Mogi Guaçu.

Blocos Coordenadas geográficas Zona de erosão e sedimentação do meandro

A 22°16’30.30”S 47°11’07.40”O Parte côncava-banco de corte

Tabela 2. Equações baseadas no Análise da Margem Foliar e Análise da Área Foliar utilizadas para estimar a temperatura média anual (TMA) e

a precipitação média anual (PMA) para o momento da sedimentação das acumulações de macro-restos vegetais amostradas no curso médio superior da bacia do Rio Mogi Guaçu.

Equação na r2b EPc Regiãod Fonte

Análise da Margem Foliar

TMA= 23.42Ee + 3.60 44 0.48 3.5 Zona tropical da América do Sul

(Bolívia, Brasil, Colômbia, Equador, Guiana, Peru e Venezuela)

Hinojosa et al. (2011)

Análise da Área Foliar

lnPMA= 2.566 + 0.309MlnAf 42 0.734 - Zona tropical da África e Bolívia Jacobs e Herendeen (2004)

a

Número de locais. bCoeficiente de determinação. cErro padrão do modelo. dRegião geográfica onde foram coletadas as amostras. eProporção de espécies sem dentes. fLog natural da área foliar calculado de acordo com Wilf et al. (1998), MlnA= Σaipi, e ai representa as sete médias das áreas do log natural das classes de tamanho de Raunkiaer (1934), modificadas pelo Webb (1959), e pi representa a proporção de espécies em cada uma das classes de tamanho.

88

Tabela 3. Locais selecionados para a observação da acumulação bimestral das folhas/folíolos da serapilheira ao longo da floresta ripária da

Estação Ecológica de Mogi Guaçu.

Locais Pontos Coordenadas geográficas Habitat

I Catingueiro 1.1 22°17’31.48”S 47°09’23.20”O Sob o dossel-Planície de inundação

1.2 22°17’31.09”S 47°09’23.75”O Nas proximidades do rio-Planície de inundação

II Ilha 1 2.1 22°16’49.30”S 47°11’07.40”O Sob o dossel-Dique

III Ilha 2 3.1 22°16’46.30”S 47°10’58.70”O Sob o dossel-Dique

3.2 22°16’47.20”S 47°10’59.10”O Nas proximidades do rio-Planície de inundação

IV Fundão 4.1 22°16’38.07”S 47°12’05.77”O Sob o dossel-Dique

Tabela 4. Idades obtidas pela datação por carbono-14 paras as acumulações de macro-restos vegetais amostradas no curso médio superior da

bacia do Rio Mogi Guaçu.Os resultados estão corrigidos pelo fracionamento isotópico natural (-25‰) e apresentado em idade 14C convencional em porcentagem de Carbono Moderno (pCM) em 1σ (68.3% de probabilidade) e em idade calibrada (cal) em anos de calendário, 2σ.

Bloco Amostra Número de laboratório pCM (%) Idade calibrada (anos, 2σ)

Mogi-A-1 (Topo) UGAMS#18350 107.71 ± 0.29 2002–2006

A Mogi-A-2 (Meio) UGAMS#18351 108.24 ± 0.29 2001–2004

Mogi-A-3 (Base) UGAMS#18352 107.30 ± 0.30 2003–2007

Mogi-B-4 (Topo) UGAMS#18353 104.70 ± 0.28 1957–1957

B Mogi-B-5 (Meio) UGAMS#18354 105.64 ± 0.29 2007–2011

90

Tabela 5. Espécies que agrupam a maior proporção de folhas/folíolos nas amostras de macro-

restos vegetais coletadas no curso médio superior da bacia do Rio Mogi Guaçu.

Espécies Percentagem de folhas/folíolos Período de 1957–1958 (Bloco B) Período de 2002–2007 (Bloco A)

Copaifera langsdorffii Desf 10.44 -

Inga vera Willd. 51.75 73.93

Nectandra megapotamica (Spreng.) Mez 11.51 9.84

Tabela 6. Famílias que agrupam a maior proporção de espécies nas amostras de macro-restos

vegetais coletadas no curso médio superior da bacia do Rio Mogi Guaçu.

Familia

Número de espécies (Percentagem de espécies) Período de 1957–1958 (Bloco B) Período de 2002–2007 (Bloco A) Bignoniaceae 7 (14) 3 (9) Fabaceae 14 (28) 8 (23) Sapindaceae 6 (12) 6 (18)

Total de espécies identificadas 50 34

92

Tabela 7. Percentagem de espécies arbustivas, arbóreas e trepadeiras presentes nas amostras

de macro-restos vegetais coletadas no curso médio superior da bacia do Rio Mogi Guaçu.

Hábito Percentagem de espécies Período de 1957–1958 (Bloco B) Período de 2002–2007 (Bloco A) Arbusto 2 - Àrvóre 68 71 Trepadeira 30 29

Total de espécies identificadas 50 34

Tabela 8. Valores estimados da temperatura média anual (TMA) e da precipitação média anual (PMA), com base no Análise da Margem Foliar e

Analise da Área Foliar, para o momento da sedimentação das acumulações de macro-restos vegetais amostradas no curso médio superior da bacia do Rio Mogi Guaçu.

Amostra Número de espécies E a TMA (°C) estimada (desvio da 1941–1970)b MlnA c PMA (mm) estimada (desvio da 1941–1970) Período de 1957–1958 (Bloco B) 54 0.74 20.9 (-0.8) 6.50 970 (-355) Amostra Número de espécies E TMA (°C) estimada (desvio da 1971–2010)d MlnA PMA (mm) estimada (desvio da 1971–2010) Período de 2002–2007 (Bloco A) 38 0.82 22.8 (+2.2) 6.65 1016 (-332) a

Proporção de espécies sem dentes. bDados climáticos do Município Mogi Mirim para o período de 1941–1970 (http://www.bdclima.cnpm.embrapa.br). cLog natural da área foliar calculado de acordo com Wilf et al. (1998). dDados climáticos da Estação Ecológica de Mogi Guaçu para o período de 1971–2010.

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Figura 1. Mapa da planície fluvial do curso médio superior da bacia do Rio Mogi Guaçu que indica as acumulações de macro-restos vegetais

Figura 2. Perfil estratigráfico dos locais selecionados no curso médio superior do Rio Mogi

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Figura 3. Acumulação bimestral das folhas/folíolos da serapilheira ao longo de um ano em diferentes locais da floresta ripária da Estação

Figura 4. Relação das acumulações de macro-restos vegetais presentes em rios meandriformes do estado de São Paulo com El Niño, a fase

quente do fenómeno climático global El Niño-Oscilação Sul.Os dados da Bacia do Rio Mogi Guaçu correspondem a presente pesquisa e os da Bacia do Rio Itanhaém a Ricardi-Branco et al. (2009). Os valores positivos do Índice Oceânico Niño correspondem a fase quente, El Niño, e os valores negativos a fase fria, La Niña (http://www.esrl.noaa.go).

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No documento Estudos tafonômicos de folhas de angiospermas no estado de São Paulo, Brasil, e a análise da margem foliar para América do Sul : Implicaçôes paleobotânicas (páginas 77-98)