Evolução dos fragmentos florestais em microbacias ínstaveis e seus significados ambientais na mata atlantica.

Evolução dos fragmentos florestais em microbacias ínstaveis e seus significados

ambientais na mata atlantica.

Otávio Marques

, Ricardo Valcarcel

,

Ivan José Lima Teixeira

1

Acadêmico de Engenharia Florestal da UFRuralRJ; 2 Professor adjunto IV do Departamento de Ciências Ambientais, Instituto de Florestas da UFRuralRJ; 3 Eng. Florestal Msc. Prefeitura da Cidade do Rio de Janeiro.

Palavras-chave: microbacias instáveis, fragmentos florestais, resiliência.

Resumo

Foram selecionadas 140ha do Parque Estadual da Pedra Branca, 88 microbacias instáveis com problemas de fragilidade ambiental. Estudou-se a distribuição dos fragmentos florestais remanescentes e se relacionou os fatores ecológicos que também tem implicações na regularização do seu regime hídrico. Foram encontrados 3 fragmentos (16ha), ocupando 9 microbacias (10,22%), onde os principais fatores ecológicos resguardadores de resiliência dos ecossistemas foram: Área < 4,7 ha, Fator de forma entre 0,15 e 0,23, Declividade de 56 a 70%, Altitude acima de 106 metros Exposição solar com orientação Sul, Proximidade de acesso motorizado acima de 500 metros, Direção dos ventos unidos com ângulo de incidência de 118 a 157 e comprimento de rampa entre 376 a 500 metros.

Abstract

Was selected in 140ha of the Parque Estadual da Pedra Branca, 88 unstable microbasins with distinct problems of environment fragility. It was studied the distribution of the forest fragments and related to the possible ecological factors that also have implications in the regularization of its hidric balance. 3 fragments were selected (16ha), occupying 9 microbasins (10,22%), where the main ecological factors holding of resilience of ecosystems had been: Area < 4,7 ha, Factor of form between 0,15 and 0,23, Declivity of 56-70%, Altitude above of 106 meters, solar exposition with South orientation, proximity of vehicle access in the range of 500 meters, Direction of the wet winds with angle of incidence of 118 to 157o and length of slope between 376 to 500 meters.

Introdução

A Mata Atlântica tem ocorrência desde Santa Catarina até o Rio Grande do Norte (ISA, 2001), sob influências marinhas, sendo tipificada como formações vegetais que apresentam aspectos fisionômicos similares aos das regiões com relevo movimentado, onde o efeito da orografia é marcante na definição do ecossistema. No Estado do Rio de Janeiro a Serra do Mar toca e se afasta do Oceano Atlântico, chegando a distancias de 100 km, gerando variações de ecossistemas com diferentes ofertas de atributos ambientais. A vegetação se manifesta como resultado destas diferenciações ambientais. Locais com equilíbrio homeostático ajustados evolutivamente, exercem plenitude de funções ecológicas, sendo provedores de água limpa e regularizada nas microbacias, além de propiciarem funcionamento ambiental que afetam a qualidade de vida das pessoas. Na região de planalto da serra do Mar, microbacia de 56ha de ecossistemas preservados, com 1.848,00mm de precipitação anual, produzem coeficiente de escoamento de 0,72 (vazão média), vazão mensal mínima de 79,77mm/m2 no mês onde a precipitação foi de 9,50 mm/m2 (período de estiagem - CICCO, et al., 1985). A Mata Atlântica quando sofre intervenção antrópica apresenta modificações ambientais drásticas, podendo ter implicações sócias importantes. Este geo-sistema é considerado como frágil, sendo uma permanente “área crítica” (AB’ SABER, 1977). Ele sugere que as florestas constituem um conjunto paisagístico único, capaz de oferecer proteção às encostas, conclamando à sociedade para sua defesa intransigente, dada a alta fragilidade deste geo-sistema ecológico. As encostas da serra do Mar em Cubatão, assim como os seus elevados

custos e problemas ambientais são as conseqüências claras (FILHO, 1988).

Analisar problemas ambientais com enfoque ecológico, de forma espacializada envolvendo conceitos de microbacias, permite conjugar critérios hidrológicos com ambientais aplicados ao planejamento. Esta análise utiliza as funções hidrológicas diferenciais das microbacias, que avalia os efeitos vegetação, tanto no sentido efeito -causa como em direção biunívoca.

A área experimental sofreu intenso processo de colonização e se constitui no Parque Estadual da Pedra Branca desde 1988 (Lei 1.206 de 28/03/1988), envolvendo a parte superior a 300 m.s.n.m.

Este trabalho teve como objetivo identificar os fragmentos florestais remanescentes até 1999 na região de Barra de Guaratiba, onde predominam microbacias instáveis fortemente utilizadas e analisar os possíveis fatores ambientais que conferiram resiliência.

Material e métodos

A área de estudo localiza-se no Distrito de Barra de Guaratiba, Zona Oeste do Município do Rio de Janeiro, onde são encontradas microbacias com problemas ambientais relacionados a redução dos níveis de resiliência dos ecossistemas. As encostas declivosas foram desmatadas (1950-1960) para cultivo de mandioca, batata e banana ainda remanescente. A decadência da agricultura de subsistência e valorização imobiliária, contribuíram para a transformação da região em local de moradias unifamiliares de médio e baixo padrão construtivo (4.338 habitantes) no terço inferior, com tendência a subir encosta.

Os Podzólico Vermelho-Amarelo Tb, eutrófico e Bruno não Cálcico são solos predominantes, cuja profundidade (<1m), textura média/argilosa e declividade forte ondulado contribuem para a fragilidade dos ecossistemas (PALMIERI, 1980). A grande freqüência de matacões (superficiais e enterrados) associados aos afloramentos rochosos aumentam a complexidade dos problemas ambientais.

A exposição solar (rumo noroeste) aumenta a importância dos raios solares da matutinos, protegendo dos ventos úmidos das chuvas com direção Sudoeste. O clima "Aw" (verão chuvoso com inverno seco) segundo KöPPEN, apresenta

regime pluviométrico (1.200 a 1.300 mm/ano) com predomínio de chuvas orográficas.

A base cartográfica digitalizada foi extraída das cartas plani-altimétricas na escala 1:2000, folhas: III-2-NE-D-III-1, SF–23-Z-C-III-2-NE-D-III-4, SF–23-Z-C-III-NE-IVI-3 e SF– 23-Z-C-III-NE-C-IVI-6 (FUNDREM, 1975), conferidas com auxilio do GPS (GARMIN, 1994).

O fotomosaico com orto-fotos coloridas (1:10.000) adquiridas pela Prefeitura em 1999 foi fotointerpretado, extraído o mapeamento dos levantamentos dos fragmentos florestais georeferenciados e as informações repassadas para base cartográfica digital 1:2.000. As demais informações foram extraídas da mesma base: microbacias, caracterização morfométrica (área, fator de forma, declividade, altitude media, exposição solar, proximidade de acesso motorizado, direção dos ventos úmidos e comprimento de rampa) foram obtidas segundo metodologia específica (GREGORY & WALLING, 1985). Os fatores orientação, proximidade de acesso, direção dos ventos úmidos e comprimento de rampa foram obtidos de SPOLIDORO (1998) modificados, onde acesso foi definido como caminho carroçável, direção dos ventos o ângulo de incidência dos ventos SW nas microbacias, comprimento de rampa a distancia entre pontos altos e baixos da microbacia.

Foi realizado analise de cluster para fins de agrupamento de microbacias por afinidade de fatores que influem na presença de fragmentos florestais (variável independente), seguindo metodologia descrita por VALENTIN (2000). Para identificar tendências dos fatores mais freqüentes que influenciam a presença de fragmentos florestais, se trabalhou com 8 intervalos de classes e distribuição de freqüências.

Resultados e discussão

Foram encontradas 88 microbacias nos 140 ha amostrados, onde havia apenas 3 fragmentos florestais ocupando 16 ha (11,43%), distribuídos em 9 microbacias (10,23%) com 76,6 ha (54,70%). Todos os fragmentos florestais estão acima do primeiro terço da encosta (> 126m), sendo que no terço médio existem dois fragmentos com 0,08ha e 6,50ha e no terço

superior o maior com 9,50ha. A posição dos fragmentos e o reduzido tamanho nas partes inferiores, evidenciam a redução da resistência ambiental nos ecossistemas antropizados, fato este que coincide com maior freqüência de incêndios, queimadas das bordaduras e tendência de redução de tamanho.

As microbacias apresentam heterogeneidade de fatores ambientais onde os seus limites encontram-se na tabela 1.

Tabela 1: Morfometria de microbacias Fatores Área ha F.F Decl. % Alt. m.s.n.m Minima 0,38 0,12 33 15 Máxima 38,00 0,62 117 172

Fatores Orient. Prox. m

Dir. V C. Ramp. m

Minima 1 0 85 33

Máxima 8 1172 315 1000

A analise de Cluster através do corte da distancia euclidiana a 60%, formou 5 grupos de microbacias similares (figura 1), sendo que, destes 3 apresentam fragmentos florestais (9 das 16 microbacias). Tomando-se em consideração que a simples presença do fragmento evidencia ofertas diferenciadas de atributos ambientais, pode-se concluir que, nestas microbacias existem os fatores discriminantes condicionadores da presença dos fragmentos, assim como da maior resiliência dos ecossistemas.

Figura 1: Analise de Cluster para agrupamento de microbacias de acordo com suas características ambientais.

Tree Diagram for 88 Cases Unweighted pair-group average

Euclidean distances (D li n k/ D m ax) *100 0 20 40 60 80 100 120 88 85 84 83 87 81 86 82 80 79 78 74 69 52 76 75 72 70 68 67 65 64 66 63 62 77 73 71 59 61 60 58 56 55 57 54 39 38 29 35 34 32 36 33 37 28 47 53 46 31 27 42 40 26 25 49 24 51 45 44 43 23 50 48 12 8 16 15 6 11 9 41 30 7 5 4 13 22 21 20 3 18 17 19 2 14 10 1

O efeito da área da microbacia interfere na captação de chuvas (LIMA, 1986) e pode interferir

na manutenção da umidade do solo, condicionando a oferta de água que ajude a aumentar a resiliência dos ecossistemas. No presente caso observo-se que justamente o contrário se estabelece, onde as menores microbacias apresentam maior freqüência de fragmentos florestais (tabela 2).

Quadro 02: Área das microbacias (ha) Área ha Bacia Unid. Freq. % Bacia frag. Unid. Freq. % 00,0 - 04,7 78 89 5 56 04,8 - 09,5 06 07 2 22 09,6 - 14,3 01 01 1 11 14,4 - 19,1 01 01 0 00 19,2 - 23,9 00 00 0 00 24,0 - 28,7 01 01 0 00 28,8 - 33,5 0 00 0 00 33,6 - 38,3 1 01 1 11 Total 88 100 9 100

O fator de forma reflete o tempo de evasão da água das microbacias, sendo que, quanto maior mais tempo a água fica retida. Comparando e relação entre microbacias com fragmento florestal e total de microbacias, evidencia-se que esta lógica foi observada até o fator de forma 0,30 (tabela 3), uma vez que a classe anterior apresentou apenas uma microbacia a mais.

Tabela 3: Fator de forma das microbacias FF Bacia Unid Freq % B. frag Unid. Freq. % 0,00 - 0,07 0 0 0 0 0,07 - 0,15 7 8 1 11 0,15 - 0,23 28 32 4 44 0,23 - 0,30 37 42 3 33 0,30 - 0,38 8 9 1 11 0,38 - 0,46 6 7 0 0 0,46 - 0,53 0 0 0 0 0,54 - 0,62 2 2 0 0 Total 88 100 9 100

O fator declividade reflete a força com que a água fica retida no terreno, sendo que em ambientes planos se esperaria maior umidade. Como no presente caso todas as microbacias são declivosas, esta variável não apresentou relação lógica (tabela 4), onde a maior freqüência foi obtida entre o intervalo de classe que vai de 56 – 70%.

Tabela 4: Declividade das microbacias Decl. % Bacia Unid. Freq. % B. frag. Unid. Freq. % 000 - 015 0 0 0 0 016 - 030 0 0 0 0 031 - 045 13 15 2 22 046 - 055 18 20 0 0 056 - 070 33 38 7 78 071 - 085 15 17 0 0 085 - 100 4 5 0 0 101 - 117 5 6 0 0 Total 88 100 9 100

A altitude representa afastamento dos locais de maior pressão antrópica e, possivelmente, redução dos efeitos dos aerosóis marinhos, embora quanto mais alto seja o local, menor a chuva efetiva captada. No presente estudo ficou claro que quanto maior a altitude, maior a freqüência de microbacias com fragmentos florestais (tabela 5), evidenciando que os efeitos ambientais resguardadores de atributos que dotam os ecossistemas de resiliência, não são totalmente justificados em bases hidrológicas. Tabela 5: Altitude media das microbacias

Altitude metros Bacia Unid. Freq. % B. frag Unid. Freq. % 0 - 21 17 19 0 0 22 - 42 42 48 0 0 43 - 63 5 6 0 0 64 - 84 4 5 1 11 85 - 105 5 6 0 0 106 - 126 4 5 3 33 127 - 147 3 3 3 33 148 - 172 8 9 2 22 Total 88 100 9 100

A direção das vertentes propicia conservação de umidade, pois o período de exposição e qualidade dos raios solares variam. No Município do Rio de Janeiro as vertentes voltadas para Leste e Sul são úmidas, com vegetação Ombrófila e vertentes Norte e Noroeste apresentam vegetação com caducifolia (PALMIERI, 1980; LIMA, 1986 e OLIVEIRA, 1992). As microbacias com fragmentos florestais com exposição Sul foram as que apresentaram maior freqüência (67%),

evidenciando a melhor oferta de atributos ambientais para a ocorrência de fragmentos florestais.(tabela 06)

Quadro 06: Exposição Solar das microbacias Exp. Bacia Unid. Freq %. B. frag Unid. Freq % Sul 36 41 6 67 Sudeste 17 19 1 11 Sudoeste 9 10 0 0 Nordeste 0 0 0 0 Norte 4 5 0 0 Noroeste 10 11 2 22 Leste 0 0 0 0 Oeste 12 14 0 0 Total 88 100 9 100

A proximidade de acesso está relacionada com a componente antrópica e suas alterações da paisagens (tabela 07), onde 77% das microbacias com fragmentos florestais estão a mais de 500 metros do acesso motorizado. Quadro 07: Proximidade de acesso motorizado das microbacias Prox. metros Bacia Unid. Freq. % B. frag. Unid Freq. % 0 - 147 37 42 2 22 148 - 294 12 14 0 0 295 - 441 12 14 0 0 442 - 588 9 10 1 11 589 - 735 6 7 1 11 736 - 882 3 3 1 11 883 - 1029 1 1 1 11 1030 - 1172 8 9 3 33 Total 88 100 9 100

Nas áreas onde os ventos unidos incidem com menor ângulo, houve um maior numero de bacias com fragmentos florestais. A variação de ângulo das bacias com fragmentos florestais que teve maior freqüência foi no intervalo de classe de 118 – 157 (tabela 8) sinalizando a grande influencia que este fator tem na formação de fragmentos florestais.

Tabela 08: Direção dos vento unidos que incide nas microbacias Dir.vent. Angulo Bacia Unid Freq. % B. frag. Unid. Freq. % 0 – 39 0 0 0 0 39 – 78 1 1 0 0 78 – 118 18 20 2 22 118 – 157 25 28 5 56 157 – 196 18 20 0 0 196– 236 11 13 0 0 236 – 275 11 13 2 22 275 - 315 4 5 0 0 Total 88 100 9 100

O comprimento de rampa pode influenciar no funcionamento hidrológico das microbacias, pois maiores comprimentos podem influenciar a infiltração em ecossistemas íntegros e a erosão em ecossistemas menos resilientes. As microbacias com fragmentos florestais tiveram maiores freqüência no intervalo de classe de 376 – 500 e 501 – 625 com freqüência 33 e 22% respectivamente (tabela 8).

Tabela 8: Comprimento de Rampa das microbacias C.Ramp. metros Bacia Unid Freq. % B. frag Unid. Freq. % 0 – 125 55 63 0 0 126 – 250 17 19 1 11 251 – 375 5 6 1 11 376 – 500 5 6 3 33 501 – 625 3 3 2 22 626 – 750 1 1 1 11 751 – 875 0 0 0 0 876 - 1000 2 2 1 11 Total 88 100 9 100

De modo geral podemos identificar os intervalos de classe que tiveram maiores freqüência para cada característica morfometrica (tabela 9)

Tabela 9: Características morfométricas com maiores freqüências. Área ha F. Forma Decl. % Alt. m 0 a 4,7 0,15 a 0,23 56 a 70 106 a 172 Exp. Prox . m Dir. A C. Ramp. m Sul + 500 118 a 157 376 a 500

A analise individual de cada característica morfometrica permite apresentar os efeitos que podem justificar parcialmente a conformação da paisagem. Podendo assim identificar microbacias com características similares as microbacias com fragmentos florestais.

Conclusões

Os Fragmentos florestais remanescentes nas microbacias evidenciaram que os fatores ecológicos mais importantes na obtenção de resiliencia foram: área < 4,7ha, Fator de forma entre 0,15 e 0,23, Declividade de 56 a 70%, Altitude acima de 106 metros Exposição solar com orientação Sul, Proximidade de acesso motorizado acima de 500 metros, Direção dos ventos unidos com ângulo de incidência de 118 a 157 e comprimento de rampa entre 376 a 500 metros.

Agradecimento e Auxílio Financeiro

A Coordenadoria de Conservação e Recuperação Ambiental da Prefeitura da Cidade do Rio de Janeiro, Laboratório de Manejo de Bacias Hidrográficas / UFRRJ e CNPq.

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