UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM RECURSOS GENÉTICOS VEGETAIS
CARACTERIZAÇÃO DE POPULAÇÕES NATURAIS DE
XAXIM (Dicksonia sellowiana (PRESL.) HOOKER), EM
DIFERENTES CONDIÇÕES EDAFO-CLIMÁTICAS NO
ESTADO DE SANTA CATARINA
MARCELO MANTOVANI
FLORIANÓPOLIS – SC SANTA CATARINA - BRASIL
Mantovani, Marcelo
Caracterização de populações naturais de Xaxim (Dicksonia sellowiana (Presl.) Hooker), em diferentes condições edafo-climáticas no Estado de Santa Catarina: UFSC, 2004.
105p.
Dissertação (Mestrado em Recursos Genéticos Vegetais) – Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis.
1. Dicksonia sellowiana. 2. estrutura demográfica. 3. clima e solo. 4. análise multivariada.
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIENCIAS AGRÁRIAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM RECURSOS GENÉTICOS VEGETAIS
MARCELO MANTOVANI
CARACTERIZAÇÃO DE POPULAÇÕES NATURAIS DE
XAXIM (Dicksonia sellowiana (PRESL.) HOOKER), EM
DIFERENTES CONDIÇÕES EDAFO-CLIMÁTICAS NO
ESTADO DE SANTA CATARINA
Orientador: Prof. Dr. MAURÍCIO SEDREZ DOS REIS
Dissertação apresentada ao Curso de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, da Universidade Federal de Santa Catarina, para obtenção do título de Mestre em Ciências. Área de concentração: Recursos Genéticos Vegetais.
FLORIANÓPOLIS SANTA CATARINA – BRASIL
CARACTERIZAÇÃO DE POPULAÇÕES NATURAIS DE XAXIM (Dicksonia sellowiana (Presl.) Hooker), EM DIFERENTES CONDIÇÕES
EDAFO-CLIMÁTICAS NO ESTADO DE SANTA CATARINA
MARCELO MANTOVANI
Dissertação julgada e aprovada em sua forma final, pelo Orientador e Membros da Comissão Examinadora.Comissão Examinadora:
____________________________________ Prof. Dr. Maurício Sedrez dos Reis
(FIT/CCA/UFSC)
____________________________________ Prof. Dr. Solon Jonas Longhi
(CCR//UFSM)
____________________________________ Prof. Dr. Alex Pires de Oliveira Nuñer
(AQI/CCA/UFSC)
____________________________________ Profa. Dra. Tânia Tarabini Castellani
(ECZ/CCB/UFSC)
Aos meus pais, João e Celestina Mantovani, À Maria P. Mantovani (in memorium)
AGRADECIMENTOS
O professor Dr. Maurício Sedrez dos Reis pela orientação, amizade e apoio em todas as etapas da minha formação acadêmica e pessoal, sem o qual não teria realizando este trabalho;
À toda a minha família, especialmente aos meus pais João e Celestina e meus irmãos, Michela e Mateus, pela paciência, apoio e confiança em todos os momentos;
Ao amigo, Ângelo Puchalski, pela determinação em resolver problemas estatísticos e pela companhia “incansável” nos trabalhos de campo.
Ao professor Dr. Rubens O. Nodari, pela orientação na iniciação científica, amizade e incentivo;
Ao professor Dr. Afonso I. Orth, pela amizade, companheirismo e incentivo; Ao professor Alex Pires de Oliveira Nuñer, pela contribuição e colaboração na análise multivariada;
Ao professor Antônio Ayrton Auzani Uberti, pelo apoio e contribuição nas análises e no trabalho;
Aos colegas, professores e funcionários do Curso de Pós-graduação em Recursos Genéticos Vegetais, sem os quais este trabalho não seria possível;
Aos colegas do Núcleo em Florestas Tropicais (NPFT), Adelar, Caffer, Camila, Cristiano, Diogo, Heloisa, Mariot, Ricardo, Aline, Felipe, Siminski e Zago, pela amizade e auxílio nos trabalhos de campo e nas discussões que engrandeceram este trabalho.
À Cristina, por fazer-me acreditar que tudo é possível quando se faz com amor. À Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina (EPAGRI), ao Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (IBAMA) e a Fundação do Meio Ambiente (FATMA) por disponibilizar suas áreas florestais para realizar os trabalhos de campo.
À CAPES pela concessão da bolsa.
À FAO e ao CNPq pelos recursos financeiros.
SUMÁRIO
ÍNDICE DE TABELAS ... III RESUMO...VII ABSTRACT...IX
1. INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA... 1
2. REVISÃO DE LITERATURA ... 5
2.1. FLORESTA OMBRÓFILA MISTA: GEOMORFOLOGIA, CLIMA E FITOGEOGRAFIA... 5
2.2. DICKSONIA SELLOWIANA... 8
2.3. GEOLOGIA... 9
2.4. FORMAÇÃO E TIPOS DE SOLO DE SANTA CATARINA... 11
2.5. RELEVO... 14
2.6. ANÁLISE MULTIVARIADA... 15
2.6.1. Análise de Agrupamento ... 15
2.6.2. Análise dos Componentes Principais - ACP ... 16
3. MATERIAL E MÉTODOS ... 19
3.1. ÁREAS DE ESTUDO... 19
3.1.1. Serra do Corvo Branco (CB) ... 22
3.1.2. Parque Nacional de São Joaquim (SJ)... 23
3.1.3. Florestal Gateados Ltda (GG)... 23
3.1.4. Fazenda Amola Facas – EPAGRI (AF)... 24
3.1.5. Reserva Genética Florestal de Caçador (RG) ... 25
3.1.6. Floresta Nacional de Caçador (CA)... 26
3.1.7. Floresta Nacional de Três Barras (TB)... 27
3.1.8. Floresta Nacional de Chapecó (CH)... 28
3.1.9. Parque Estadual das Araucárias (PA) ... 29
3.2. CARACTERIZAÇÃO DA ESTRUTURA POPULACIONAL... 29
3.3. CARACTERIZAÇÃO EDÁFICA... 32
3.3.1. Coleta e análise de solos... 33
3.4. CARACTERIZAÇÃO CLIMÁTICA... 34
3.5. ANÁLISE MULTIVARIADA... 35
3.5.1. Análise de Agrupamento (Clusters)... 36
3.5.2. Análise dos Componentes Principais - ACP ... 37
4.1. CARACTERIZAÇÃO DA ESTRUTURA POPULACIONAL... 39
4.1.1. Distribuição por classes de diâmetro e altura ... 40
4.1.2. Variação da estrutura populacional por local... 45
4.1.2.1. Serra do Corvo Branco - Urubici ... 45
4.1.2.2. Parque Nacional de São Joaquim – Santa Bárbara ... 46
4.1.2.3. Fazenda Florestal Gateados – Campo Belo do Sul... 47
4.1.2.4. Fazenda Amola Facas - São José do Cerrito... 48
4.1.2.5. Reserva Genética Florestal de Caçador... 49
4.1.2.6. Floresta Nacional de Caçador... 50
4.1.2.7. Floresta Nacional de Três Barras ... 51
4.1.2.8. Floresta Nacional de Chapecó – Gleba II ... 52
4.1.2.9. Parque Estadual das Araucárias – São Domingos ... 53
4.2. CARACTERIZAÇÃO EDÁFICA... 54
4.2.1. Análises de solo... 54
4.3. CARACTERIZAÇÃO MACRO-CLIMÁTICA... 56
4.4. ANÁLISE MULTIVARIADA... 58
4.4.1. Análise de Agrupamento ... 58
4.4.1.1. Dados da estrutura populacional ... 58
4.4.1.2. Dados demográficos, edáficos, climáticos... 60
4.4.2. Análise dos componentes principais... 61
4.4.2.1. Ordenação dos dados da estrutura populacional... 61
4.4.2.2. Ordenação dos dados demográficos, edáficos, macro-climáticos e altitude ... 64
5. DISCUSSÃO ... 71
5.1. ESTRUTURA POPULACIONAL... 71
5.2. ESTRUTURA POPULACIONAL E VARIÁVEIS EDÁFO-CLIMÁTICAS... 72
5.3. EFEITO ANTRÓPICO... 76
5.4. CONSERVAÇÃO E MANEJO DE DICKSONIA SELLOWIANA... 78
6. CONCLUSÕES ... 81
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 83
ÍNDICE DE TABELAS
Tabela 1. Quadro resumo contendo o município, localização geográfica, altitude e outras características dos locais avaliados no estado de Santa Catarina com presença de população de Xaxim (Dicksonia sellowiana). Florianópolis-SC, UFSC, 2004. ... 20 Tabela 2. Descrição dos padrões de relevo nos nove locais de avaliação de populações naturais de Dicksonia sellowiana no estado de Santa Catarina. Florianópolis-SC, UFSC, 2004. ... 21 Tabela 3. Principais tipos de solo e sua situação na paisagem para os locais onde foram realizados os estudos das populações naturais da Dicksonia sellowiana no estado de Santa Catarina. Florianópolis-SC, UFSC, 2004... 22 Tabela 4. Parâmetros demográficos levantados nos locais de estudo localizados no estado de Santa Catarina, onde ocorrem populações de Xaxim (Dicksonia sellowiana). Florianópolis-SC, UFSC, 2004. ... 39 Tabela 5. Freqüência de indivíduos por hectare para classes de altura total e diâmetro à 80 cm do solo, a partir de 24 unidades amostrais implantadas em nove áreas no estado de Santa Catarina. Florianópolis-SC, UFSC, 2004... 40 Tabela 6. Freqüência de indivíduos por hectare para classes de altura total e DAP, a partir de 24 unidades amostrais implantadas em nove áreas no estado de Santa Catarina. Florianópolis-SC, UFSC, 2004... 41 Tabela 7. Características de uma população natural de Xaxim (Dicksonia sellowiana) avaliados na Serra do Corvo Branco, município de Urubici–SC. Florianópolis-SC, UFSC, 2004. ... 46 Tabela 8. Características de uma população natural de Xaxim (Dicksonia sellowiana) avaliados no Parque Nacional de São Joaquim, município de Urubici, Comunidade de Santa Bárbara – SC. Florianópolis-SC, UFSC, 2004. ... 47 Tabela 9. Características de uma população natural de Xaxim (Dicksonia sellowiana) na Fazenda Gateados, município de Campo Belo do Sul – SC. Florianópolis-SC, UFSC, 2004. ... 48 Tabela 10. Características de uma população natural de Xaxim (Dicksonia sellowiana) avaliados na Fazenda Amola Facas, município de São José do Cerrito – SC. Florianópolis-SC, UFSC, 2004. ... 49 Tabela 11. Características de uma população natural de Xaxim (Dicksonia sellowiana) avaliados na Estação Experimental da EPAGRI, município de Caçador – SC. Florianópolis-SC, UFSC, 2004. ... 50
Tabela 12. Características de uma população natural de Xaxim (Dicksonia sellowiana) avaliados na FLONA de Caçador, município de Caçador – SC. Florianópolis-SC, UFSC, 2004. ... 51 Tabela 13. Características de uma população natural de Xaxim (Dicksonia sellowiana) avaliados na FLONA de Três Barras, município de Três Barras – SC. Florianópolis-SC, UFSC, 2004. ... 52 Tabela 14. Características de uma população natural de Xaxim (Dicksonia sellowiana) avaliados na FLONA de Chapecó, município de Chapecó – SC. Florianópolis-SC, UFSC, 2004. ... 53 Tabela 15. Características de uma população natural de Xaxim (Dicksonia sellowiana) avaliados no Parque Estadual das Araucárias, município de São Domingos – SC. Florianópolis-SC, UFSC, 2004. ... 54 Tabela 16. Características dos solos coletados nas áreas de estudo com populações remanescentes de Xaxim (Dicksonia sellowiana) em Floresta Ombrófila Mista. Florianópolis-SC, UFSC, 2004. ... 55 Tabela 17. Dados de altitude média acima do nível do mar e dados climáticos de cada uma das nove regiões de levantamento das populações naturais de Xaxim (Dicksonia
sellowiana). Florianópolis-SC, UFSC, 2004. ... 57 Tabela 18. Autovalores para os três primeiros eixos da análise dos componentes principais de dados edáficos. Florianópolis-SC, UFSC, 2004. ... 62 Tabela 19. Coeficientes de correlação entre as variáveis edáficas e os dois primeiros eixos de ordenação da ACP. Florianópolis-SC, UFSC, 2004... 62 Tabela 20. Autovalores para os três primeiros eixos da análise dos componentes principais de dados demográficos, edáficos, climáticos e altimétricos. Florianópolis-SC, UFSC, 2004. ... 64 Tabela 21. Coeficientes de correlação entre as variáveis demográficas, edáficas, climáticas e altimétricas para e os três primeiros eixos de ordenação da ACP. Florianópolis-SC, UFSC, 2004. ... 65
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Mapa do Projeto Inventário dos recursos florestais da Mata Atlântica, com a situação da ocorrência natural e atual do bioma Mata Atlântica e da Floresta Ombrófila Mista onde ocorre a Araucaria angustifolia. Florianópolis-SC, UFSC, 2004. ... 3 Figura 2. Mapa geomorfológico do estado de Santa Catarina. Florianópolis-SC, UFSC, 2004. (Adaptado de IBDF, 1984)... 6 Figura 3. Domínios da Mata Atlântica e associações da “Mata de Araucária” (denominado atualmente de Floresta Ombrófila Mista), no estado de Santa Catarina. (Adaptado de Klein, 1978). Florianópolis-SC, UFSC, 2004... 7 Figura 4. Formações geológicas e localização das áreas de estudo em Santa Catarina (Fonte: Atlas de Santa Catarina, 1986). Florianópolis-SC, UFSC, 2004... 10 Figura 5. Mapa do levantamento exploratório de solos do estado de Santa Catarina (Adaptado do Atlas de Santa Catarina, 1986; nomenclatura da classificação de solos segundo Emprapa-CNPS, 1999). Florianópolis-SC, UFSC, 2004... 13 Figura 6. Localização dos municípios onde foram realizados estudos com Xaxim em áreas de Floresta Ombrófila Mista no estado de Santa Catarina. Florianópolis-SC, UFSC, 2004. ... 21 Figura 7. Formato da unidade amostral de 20 × 40 m e 8 subunidades amostrais de 10×10 metros. Florianópolis-SC, UFSC, 2004. ... 30 Figura 8. Desenho esquemático das mediadas tomadas em cada planta de Xaxim dentro das unidade amostrais. (Adaptado de Gomes, 2001). Florianópolis-SC, UFSC, 2004... 31 Figura 9. Localização das estações meteorológicas do estado de Santa Catarina (Rede EPAGRI/INMET e ANEEL), do Paraná e do Rio Grande do Sul (estações limítrofes). Florianópolis-SC, UFSC, 2004... 35 Figura 10. Distribuição do número de plantas por hectare por centro de classe de diâmetro à 80 cm do solo, com intervalo de 5 cm, para 2175 plantas por hectare, a partir de 24 unidades amostrais implantadas em nove populações no estado de Santa Catarina. Florianópolis-SC, UFSC, 2004... 41 Figura 11. Distribuição do número de plantas por hectare por classe de diâmetro à altura do peito, com intervalo de 5 cm, para 2175 plantas por hectare, a partir de 24 unidades amostrais implantadas em nove populações no estado de Santa Catarina. Florianópolis-SC, UFSC, 2004. ... 42 Figura 12. Distribuição do número de plantas por hectare por centro de classe de altura total, com intervalo de 1 m, para 2175 plantas por hectare, a partir de 24
unidades amostrais implantadas em nove populações no estado de Santa Catarina. Florianópolis-SC, UFSC, 2004. ... 42 Figura 13. Distribuição do número de plantas por hectare por classe de diâmetro à 80 cm do solo para nove populações no estado de Santa Catarina. Florianópolis-SC, UFSC, 2004. ... 44 Figura 14. Dendrograma obtido pela análise de agrupamento dos dados demográficos para nove locais de estudo. Coeficiente cofenético de 0,73. Florianópolis-SC, UFSC, 2004... 59 Figura 15. Dendrograma obtido pela análise de agrupamento dos dados demográficos, edáficos, climáticos e altimétrico para nove locais de estudo. Coeficiente cofenético de 0,85. Florianópolis-SC, UFSC, 2004. ... 60 Figura 16. Diagrama de ordenação dos locais de estudo pela análise dos componentes principais, baseadas nos dados demográficos. Os locais estão representados pelas respectivas siglas. Os eixos 1 e 2 explicam 79,4% da variação total. Florianópolis-SC, UFSC, 2004... 63 Figura 17. Diagrama de ordenação dos locais de estudo pela análise dos componentes principais, baseados nos dados demográficos, edáficos, climáticos e de altitude. Os eixos 1 e 2 explicam 64,6% da variação total. Florianópolis-SC, UFSC, 2004... 67 Figura 18. Diagrama de ordenação dos locais de estudo pela análise dos componentes principais, baseados nos dados demográficos, edáficos, climáticos e de altitude. Os eixos 1 e 3 explicam 54,8% da variação total. Florianópolis-SC, UFSC, 2004... 68 Figura 19. Diagrama de ordenação dos locais de estudo pela análise dos componentes principais, baseados nos dados demográficos, edáficos, climáticos e de altitude. Os eixos 2 e 3 explicam 39,2% da variação total. Florianópolis-SC, UFSC, 2004... 69
RESUMO
Caracterização de populações naturais de Xaxim (Dicksonia sellowiana (Presl.) Hooker), em diferentes condições edafo-climáticas no Estado de Santa Catarina
Autor: Marcelo Mantovani Orientador: Prof. Dr. Maurício Sedrez dos Reis O Xaxim (Dicksonia sellowiana) é uma pteridófita arborescente que encontra-se distribuída por toda a América Latina. A espécie ocorre no bioma Mata Atlântica, na formação denominada Floresta Ombrófila Mista, onde restam menos de 5% da área original, sendo na sua grande maioria na forma de fragmentos com formações florestais secundárias, bastante alterado pelo efeito antrópico. O Xaxim é uma espécie com grande potencial para fins de manejo e conservação, pois alcança significativo valor comercial no mercado, principalmente para a fabricação de vasos e substratos para o cultivo de plantas ornamentais. A exploração intensiva de suas populações, a destruição do seu habitat natural e a escassez de dados sobre o comportamento de suas populações fez com que a espécie fosse incluída na lista das Espécies da Flora e da Fauna Selvagens em Perigo de Extinção. Este estudo teve como objetivo determinar a relação existente entre a estrutura populacional do Xaxim e as condições de clima e solo em áreas de ocorrência natural da espécie no estado de Santa Catarina. O trabalho visa fornecer informações sobre a autoecologia da espécie, tentando identificar os fatores e as paisagens (microambientes) que favorecem o seu desenvolvimento e, desta forma, gerar informações para fundamentar estratégias de manejo e conservação. Para tanto, em nove áreas com presença da espécie foram instalados de 2 a 4 unidades amostrais por área, com dimensões de 20 × 40 metros, perfazendo um total de 24 unidades amostrais, onde foram realizadas avaliações dendrométricas, bem como a coleta de amostras de solos para análise básica em laboratório. Para cada área, através do Atlas Climatológico digital do estado de Santa Catarina, foram obtidas informações climatológicas na tentativa de caracterizar o clima. Todas as variáveis levantadas foram analisadas por técnicas multivariadas (análise de agrupamento e análise dos componentes principais ACP), na tentativa de identificar, determinar tendências de agrupamento entre os locais e identificar as variáveis que mais influenciaram as populações naturais da espécie. Verificou-se que os locais com maior densidade, maiores valores de altura, de DAP e de volume de cáudice, encontram-se agrupados nas ordenações da ACP e na análise de agrupamento dos dados climáticos e demográficos (Serra do Corvo Branco e Parque Nacional de São Joaquim), estando estes localizados em área de maior altitude e
umidade aparente, apresentando maior número de geadas durante o ano, menor média das temperaturas (máxima, mínima e média) e baixa insolação. Para os dados edáficos não foi possível determinar se as características do solo afetam diretamente a ocorrência da espécie, pois verifica-se que os solos mais jovens (rasos) e com menor fertilidade apresentam densidades e volumes superiores a outras áreas de maior fertilidade e profundidade de solo, possibilitando apenas indicar tendências da ocorrência da espécie de acordo com a posição topográfica e a umidade disponível no ambiente. Em alguns locais, onde as populações de Xaxim apresentam alta densidade, verificou-se a ocorrência apenas em áreas ao longo de riachos ou córregos permanentes, não ocorrendo em toda a área. Aparentemente as condições de subdossel (maior sombreamento) e a proximidade de locais úmidos, propiciam condições favoráveis para as populações da espécie se desenvolver. Assim, pode-se concluir que a metodologia empregada foi eficiente para mostrar tendências favoráveis ao desenvolvimento da espécie, permitindo indicar que a umidade e os ambientes mais frios são variáveis de grande importância. Ainda, para a conservação da espécie, áreas que garantam a diversidade de ambientes florestais, ampliam a possibilidade da ocorrência de populações da espécie. Há necessidade de ampliar a amostragem para esclarecer alguns aspectos importantes relacionados às estratégias de conservação e manejo das populações naturais da Dicksonia sellowiana.
ABSTRACT
Characterization of natural populations of Xaxim (Dicksonia sellowiana (Presl.) Hooker), in different soil-climatic conditions in Santa Catarina State
Author: Marcelo Mantovani Advisor: Dr. Maurício Sedrez dos Reis The Xaxim (Dicksonia sellowiana) is an arborescent ferns that is distributed by the whole Latin America. The species occurs in bioma of the Atlantic forest, in the formation denominated Araucaria Forest, where less than 5% of the original area remains, being in the great majority in form of fragments with secondary forest formations, quite altered by antropic effect. The Xaxim is a species with great potential for management and conservation, because it reached significant commercial value in the market, mainly for the production of vases and soil for the cultivation of ornamental plants. The intensive exploration of its populations, the destruction of its natural habitat and the shortage of data about the behavior of its populations caused the species to be included in the list of the Wild Species of the Flora and the Fauna in Danger of Extinction. This work had as objective characterizes natural populations of Xaxim in different soil-climatic situations, seeking to determine the existent relationship between the populations of this species and the climate conditions and soil in Santa Catarina State, supplying information about autoecology of species, and trying to identify the factors and the landscapes (small environment) that are favorable to the development of the species, and so generate information to base strategies for management and conservation. For this, in nine areas with the presence of the species were installed 2 to 4 plots per area, with dimensions of 20 X 40 meters, with a total of 24 plots, where was accomplished dendrometric evaluations, well as collection of soils, for basic analysis in laboratory. For each area, through the Digital Climatological Atlas of Santa Catarina State, there were obtained climatological variables in attempt to characterize the climate. All variables were analyzed by multi-variate techniques, grouping analysis and analysis of the main components (ACP) in attempt to identify and determine grouping tendencies among the places and identify the variables that most influences the natural populations of the species. It was verified that the places with high density, high height values, of DBH and of stem volume, they are contained in the ordinations of ACP and in the grouping analysis of the climatic and demographic data (Serra do Corvo Branco and the White National Park of São Joaquim), located in an area of the highest altitude and apparent humidity, presenting a large number of frosts during the year, the lessest average of temperatures (maxim, low and average) and lower
heatstroke. For the data soil it was not possible to determine if the soil characteristics affect directly in the occurrence of the species, because it was verified that the youngest soils (shallow) and with less fertility values, possess superior densities and volumes than other areas with more fertility and soil depth, just making possible to indicate tendencies of the occurrence of the species in agreement with the topographical position and the available humidity in the atmosphere. In some places, where the Xaxim populations present high density, it was verified the occurrence in areas along streams or permanent streams, not occurring in all the area. Seemingly the subdossel conditions and the proximity of humid places, propitiate favorable conditions for the populations of the species to grow. Thus, it can be concluded that the used methodology was efficient to show favorable tendencies to the development of the species, allowing to indicate that humidity and colder environmentare variable of great importance. Still, for the conservation of the species, areas that guarantee the diversity of forest atmospheres, they enlarge the possibility of the occurrence of populations of the species. The need to enlarge the sampling can clear some important aspects to base management and conservation strategies of the natural populations of the
1. INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA
O domínio Mata Atlântica representava originalmente 12% da cobertura florestal do território nacional. Atualmente restam apenas 7,3% da área do domínio da Mata Atlântica no Brasil e 18,1% no estado de Santa Catarina, em sua grande maioria na forma de fragmentos com formações florestais secundárias e poucos relíctos de formações primárias, sendo muitos deles bastante alterados por cortes seletivos das madeiras mais nobres (FUNDAÇÃO SOS MATA ATLÂNTICA e INPE, 2000).
Parte desta área foi transformada em lavouras e pastagens e destas, uma grande parte foi abandonada devido à intensiva exploração que resultou na degradação e empobrecimento do solo. Outras áreas foram abandonadas por apresentarem características impróprias (declividade, fertilidade e pedregosidade) para a exploração agrícola (Lino, 1991).
As áreas do domínio da Mata Atlântica vêm sofrendo forte alteração em sua estrutura e composição devido ao processo extrativista e à ampliação de atividades agrícolas. Do ponto de vista da dinâmica da regeneração, a extração seletiva de madeiras nobres alterou a dinâmica populacional de algumas espécies de interesse econômico, implicando na necessidade de manutenção ou recuperação da cobertura original (Reis et al., 2002). Este quadro levou à necessidade de ser estabelecida legislação cada vez mais restritiva ao uso e exploração das espécies da Mata Atlântica, no país.
Esta forte alteração é relatada por Salvador & Da-Ré (2002), que afirmam que a principal causa da degradação da Floresta Ombrófila Mista (FOM) no sul do Brasil tem sua origem na extração madeireira do pinheiro que ficou inviabilizada em menos de 80 anos de exploração irracional. O início dessa atividade comercial data das primeiras décadas do século passado, sendo o símbolo desse pioneirismo e destruição, uma companhia internacional (Souther Brazil Lumber and Colonization Co.), situada no noroeste de Santa Catarina, que serrou 300 m3 de araucária por dia durante 30 anos de atuação, fato bem documentado nos trabalhos de Thomé (1980 e 1995) e Nodari (1999).
Devido à contínua pressão antrópica sobre estes remanescentes florestais, vem ocorrendo uma redução drástica da variabilidade genética e até mesmo a extinção de inúmeras espécies vegetais e animais, comprometendo a manutenção das populações autóctones e a dinâmica dos ecossistemas.
Apesar da legislação vigente restringir e disciplinar as atividades nas formações florestais secundárias deste bioma, a inexistência de opções concretas de utilização
sustentada das espécies tem levado os proprietários de terra e produtores rurais ao uso ilegal e predatório dos recursos florestais, o que se soma às dificuldades de sobrevivência e manutenção da agricultura.
Para reverter esse quadro, torna-se premente a seleção e o estudo aprofundado de espécies vegetais estratégicas, que possam vir a ser manejada sustentavelmente, de modo a compatibilizar manejo e retiradas de material com a regeneração natural da floresta e, ao mesmo tempo, oferecer opções de renda para as comunidades locais.
Diversos autores têm enfatizado a indissociabilidade existente entre a geração de alternativas de renda para o proprietário da terra e a conservação da diversidade biológica com o uso sustentável dos recursos naturais a médio e a longo prazo (Allegretti, 1992; Hall & Bawa, 1993; Wilson, 1994; Reis et al., 1994; A. Reis et al., 1994; Reis 1996a,b; Reis et al., 2002).
Nesta perspectiva, o manejo sustentável de produtos não-madeiráveis da floresta, como plantas medicinais, ornamentais e alimentícias, representa uma das opções mais viáveis, tanto do ponto de vista econômico e social, como da manutenção do equilíbrio do ecossistema (Peters et al., 1989; Hall & Bawa, 1993; Godoy & Bawa, 1993; Godoy et al., 1993; A. Reis et al., 1994; Reis et al., 2002).
Para fundamentar estratégias de uso, manejo e conservação das formações florestais, baseadas no uso múltiplo dos recursos genéticos existentes e na autoecologia das espécies de interesse, são fundamentais estudos envolvendo a caracterização genética e demográfica, bem como seus mecanismos de manutenção e distribuição (Reis, 1996b).
Além disso, considerações sobre dados genéticos e demográficos podem auxiliar no entendimento da biologia evolutiva de populações de plantas tropicais, para que se possa efetivamente manejar e preservar até o momento em que a restauração das áreas possa seguir uma expansão em níveis naturais (Oyama, 1993).
Contudo, não é suficiente compreender a autoecologia da espécie, sem conhecer e considerar as características do ambiente onde ela cresce e se desenvolvem, necessitando-se assim, caracterizar o clima e o solo. Caracterizar o ambiente (locais favoráveis, exigências nutricionais) que influencia no desenvolvimento de uma estrutura vegetacional implica em associar estudos edafo-climáticos com a caracterização da estrutura demográfica da espécie em questão.
Para a maioria das espécies as informações neste sentido são inexistentes, contudo, estas são de fundamental importância para compreender a dinâmica da espécie dentro da floresta.
Nesse contexto, o Xaxim (Dicksonia sellowiana) se apresenta como uma espécie promissora com grande potencial para fins de manejo e exploração, pois alcança
significativo valor comercial no mercado interno e externo, principalmente para a fabricação de vasos e substratos para o cultivo de plantas ornamentais (Sehnem, 1978).
O mesmo autor descreve, para o estado de Santa Catarina, o ambiente de ocorrência desta espécie, com afinidade por lugares pantanosos nas serras (umidade) e citando também encostas serranas e, em alguns poucos casos, em banhados nas baixadas. No estado de Santa Catarina é no bioma Mata Atlântica, mais precisamente na formação florestal denominada Floresta Ombrófila Mista que preferencialmente ocorre esta espécie.
Figura 1. Mapa do Projeto Inventário dos recursos florestais da Mata Atlântica, com a situação da ocorrência natural e atual do bioma Mata Atlântica e da Floresta Ombrófila Mista onde ocorre a Araucaria angustifolia. Florianópolis-SC, UFSC, 2004.
De acordo com Fernandes (1999) e Sehnem (1978), as samambaias arborescentes, como a Dicksonia sellowiana, têm crescimento lento, sendo esta uma grande limitação para a sua exploração econômica.
Assim, a exploração intensiva de suas populações, aliada a destruição do seu habitat natural e a escassez de dados sobre o comportamento de suas populações, fez com que a espécie fosse incluída no apêndice II da CITES (Convenção Internacional das Espécies da Flora e da Fauna Selvagens em Perigo de Extinção) e em Listas Oficiais de Espécies da Flora Ameaçadas de Extinção (Portaria/IBAMA. Nº
37-N/92 e COPAM 085/97), mantida nesta categoria na Avaliação e ações prioritárias para a conservação da biodiversidade da Mata Atlântica e Campos Sulinos (Brasil, 1998 e 2000).
Desta forma, este trabalho tem como objetivo geral caracterizar a estrutura populacional de populações naturais de Xaxim, Dicksonia sellowiana (Presl.) Hooker em diferentes situações edafo-climáticas, visando determinar a relação existente entre as populações desta espécie e as condições de clima e solo no estado de Santa Catarina. Tais informações são especialmente relevantes para fundamentar estratégias de manejo e conservação da espécie.
E como objetivos específicos: a) Fornecer informações sobre a autoecologia da espécie; b) Caracterizar as populações naturais de acordo com os contrastes de solo, clima e a posição na paisagem; c) Verificar diferenças na estrutura populacional nas diferentes condições edafo-climáticas; d) Identificar os fatores e as paisagens (microambientes) responsáveis pelo favorecimento ao desenvolvimento da espécie.
2. REVISÃO DE LITERATURA
2.1. Floresta Ombrófila Mista: geomorfologia, clima e fitogeografia
A Floresta Ombrófila Mista é reconhecida como um conjunto vegetacional de fisionomia característica, com diversas denominações, tais como: floresta de pinheiros, pinhais, mata de araucária, entre outras. Atualmente se emprega a terminologia proposta pelo IBGE (Veloso & Góes Filho, 1982; Veloso et al.,1991), que é adequada a um sistema de vegetação intertropical, onde a floresta com Araucária é designada como Floresta Ombrófila Mista. Esta formação é caracterizada, além da Araucaria
angustifolia, pela presença dos gêneros Podocarpus, Drymis e Ocotea, além de outros
de menor expressão (Câmara, 1991; IBGE, 1993).
Todo o estado catarinense está sob o domínio do bioma Mata Atlântica que é subdividido em diferentes formações florestais, fazendo parte deste a Floresta Ombrófila Densa, que ocupa predominantemente o Litoral e se estende até as Serras Geral, do Mar e do Espigão, quando começa a Floresta Ombrófila Mista, caracterizada pela presença do Pinheiro-Brasileiro ou Araucária (Araucaria angustifolia (Bert.) O. Kutze). Além destes, aparece a Floresta Estacional Decidual, característica do vale do Rio Uruguai, no Oeste Catarinense.
A Floresta Ombrófila Mista está circunscrita a uma região de clima pluvial subtropical, ocorrendo abaixo do Trópico de Capricórnio em altitudes que variam de 500 a 1200 metros nos estados do Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul, ocorrendo ainda alguns relíctos desta floresta em regiões mais elevadas dos estados de São Paulo e Minas Gerais e ainda na parte nordeste da Argentina, na província de Missiones, divisa com Santa Catarina (Hueck, 1953; Veloso et al., 1991).
O estado de Santa Catarina é constituído por três regiões geográficas naturais: planícies costeiras, serras litorâneas e o planalto ocidental (Figura 1). A área da Floresta Ombrófila Mista encontra-se sob a região que constitui o Planalto Ocidental. Este por suas características geomorfológicas e geológicas, foi subdividido em Planalto de Canoinhas, Planalto de Lages e Zona Basáltica (IBDF, 1984).
O Planalto de Canoinhas, localizado ao norte do Planalto Ocidental, é uma sub-região formada por rochas sedimentares, apresentando relevo suave ondulado, com altitudes médias entre 800 e 900 metros. O planalto de Lages é formado por rochas sedimentares e basálticas, localizando-se na escarpa, mergulhando suavemente para a Zona Basáltica, tendo altitudes médias em torno de 900 metros, com relevo ondulado e vegetação de campos de altitude. A Zona Basáltica constitui a maior parte
do Planalto Ocidental, apresentando altitudes que variam de 200 a 800 metros (áreas de transição), que estão correlacionadas com tipos de relevo e solo (IBDF, 1984).
Nimer (1990), afirma que 56,22% da área do estado catarinense situa-se em área de planalto, compreendida entre 300 e 900 metros. As áreas serranas (acima de 900 m) ocupam 20,45% e as áreas baixas (altitudes inferiores a 300 m) ocupam 23,33%, da área total.
Figura 2. Mapa geomorfológico do estado de Santa Catarina. Florianópolis-SC, UFSC, 2004 (Adaptado de IBDF, 1984).
O clima de ocorrência da Floresta Ombrófila Mista em Santa Catarina é classificado, segundo Köppen, como Cfb: Clima mesotérmico subtropical úmido, com verões frescos, sem estação seca, com geadas severas freqüentes e temperaturas médias dos meses mais quentes inferiores a 22o C. A pluviosidade média está entre 1300 e 1400 mm/ano (IBDF, 1984).
Klein (1978) subdividiu a “Mata das Araucárias” (Floresta Ombrófila Mista) dentro do estado de Santa Catarina de acordo com as diferentes formas de associação da Araucária com outras espécies (Figura 2). Na região do Planalto Norte e no Meio-Oeste, a Araucária ocorre associada principalmente a Ocotea porosa e Ilex
paraguarienses, enquanto que na região do Planalto Sul sua ocorrência está
Extremo-Oeste associada a Apuleia leiocarpa e Parapiptadenia rigida. Ainda no Extremo-Extremo-Oeste e em regiões de transição do Planalto com a Floresta Ombrófila Densa (FOD), a Araucária ocorre associada a formações de faxinais, termo utilizado pelo autor para se referir a áreas com algum tipo de restrição edáfica para o desenvolvimento das espécies. A última associação da Araucária mencionada pelo autor, refere-se a ocorrência da espécie em formações de campo, formando os “bosques e capões de pinheiros”.
Figura 3. Domínios da Mata Atlântica e associações da “Mata de Araucária” (denominado atualmente de Floresta Ombrófila Mista), no estado de Santa Catarina. (Adaptado de Klein, 1978). Florianópolis-SC, UFSC, 2004.
Klein (1978) apenas descreveu a ocorrência do Xaxim (Dicksonia sellowiana) no sub-bosque das Formações de faxinais na Serra do Tabuleiro e em Campo Erê, não a citando nas demais associações, possivelmente por não ser uma espécie madeireira ou por não apresentar um diferencial importante na fitofisionomia das formações florestais.
Com esta diferenciação em subtipos vegetacionais, geomorfológicos e geológicos da Floresta Ombrófila Mista, este trabalho ganha interesse, pois possibilitará gerar informação da relação entre fatores climáticos, edáficos e a
estrutura populacional da espécie, verificando assim, os locais com maiores densidades e os fatores que influenciam no desenvolvimento da espécie.
2.2. Dicksonia sellowiana
São escassos, na literatura científica, dados sobre a estrutura populacional dos indivíduos da espécie Dicksonia sellowiana (Pres.) Hook em formações florestais, bem como de outros aspectos relacionados a sua autoecologia, sinecologia e características edáficas em habitats naturais.
O Xaxim (Dicksonia sellowiana (Pres.) Hook.) é popularmente conhecido como samambaiaçu-imperial, xaxim, xaxim-verdadeiro ou xaxim-bugio. Pertence à divisão Pteridophyta e à família Cyatheaceae (Pio Corrêa, 1931; Sehnem, 1978, 1983; Schultz, 1991) ou Dicksoniaceae (Tryon & Tryon, 1982). Possui ampla distribuição na América Latina, ocorrendo do sudeste do México até o Uruguai, passando pela Venezuela, Colômbia, Paraguai e Brasil (Minas Gerais, São Paulo, Rio de Janeiro, Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul), crescendo em altitudes que variam de 60 m ao sul de sua área de distribuição, no RS, até 2200 m na Serra de Itatiaia (RJ) (Tryon & Tryon, 1982; Tryon, 1986; Sehnem, 1978; Pio Corrêa, 1931; Fernandes, 1999).
A espécie é considerada um feto arborescente, com caule geralmente ereto, atingindo até 10 m de altura, com densos tricomas e muitas raízes adventícias que ocorrem da base até próximo do ápice (cáudice), com até 1 m de diâmetro, onde se inserem as folhas bi-pinadas de 1 m até 5 m (Tryon & Tryon, 1982; Sehnem, 1978).
As folhas jovens apresentam prefoliação circinada, resultante do crescimento mais rápido na superfície inferior do que na superior durante o desenvolvimento da folha, mediada pelo hormônio auxina (Raven et al, 1978).
Segundo Pio Corrêa (1931), nos pontos de inserção das folhas desenvolve-se abundantíssimos filamentos amarelos, lanosos, “aos quais o povo chama de isca”, porque queimam lentamente servindo para acender cigarros, mas é como hemostático (medicinal – age na coagulação do sangue) que eles podem ter o melhor emprego.
No entanto, a principal utilidade é o emprego do seu cáudice na fabricação de vasos, placas, palitos e substrato para o cultivo de bromélias e orquídeas, além do uso da planta toda no paisagismo em geral.
O Xaxim originalmente encontrava-se associado com a Araucária, em alta freqüência no subdossel (Sehnem, 1978), onde sofreu uma expressiva redução de suas populações em estado natural, devido principalmente à exploração para
fabricação de vasos, e substratos, e da destruição de seu habitat, devastação da “Mata de Araucária”.
Os indivíduos da espécie crescem preferencialmente em lugares pantanosos nas serras, mas também em encostas serranas e excepcionalmente em banhados das baixadas (Sehnem, 1978).
Na formação Floresta Ombrófila Mista, a Dicksonia sellowiana e outra Ciateácea,
Nephelea setosa, fazem parte do estrato arbustivo, por vezes se tornando muito
abundantes, sobretudo no início das encostas, e não raro caracterizando visivelmente o estrato arbustivo dos faxinais, sobretudo ao longo das ramificações da Serra Geral e em altitudes compreendidas entre 500 e 900 metros (Klein, 1979).
Em um estudo fitossociológico sobre pteridófitas realizado em formação de Floresta Ombrófila Mista, no município de São Francisco de Paula (RS), Senna (1996) obteve valores de 90% em freqüência absoluta de Dicksonia sellowiana (presente em 27 das 30 parcelas amostradas), sendo esta predominante na fisionomia interna da floresta (sub-bosque). Dentre os 71 indivíduos da espécie amostrados, mais de 50% estavam na faixa de altura até 1 m.
Em um levantamento sobre a distribuição de fetos arborescentes ao longo de um mosaico sucessional na Colômbia, Arens & Baracaldo (1998) observaram que em pastagens abandonadas há cerca de 20 anos, ocorre uma alta abundância relativa de
Dicksonia sellowiana. E em áreas primárias e secundárias, estes mesmos autores,
verificaram a ocorrência média de 140 a 240 indivíduos/ha, respectivamente, enquanto que nas áreas abertas, onde indivíduos desta espécie formam o dossel, a densidade chegou a 3200 indivíduos/ha.
Muitos trabalhos sobre forma de reprodução (Raven et al., 1978; Ranal, 1999), germinação e armazenamento de esporos (Gomes, 2001, Filippini et al., 1999), dispersão dos esporos (Peck et al., 1990; Holttum, 1938), luminosidade de germinação dos esporos (Rooge e Randi, 1999), estabelecimento de fetos (Ranal, 1999), bem com variação morfológica (Fernandes, 1997), e ambientes de preferência (Sehnem, 1978) entre outros, foram realizados e contribuem de maneira expressiva para o conhecimento das características gerais da espécie, podendo fundamentar estratégias de conservação e manejo.
2.3. Geologia
A geologia do estado de Santa Catarina pode ser classificada em cinco grandes domínios: Embasamento Cristalino, Coberturas Vulcano-Sedimentares
Eo-Paleozóicas, Cobertura Sedimentar Gonduânica, Rochas Efusivas e Cobertura Sedimentar Quaternária. Os locais de estudo estão na Cobertura Sedimentar Gonduânica e a Rochas Efusivas (Formação da Serra Geral) (Figura 4)
A formação da cobertura Sedimentar Gonduânica iniciou-se no Permiano médio (250 milhões de anos) estendendo-se até a era Mesozóica, com deposições de materiais como argilitos, arenitos, siltitos e folhelhos e conglomerados do Grupo Itararé, em ambiente continental a marinho, tendo também influência glacial (Santa Catarina, 1986).
Schneider et al. (1974) citado por Santa Catarina (1991), estabeleceram uma coluna estratigráfica para a Bacia do Paraná onde as mais antigas deposições pertencem ao Grupo Itararé e Grupo Guatá, e as mais recentes o Grupo Passa Dois e São Bento, sendo que neste último ocorreram as deposições de arenitos da formação Botucatu. A área da FLONA de Três Barras está numa região de transição entre os grupos Guatá e Passa Dois.
CH=FLONA de Chapecó; PA=Parque Estadual das Araucárias; RG=Reserva Genética Florestal de Caçador; CA=FLONA de Caçador; TB=FLONA de Três Barras; AF=Fazenda Amola Facas; GG=Fazenda Gateados; SJ=Parque Nacional de São Joaquim; e CB= Serra do Corvo Branco.
Figura 4. Formações geológicas e localização das áreas de estudo em Santa Catarina (Fonte: Atlas de Santa Catarina, 1986). Florianópolis-SC, UFSC, 2004.
Após a formação Botucatu surgiu a Formação Serra Geral, onde são descritas as rochas vulcânicas efusivas (ou extrusivas) da bacia do Paraná, representadas por uma sucessão de derrames que cobrem 51 % da superfície do estado (Santa Catarina, 1986; Lemos et al., 1973).
As rochas basálticas originadas destes derrames representam a maior manifestação de vulcanismo conhecida na bacia do Paraná, cobrindo cerca de 1.200.000 Km², numa espessura média de 650 m, sendo que a principal fase desse vulcanismo tem idade atribuída ao período Cretácio inferior (120 a 130 milhões de anos) (Lemos et al., 1973).
Duas seqüências são destacadas: a seqüência básica, predominante nos níveis inferiores, que é representada principalmente por basaltos e fenobasaltos e a seqüência ácida predominante em direção ao topo do pacote vulcânico e que é representada por riolitos, riodacitos e dacititos (Santa Catarina, 1986).
Segundo Lemos et al. (1973), o magma basáltico escorreu de grandes fraturas e se espalhou sobre a superfície formando derrames com espessura média de 50 m. Apesar de todas as rochas originadas destes derrames serem basálticas, estas normalmente apresentam algumas diferenças dentro de uma mesma região, causadas por diferentes condições de resfriamento do magma, formando-se da base para o topo do derrame e diferenciando-se em quatro diferentes zonas.
A zona vítrea ocorre na parte mais basal dos derrames com espessura da ordem de dezenas de cm e apresenta basalto não cristalizado, o que facilita a alteração a minerais argilosos. A zona de fraturamento horizontal ocorre acima da zona vítrea e apresenta textura microcristalina com intenso fraturamento horizontal, resultando fragmentos em forma de tabletes ou placas com alguns centímetros de espessura. Um pouco mais acima ocorre a zona de fraturamento vertical que é a mais espessa de todas representando o centro do derrame. O seu basalto apresenta uma textura mais grosseira e um intenso fraturamento vertical que permite uma boa permeabilidade das rochas através da infiltração da água. Na parte superior do derrame ocorre a zona amigdalóide em que os gases do magma ficaram represados dando origem a cavidades normalmente preenchidas por diversos minerais (Lemos et al., 1973).
2.4. Formação e tipos de solo de Santa Catarina
Os solos são oriundos da ação conjunta dos fatores climáticos, biológicos, do relevo e do tempo que atuam sobre o material de origem, causando nestes, transformações físicas, químicas, translocações e incorporações orgânicas (Lemos et
al., 1973).
Jenny (1941) considerou que o solo é formado pela ação dos fatores de formação do solo, como a ação do clima e dos organismos sobre o material de origem e estes influenciados pelo relevo, num determinado tempo. Assim, numa mesma
região é possível encontrar diferentes tipos de solos decorrentes das diferentes posições topográficas na paisagem.
Leinz e Amaral (1978) afirmam que o produto final do intemperismo das rochas (material de origem) é chamado de solo, caso as condições físicas, químicas e biológicas permitam o desenvolvimento de vida vegetal junto a atividades de microorganismos em íntima associação com a vida de vegetais mais desenvolvidos. Vários fatores agem na formação do solo, e segundo os autores, o clima deve ser posto em evidência, pois a mesma rocha poderá formar solos completamente diferentes, se decomposta em diferentes climas. Por outro lado, rochas diferentes podem formar solos semelhantes, quando sujeitas ao mesmo ambiente climático e de intemperismo.
Os solos exercem um papel importante e contribuem com influências marcantes sobre o tipo de comunidade, reciprocamente a vegetação influencia as propriedades do solo, tanto de maneira direta, através de suprimento com matéria orgânica, quanto por outras vias, verificando-se assim a existência de relações solo-planta (Haag, 1985).
Os solos catarinenses possuem em sua composição muitas variações nas concentrações dos elementos minerais, devido a diferenças no material de origem, topografia, pluviosidade, vegetação, interações de diversos fatores do meio, gerando a necessidade de conhecer a relação entre solo e vegetação.
Em áreas florestais, geralmente encontram-se solos distróficos, e a reposição de nutrientes depende de uma eficiente estratégia de ciclagem (Rodrigues et al., 1989). Ao longo do gradiente topográfico a fertilidade química do solo, geralmente, aumenta em direção a baixada, devido ao transporte de material das partes altas para as mais baixas (Resende et al., 1995; Botrel et al., 2002).
A Figura 3 apresenta o mapa do levantamento exploratório de solos do estado de Santa Catarina (Santa Catarina, 1986), utilizando a nomenclatura da classificação de solos da EMBRAPA-CNPS (1999). Dentro da Floresta Ombrófila Mista (FOM) é possível observar a ocorrência de quatro grandes ordens de solo que são: Latossolos, Nitossolos, Cambissos e Neossolos. Como se trata de um levantamento exploratório a escala utilizada no mapa apresenta baixa precisão, não evidenciando variações locais dos tipos de solo em função da sua posição na paisagem.
Os Cambissolos compreendem solos constituídos por material mineral, com horizonte B incipiente subjacente a qualquer tipo de horizonte superficial, desde que não satisfaçam os requisitos para enquadrar-se em outros tipos de solo (EMBRAPA, 1999). São solos com menor profundidade (0,5 a 1,5 m), ainda em processo de desenvolvimento e com material de origem na massa do solo. Quando possuem teor
muito elevado de matéria orgânica são denominados húmicos. Situam-se nos mais variados tipos de relevo, desde o suave ondulado até o montanhoso, podendo ou não apresentar pedras em sua superfície. Sua fertilidade natural é muito variável, de baixa a alta (Santa Catarina, 1991).
CH=FLONA de Chapecó; PA=Parque Estadual das Araucárias; RG=Reserva Genética Florestal de Caçador; CA=FLONA de Caçador; TB=FLONA de Três Barras; AF=Fazenda Amola Facas; GG=Fazenda Gateados; SJ=Parque Nacional de São Joaquim; e CB= Serra do Corvo Branco.
Figura 5. Mapa do levantamento exploratório de solos do estado de Santa Catarina (Adaptado do Atlas de Santa Catarina, 1986; nomenclatura da classificação de solos segundo Emprapa-CNPS, 1999). Florianópolis-SC, UFSC, 2004.
Os Latossolos são constituídos por material mineral, com horizonte B latossólico, que apresentam evolução avançada com atuação expressiva do processo de latolização, com intemperização intensa dos constituintes minerais primários e secundários e aumento do teor de argila de A para B. São solos fortemente ácidos, com baixa saturação por bases, distróficos ou álicos (EMBRAPA, 1999). São solos profundos (em média 2 a 3 m), porosos e bem drenados, com estrutura predominantemente granular e situados em relevos suave ondulado e ondulados. Quando muito ricos em matéria orgânica são chamados de húmicos. Normalmente, são de baixa fertilidade natural (Santa Catarina, 1991).
Os Neossolos compreendem solos constituídos por material mineral ou por material orgânico pouco espesso com pequena expressão dos processos
pedogenéticos em conseqüência da baixa intensidade de atuação destes processos, que não conduziram, ainda, a modificações expressivas do material original. São solos novos e pouco desenvolvidos, em via de formação com ausência de horizonte B diagnóstico. São solos rasos (0,15 a 0,40 m), de fertilidade natural variável, quer ocorrem preferencialmente em relevo acidentado, condicionando deficiência hídrica e presença de pedras na superfície (Santa Catarina, 1991).
Os Nitossolo compreendem solos constituídos por material mineral, com horizonte B nítico, com argila de atividade baixa, textura argilosa ou muito argilosa. A Apresentam avançada evolução pedológica pela atuação da ferralitização. São solos profundos (1 a 2 m) e bem drenados e situados preferencialmente em relevo suave ondulado e ondulado, ocorrendo também em relevo forte ondulado. Na sua superfície podem ocorrer pedras de tamanhos variados. São de baixa fertilidade natural (Santa Catarina, 1991).
2.5. Relevo
Um dos componentes para a formação do solo é o relevo, sendo que os tipos de solo diferenciam-se na paisagem de acordo com a posição no relevo. As diferentes formas de relevo são um importante fator por que influenciam a dinâmica da água no solo e condicionam o movimento da água vertical ou lateralmente ao longo da encosta (Prado, 2003).
O relevo como fator de formação dos solos influencia a quantidade de água que percola no solo. Dentro da zona basáltica, por exemplo, com as diferentes condições de relevo e altitude, os solos apresentam grande diferenciação (Lemos et al., 1973).
Lemos et al. (1973) ao observar os solos formados na zona basáltica, desde a calha do rio Uruguai até a Serra do Irani, verificaram que à medida que os solos ocupam maiores altitudes, possuem teores mais elevados de matéria orgânica e de alumínio trocável e baixa saturação de bases. Com o aumento da altitude, as temperaturas vão abaixando e a atividade biológica no solo diminui, o que explica a razão porque grande parte dos solos que ocupam altitudes elevadas possui teores mais altos de matéria orgânica.
Prado (2003) afirma que existe uma tendência muito consistente de que diferentes tipos de solos ocorrem em diferentes padrões de relevo dentro de uma mesma paisagem. Os padrões de relevo determinados por Lemos e Santos (1996) são: plano, suave ondulado, ondulado, forte ondulado, montanhoso e escarpado.
As tendências do relevo foram ressaltadas por Prado (2003) onde: a) nos locais de relevo plano ou suavemente ondulado com boa drenagem, existe uma maior tendência de ocorrer solos com a seqüência A-B (Latossolos), ou A-C (Neossolos Quartzarênicos ou Vertissolos), e em condições de drenagem imperfeita, é comum a ocorrência de Gleissolos e Organossolos; b) com relevo ondulado ou fortemente ondulado, existe uma tendência de ocorrerem solos com uma seqüência de horizontes A-B textural, nítico ou incipiente (Argissolos, Alissolos, Nitossolos, Cambissolos e Neossolos Litólicos). Os Neossolos Litólicos ocorrem freqüentemente em condições de relevo escarpado.
2.6. Análise multivariada
O uso das técnicas de análise multivariada vem crescendo nos estudos de ecologia e geologia, principalmente em função do maior acesso e uso dos meios computacionais. Isto permite que algumas técnicas de análise multivariada como a análise de agrupamento (Cluster Analysis) e a análise dos componentes principais (Principal Components Analysis), sejam utilizadas atualmente com grande facilidade (MANLY, 1994, LEGENDRE e LEGENDRE, 1998).
A ecologia numérica tem por objetivo a análise de grandes tabelas de dados ecológicos, visando descrever sua estrutura, identificando padrões estruturais, espaciais e temporais nas comunidades biológicas, quantificando o grau de associação entre as variáveis e os objetos de estudo (VALENTIN, 2000).
Para detectar e descrever esses padrões, bem como formular hipóteses sobre as possíveis causas que os regem são utilizadas técnicas de análise estatística multivariada (VALENTIN, 2000). De maneira geral são um conjunto de técnicas analíticas, essencialmente descritivas, que permitem a investigação simultânea de duas ou mais variáveis de pelo menos um grupo de objetos de estudo.
Para o presente estudo a Análise de Agrupamentos (AA) e a Análise dos Componentes Principais (ACP) propiciaram atender os objetivos estabelecidos.
2.6.1. Análise de Agrupamento
Segundo Valentin (2000), existe uma tendência do pesquisador das áreas das ciências naturais em procurar agrupar amostras de mesmas características bióticas ou abióticas, ou associar espécies em comunidades, de acordo com os objetivos do trabalho, na tentativa de descrever de maneira clara e objetiva a estrutura de um ecossistema, determinando a composição e a extensão das suas unidades funcionais.
A técnica classificatória multivariada da Análise de Agrupamentos é utilizada quando se deseja explorar as similaridades entre indivíduos (modo Q) ou entre variáveis (modo R) definindo-os em grupos, considerando simultaneamente, no primeiro caso, todas as variáveis medidas em cada indivíduo e, no segundo, todos os indivíduos nos quais foram feitas as mesmas mensurações (Landim, 1999).
A escolha dos métodos de agrupamento para cada estudo é tão difícil quanto à escolha do coeficiente de associação (similaridade, distância, dependência). Dentre todos os métodos Sneath e Sokal (1973) apresentam uma classificação, dividindo os métodos em: seqüenciais, aglomerativos, monotéticos, hierárquicos e probabilísticos.
Para o presente trabalho optou-se em utilizar o método de associação de médias de grupo (UPGMA), com base na distância euclidiana (Sneath e Sokal, 1973), que é um método de agrupamento aglomerativo, que calcula a média aritmética da similaridade (ou da distância) entre o objeto que se quer incluir num grupo e cada objeto desse grupo. O objeto é atribuído ao grupo com o qual ele tem a maior similaridade média (ou menor distância média) com todos os objetos.
No método de associação de médias de grupo (UPGMA) para cada agrupamento recebe um peso proporcional ao número de objetos que o constitui, de tal modo que a incorporação de um novo elemento a um grupo baseia-se no nível médio de similaridade desse elemento com todos os que fazem parte do grupo (Landim, 1999).
Aplicações desta metodologia tem mostrado que o método de associação de médias de grupo (UPGMA) é superior aos demais e que o coeficiente de distância usualmente agrupa melhor os dados. Essas afirmações são baseadas no coeficiente cofenético que ao apresentar valores abaixo de 0,8 indicam distorções significativas no dendrograma obtido (Landim, 1999). O coeficiente cofenético seria um índice reconstituído com base no dendrograma, calculado entre os índices de similariadade da matriz original, e quanto maior, menor será a distorção.
2.6.2. Análise dos Componentes Principais - ACP
Entre as técnicas multivariadas, a ACP tem-se mostrado de uso bastante generalizado, sendo aplicada para vários propósitos. Numa gama de espécies vegetais, por exemplo, auxiliam pesquisadores na redução de um grande conjunto de caracteres a um outro menor e de sentido biológico, eliminando-se assim, aqueles que contribuem pouco para a variação total (Dias, 1994).
O desenvolvimento da técnica de Análise dos Componentes Principais (ACP) teve início com Pearson (1901), citado por Lopes (2001) e Scremin (2003), que descreveu que o grupo de componentes ou Combinações Lineares (CL) era gerado de um conjunto de variáveis originais, possuindo variâncias mínimas não explicadas. Hotteling (1933), citado por Lopes (2001) e Scremin (2003), reformulou esta técnica objetivando identificar as variáveis que exerciam maior influência sobre as outras, e inseriu esta na Estatística Matemática (Lebart et al., 1995; Lopes, 2001), que atualmente vem sendo usada largamente em várias áreas do conhecimento.
Segundo Verdinelli (1980), a ACP tem a finalidade de substituir um conjunto de variáveis correlacionadas por um conjunto de novas variáveis não-correlacionadas, sendo essas combinações lineares das variáveis iniciais e colocadas em ordem decrescente por suas variâncias.
Khattree e Naik (2000) afirmam que um dos problemas mais desafiadores da estatística multivariada é a redução da dimensionalidade de um grande conjunto de dados, e a ACP é a técnica freqüentemente utilizada na redução, simplificação e interpretação da estrutura de dados.
Resumidamente, os componentes principais são constituídos de combinações lineares das variáveis originais, que não são correlacionadas entre si e que retém o máximo da informação contida nos dados originais. São calculados de forma que o primeiro componente principal possui a maior fração da variabilidade total dos dados; o segundo componente, agregue a maior parte da variabilidade total restante dos dados, sendo não correlacionados com o primeiro; o terceiro agregue a maior parte da variabilidade total restante dos dados, sendo não correlacionada com o primeiro e o segundo componente; e assim por diante até que o número dos componentes principais seja igual ao número de variáveis. Assim, as variâncias são ordenadas decrescentemente e os componentes não são correlacionados. Com o método adequado, pode-se eliminar os componentes que não representam muita variabilidade, tendo-se uma redução de dimensionalidade sem perda significativa de informação (Scremin, 2003).
Os componentes principais, geometricamente, representam um novo sistema de coordenadas obtidas por uma rotação do sistema original, que fornece as direções de máxima variabilidade e proporciona uma descrição mais eficiente e simples da estrutura de covariância dos dados (Scremin, 2003).
Haykin (2001) afirma que um problema comum em reconhecimento estatístico de padrões é a seleção ou extração das características. A seleção das características refere-se a um processo no qual um espaço de dados é transformado em um espaço de características que, na teoria, tem exatamente a mesma dimensão que o espaço
original dos dados. Contudo, a transformação é projetada de tal forma que o conjunto de dados pode ser representado por um número reduzido de características efetivas e ainda reter a maioria do conteúdo de informações intrínseco dos dados, sofrendo uma redução de dimensionalidade.
3. MATERIAL E MÉTODOS 3.1. Áreas de estudo
Os locais de estudo foram escolhidos previamente através de informações sobre a ocorrência de populações de Xaxim, e definidos após um reconhecimento da situação da área. Estes locais foram georeferenciados com auxílio de um GPS, sendo registrada a sua altitude em relação ao nível do mar com o auxílio de um altímetro previamente aferido.
A maioria dos locais está em áreas de domínio da Formação Serra Geral, sendo que apenas a área da FLONA de Três Barras (TB) ocorre sob formações de Cobertura Sedimentar Gonduânica. A área da Fazenda Amola Facas, da Serra do Corvo Branco e do Parque Nacional de São Joaquim localizam-se em uma região de transição entre os domínios Formação Serra Geral e Cobertura Sedimentar Gonduânica (Figura 4).
Além disso, a reduzida área de remanescentes florestais no estado catarinense, os conflitos de terra existentes e a impossibilidade da entrada em algumas áreas particulares, propiciaram que grande parte das áreas de estudo pertencesse a órgãos públicos (IBAMA, FATMA e EPAGRI).
Entre as áreas particulares estão a Fazenda Guamirim Gateados (Florestal Gateados - GG) e a área do Parque Nacional de São Joaquim (SJ) e Serra do Corvo Branco (CB). Estes dois últimos que deveriam pertencer a órgãos públicos, no entanto, suas áreas ainda não foram desapropriadas e/ou indenizadas.
Na Tabela 1, os locais de estudo foram caracterizados de acordo com o município, latitude e longitude e altitude.
Considerando a pequena quantidade de remanescentes de Floresta Ombrófila Mista e que a ocorrência natural do Xaxim (Dicksonia sellowiana) é ainda mais restrita no interior da floresta, buscou-se representar das diversas regiões e as diferentes condições de clima e solo em que estas populações se encontram nos diferentes locais avaliados (Figura 6). Os locais apresentaram diferentes condições de conservação das áreas de florestas, sendo que todas sofreram alguma intervenção humana (efeito antrópico).
Tabela 1. Quadro resumo contendo o município, localização geográfica, altitude e outras características dos locais avaliados no estado de
Santa Catarina com presença de população de Xaxim (Dicksonia sellowiana). Florianópolis-SC, UFSC, 2004.
Tipo de ação antrópica (exploração)
Sigla Local / Instituição Município Latitude S. Longitude W. Altitude
média fragmento Área do
Passado Atual Estágio sucessional
CB Serra do Corvo Branco/
IBAMA Urubici 28º 10’ 4,1” 49º 35’ 50,1” 1230 ± 50 ha
Corte raso / seletivo (50 anos) Corte da araucária, pecuária. Secundário médio
SJ P.Nac de São Joaquim /
IBAMA Urubici 28º 08’ 24,1” 49º 38’ 26,8” 1300 ± 150 ha
Corte raso / seletivo (50 anos) Corte da araucária, pecuária. Secundário médio GG Fazenda Gateados / Prop Particular Campo Belo do Sul 27º 57’ 27,4” 50º 49’ 28,0” 970 ± 50 ha Corte seletivo da araucária Pecuária Secundário avançado
AF Faz. Amola Facas /
EPAGRI São José do Cerrito 27º 48’ 58,3” 50º 19’ 34,8” 918 ± 30 ha Corte seletivo da araucária Pecuária Secundário médio RG Reserva Genética /
EPAGRI-EMBRAPA Caçador 26º 51’ 12,2” 50º 57’ 5,9” 1050 ± 100 ha Corte seletivo
Coleta de pinhão- Séc. avançado / mata primária CA FLONA de Caçador / IBAMA Caçador 26º 51’ 50” 51º 18’ 10” 1125 ± 30 ha Reflorestamento de araucária (50 anos) Coleta de pinhão Reflorestamento TB FLONA de Três Barras / IBAMA Três Barras 26º 06’ 23,5” 50º 19’ 20,2” 780 ± 25 ha Corte raso da araucária (50 anos) Extrativismo de erva-mate/pinhão Secundário médio CH FLONA de Chapecó / IBAMA Chapecó 27º 11’0,41” 52º 37’ 10,6” 710 ± 50 ha
Corte raso e seletivo da araucária Coleta de pinhão Secundário avançado PA Parque Est.das
Araucárias / FATMA São Domingos 26º 27’45,1” 52º 35’ 0,8” 740 ± 100 ha
Corte raso e manejo da araucária
-Coleta de pinhão
Secundário avançado
Figura 6. Localização dos municípios onde foram realizados estudos com Xaxim em áreas de Floresta Ombrófila Mista no estado de Santa Catarina. Florianópolis-SC, UFSC, 2004.
Na Tabela 2, são apresentados, para os locais de estudo, a descrição dos padrões de relevo. E a Tabela 3 apresenta os principais tipos de solo que ocorrem nas regiões onde foram realizados os levantamentos, com a nomenclatura da classificação de solos da EMBRAPA-CNPS (1999). Dentro do domínio da FOM é possível observar a ocorrência de quatro grandes ordens de solo que são: Latossolos, Nitossolos e Cambissos e Neossolos.
Tabela 2. Descrição dos padrões de relevo nos nove locais de avaliação de populações naturais de Dicksonia sellowiana no estado de Santa Catarina. Florianópolis-SC, UFSC, 2004.
Local1 Descrição dos padrões de relevo2
CB Fortemente ondulado a montanhoso com elevações superiores a 100 m SJ Fortemente ondulado a montanhoso com elevações superiores a 100 m
GG Ondulado a fortemente ondulado próximo as encostas, ocorrendo fases mais planas no topo de morros das encostas. AF Ondulado a fortemente ondulado
RG Ondulado a fortemente ondulado
CA Suavemente ondulado a ondulado
TB Plano em áreas de baixada a suavemente ondulado com elevações inferiores a 30 m
CH Ondulado a suavemente ondulado
PA Ondulado a suavemente ondulado
1CB= Serra do Corvo Branco; SJ=Parque Nacional de São Joaquim; GG=Fazenda Gateados; AF=Fazenda Amola Facas; RG=Reserva Genética Florestal de Caçador; CA=FLONA de Caçador; TB=FLONA de Três Barras; PA=Parque Estadual das Araucárias e CH=FLONA de Chapecó.
2Plano: 0 a 3% de declividade; Suave ondulado: 3 a 8 % de declividade; Ondulado: 8 a 20% de
declividade; Forte ondulado: 20 a 45 % de declividade; Montanhoso: 45 a 75% de declividade; Escarpado: > 75% de declividade.
Tabela 3. Principais tipos de solo e sua situação na paisagem para os locais onde foram realizados os estudos das populações naturais da Dicksonia sellowiana no estado de Santa Catarina. Florianópolis-SC, UFSC, 2004.
Locais1 Tipo de solo – Situação na paisagem2
CB e SJ Cambissolo Húmico Aluminoférrico – Encostas e fundo de vales Nitossolo Háplico Alumínico – Encostas
Neossolo Litólico Húmico – Topo e encostas
GG Nitossolo Háplico Alumínico – Encostas
Latossolo Bruno Alumínico – Topo
Neossolo Litólico – Encostas e incrustações
AF Nitossolo Háplico Alumínico – Topo e encostas
RG e CA Nitossolo Háplico Alumínico – Encostas Latossolo Bruno Alumínico - Topo
TB Latossolo Vermelho Distrófico Típico – Topo
Cambissolo Háplico Alumínico – Baixadas e incrustações
CH Latossolo Vermelho Distroférrico – Topo e encostas
Neossolo Litólico – Incrustrações
PA Nitossolo Háplico Distrofico - Encostas
Latossolo Vermelho Distroférrico – Topo
1CB= Serra do Corvo Branco; SJ=Parque Nacional de São Joaquim; GG=Fazenda Gateados; AF=Fazenda Amola Facas; RG=Reserva Genética Florestal de Caçador; CA=FLONA de Caçador; TB=FLONA de Três Barras; PA=Parque Estadual das Araucárias e CH=FLONA de Chapecó.
2Classificação de solos de acordo com EMBRAPA-CNPS (1999).
3.1.1. Serra do Corvo Branco (CB)
A Serra do Corvo Branco está inserida no planalto serrano. Está localizada no município de Urubici e perto da divisa com o município de Grão-Pará. O local de estudo fica situado, aproximadamente, a uma distância de 28 Km do centro da cidade, nas coordenadas geográficas 28º 10’ 4,1” Sul, e 49º 35’ 50,1” a Oeste de Greenwich (Tabela 1). O tipo de relevo predominante no local do levantamento pertence às classes fortemente ondulado a montanhoso (Tabela 2), variando a altitude entre 1200 a 1700 m. O solo é em geral raso (5 a 20 cm), com afloramento rochosos, predominando na região, neossolos, nitossolos e cambissolos (Tabela 3).
O clima da região é Cfb de Köppen (mesotérmico úmido com verão ameno), com temperatura média anual em torno de 13,5ºC, e a temperatura média mínima entre 8,5º C. A precipitação média anual está em torno de 1600 mm (Pandolfo et al., 2002).
Nesta área a cobertura vegetal é característica de Floresta Ombrófila Mista e Campos de Altitude, e nas áreas de maior altitude ocorrem formações vegetais do tipo Mata Nebular. Contudo, o local de estudo com a Araucária já suprimida para exploração de madeira, atualmente apresenta uma cobertura rala com algumas espécies arbóreas, e com grande presença do Xaxim (Dicksonia sellowiana), que forma um dossel em praticamente toda a área, e que é facilmente visualizado da Rodovia SC-439.
