FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO

SOLO E TOPOGRAFIA COMO CONDICIONANTES DA

DISTRIBUIÇÃO DA VEGETAÇÃO EM FITOFISIONOMIAS

CAMPESTRE E FLORESTAL EM CONTATO DIRETO NA

ii

FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO

Reitor

João Luiz Martins

Vice-Reitor

Antenor Rodrigues Barbosa Júnior

Pró-Reitor de Pesquisa e Pós-Graduação

Tanus Jorge Nagem

ESCOLA DE MINAS

Diretor

José Geraldo Arantes de Azevedo Brito

Vice-Diretor

Wilson Trigueiro de Sousa

DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA

Chefe

E V O L U Ç Ã O C

iii

iv

CONTRIBUIÇÕES ÀS CIÊNCIAS DA TERRA – VOL M 71.

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO

Nº 308

SOLO E TOPOGRAFIA COMO CONDICIONANTES DA

DISTRIBUIÇÃO DA VEGETAÇÃO EM FITOFISIONOMIAS

CAMPESTRE E FLORESTALEM CONTATO DIRETONA

SERRA DA BRÍGIDA, OURO PRETO, MG.

Pedro Navarro Cardoso vale

Orientador

Alessandra Rodrigues Kozovits

Co-orientadora

Angélica F. Drummond C. Varajão

Co-orientador

Amilcar Walter Saporetti Junior

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais do Departamento de Geologia da Escola de Minas da Universidade Federal de Ouro Preto como requisito parcial à obtenção do Título de Mestre Ciência Naturais, Área de Concentração: Geologia Ambiental e

Conservação de Recursos Naturais

OURO PRETO

v

Departamento de Geologia - http://www.degeo.ufop.br/

Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais Campus Morro do Cruzeiro s/n - Bauxita

35.400-000 Ouro Preto, Minas Gerais

Tel. (31) 3559-1600, Fax: (31) 3559-1606 e-mail: pgrad@degeo.ufop.br

Os direitos de tradução e reprodução reservados.

Nenhuma parte desta publicação poderá ser gravada, armazenada em sistemas eletrônicos, fotocopiada ou reproduzida por meios mecânicos ou eletrônicos ou utilizada sem a observância das normas de direito autoral.

Catalogação:

sisbin@sisbin.ufop.br

Solo e topografia como condicionantes da distribuição da vegetação em fitofisionomias campestre e florestal em contato direto na Serra da Brígida, Ouro Preto, MG [manuscrito] / Pedro Navarro Cardoso Vale – 2013.

79f. : il. color.; graf.; tab.; mapas. (Contribuições às Ciências da Terra, Série M, v.71, n. 308)

ISSN: 85-230-0108-6

Orientadora: Profª Drª Alessandra Rodrigues Kozovits.

Coorientadores: Profª Drª Angélica Fortes Drummond Chicarino Varajão. Prof. Amilcar Walter Saporetti Junior.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Ouro Preto. Escola de Minas. Departamento de Geologia. Programa de Pós-Graduação em Evolução

Crustal e Recursos Naturais.

Área de concentração: Geologia ambiental e Conservação de Recursos Naturais.

1. Solos - Teses. 2. Topografia - Teses. 3. Vegetação - Campo Ferruginoso - Teses. 4. Análise de correspondência canônica (CCA) - Teses. I. Kozovits, Alessandra Rodrigues. II. Varajão, Angélica Fortes Drummond Chicarino. III. Saporetti Junior, Amilcar Walter. IV. Universidade Federal de Ouro Preto. V. Título.

vi

O que são as flores Senão elas mesmas: Anônimas.

.

. .

Fito as flores. Meu ocidentalismo doentio

Requer-me logo os nomes .

. .

A posse

No quintal de casa Descobri uma flor, Inédita! Dei-lhe logo um nome (derivado do meu)

vii

Agradecimentos

Aos meus pais, Paulo e Luciana, e aos meus irmãos (Daniel e João) que ainda acreditam que estudando “terei futuro”, pelo carinho e alegria.

A minha orientadora Alessandra R. Kozovits pelo aceite à orientação, pelos ensinamentos e confiança e paciência.

À Universidade Federal de Ouro Preto por propiciar ensino de qualidade.

Ao DEGEO pela oportunidade de continuar os meus estudos e à CAPES pela bolsa concedida durante todo o período de mestrado.

Ao Instituto Estadual de Florestas, pelo fornecimento da licença de coleta na APA das Andorinhas.

A todos os funcionários da UFOP, sempre solícitos e prontos a ajudar.

A todos os amigos do Degeo e Biomas, em especial aqueles que compartilharam os dias de sol, frio e chuva na Serra da Brígida (Mariana Terrôla, Eduardo, Hudson Tália, Fernanda,Vaka).

Aos pesquisadores, professor Amilcar Saporetti e Angélica Varajão, pela co-orientação e pelas cópias de artigos, livros e teses.

Aos velhos e bons amigos,Sapo, Titia, Pnell, Marcela, Suzy, Rep. Manicômio, Rep. Milícia pela melhor amizade do mundo.

Aos novos e grandes amigos feitos neste tempo de estudos, Fifi, Nubão, Fernandas, Carol, Cintia, Glênia, Flavinho, Naiara, Terror, Simone, Chico, Rep. Sagatiba (especialmente à Paulete, pelo carinho e cumplicidade).

Aos amigos que indiretamente contribuíram para o inicio e continuidade deste mestrado, Vânia Rosolen, Cecília, Vakão.

viii

Sumário

1 – INTRODUÇÃO………1

1.1 – REVISÃO BIBLIOGRAFICA ... 1

1.1.1 - Determinantes da distribuição de plantas ... 1

1.2.1 Objetivo geral: ... 8

1.2.2 Objetivos específicos: ... 8

1.3 – HIPÓTESES ... 8

2 –MATERIAIS E METODOS…...………12

2.1 ÁREA DE ESTUDO ... 10

2.1.1 Localização área de estudo ... 10

2.1.2 Escolha das áreas e demarcação das parcelas ... 10

2.2 –

CARACTERIZAÇÃO FÍSICA DA ÁREA DE ESTUDO ... 15

2.2.1 – Caracterização física regional (Quadrilátero Ferrífero) ... 15

2.2.2 – Caracterização física-vegetacional local (Serra da Brígida)... 17

2.3 – COLETA DE DADOS ... 21

2.3.1 – Meio Biótico ... 21

Composição Florística ... 21

Estrutura... 22

Levantamentos Fitossociológicos ... 22

Área de mata (FES) ... 22

Área de campo ferruginoso (CF) ... 23

2.3.2 Meio Abiótico ... 24

Levantamento topográfico da área de estudo ... 24

Amostragem de solos... 24

Análise química ... 24

Fertilidade ... 24

Umidade... 26

Levantamento de dados microclimáticos ... 26

2.4 – ANÁLISES ESTATÍSTICAS ... 26

3 – RESULTADOS E DISCUSSOES...

3.1 – MEIO BIÓTICO ... 28

3.1.1 – Floristica/fitossociologia ... 28

3.2 – MEIO ABIÓTICO ... 38

3.2.1 Microclima ... 38

3.2.2 Solos ... 39

3.2.3 - Topografia ... 46

3.2.4 - Relação entre estrutura das comunidades vegetais com fatores abioticos ... 47

4 –CONSIDERAÇÕES FINAIS...51

ix

Lista de figuras

Figura 2.1 -

Disposição das unidades de conservação no município de Ouro Preto- MG. ... 11

Figura 2.2 -

Localização dos transectos na área de estudo, Serra da Brígida, Ouro Preto-MG.14

Figura 2.3 -

Vista parcial representativa das fitofisionomias de Floresta Estacional

Semidecidual (FES) e Campos Ferruginosos (CF), na Serra da Brígida, Ouro Preto-MG. ... 13

Figura 2.4 -

Mapa Geológico do Quadrilátero Ferrífero (modificado de Dorr, 1969). ... 15

Figura 2.5 -

Mapa litológico da área de estudo localizada na Serra da Brígida, Ouro Preto-

MG. (modificado de IEF/UFV 2005). ... 17

Figura 2.6 -

Mapa de hipsométrico da área de estudo localizada na Serra da Brígida, Ouro

Preto-MG. ... 18

Figura 2.7 -

Mapa de solos da área de estudo localizada na Serra da Brígida, Ouro Preto-MG.

(modificado de IEF/UFV 2005). ... 19

Figura 2.8 -

Mapa de vegetação da área de estudo localizada na Serra da Brígida, Ouro

Preto-MG (modificado de IEF/UFV 2006). ... 20

Figura 2.9 -

Distribuição da precipitação e temperatura médias, de acordo com o Climograma

para a Serra da Brígida, Ouro Preto, MG.(Fonte: Ferreira 2011) ... 21

Figura 2.11 -

Diagrama para determinação de classes texturais de solo. Fonte: Lemos &

Santos (2006) ... 25

Figura 3.1-

Curva de acumulaçao de espécies para as duas fitofisionomias estudadas. ... 28

Figura 3.2 -

Radiação ultravioleta (UV) no período de um ano nas duas fitofisionomias

estudadas na Serra da Brígida, Ouro Preto-MG. Unidade:µmol.m

.s-

... 38

Figura 3.3 -

Radiação fotossinteticamente ativa (RFA) no período de um ano nas duas

fitofisionomias estudadas na Serra da Brígida, Ouro Preto-MG. Unidade:µmol.m

.s-

... 39

Figura 3.4 -

Umidade relativa do ar no período de um ano nas duas fitofisionomias estudadas

na Serra da Brígida, Ouro Preto-MG. ... 39

Figura 3.5 -

Perfil de solo na área de FES ... 40

Figura 3.6 -

Neossolo litólico representativo da área de campo ferrugionoso na Serra da

Brígida, Ouro Preto/MG ... 41

Figura 3.6 -

Conteúdo relativo de água no solo mensurado em períodos diferentes do ano nas

duas fitofisionomias estudadas. Unidades representadas em %. ... 45

Figura 3.7-

Perfil topográfico da área de campos ferruginosos. ... 47

Figura 3.8 -

Perfil topográfico da área de floresta estacional semidecidual. ... 47

Figura 3.9 – Diagrama de correlação entre fatores ambientais e abundancia de espécies

produzido pela análise de correspondência canônica baseada na distribuição da abundancia de

espécies arbóreas na área de Floresta Estacional Semidecidual, na Serra da Brígida, Ouro

Preto-MG. ... 49

Figura 3.10

– Diagrama de correlação entre fatores ambientais e abundancia de espécies

produzido pela análise de correspondência canônica baseada na distribuição da abundancia de

espécies herbácea/arbustivas na área de Campos Ferruginosos, na Serra da Brígida, Ouro

Preto-MG. ... 51

Figura 3.11

– Diagrama de correlação entre fatores ambientais e abundancia de espécies

produzido pela análise de correspondência canônica através do software PC-ORD baseada na

distribuição da abundancia de espécies herbácea/arbustivas na área de Campos Ferruginosos,

na Serra da Brígida, Ouro Preto-MG...51

x

Lista de tabelas

Tabela 2.1 -

Conversão de valores de cobertura e abundância. ... 23

Tabela 3.1 –

Composição florística e parâmetros fitossociológicos da área de campos

ferruginosos na Serra da Brígida, Ouro Preto-MG. Onde: FA: frequência absoluta; FR:

frequência relativa; DoA: dominância absoluta; DoR: dominância relativa e IVI: índice de

valor de importância. ... 31

Tabela 3.2 –

Composição florística e parâmetros fitossociológicos da área de Floresta

Estacional Semidecidual na Serra da Brígida, Ouro Preto-MG. Onde: FA: frequência absoluta;

FR: frequência relativa; DoA: dominância absoluta; DoR: dominância relativa; DA:

densidade absoluta; DR: densidade relativa e IVI: índice de valor de importância. ... 36

Tabela 3.3 -

Análise granulométrica de classes de textura para as parcelas das duas

fitofisionomias estudadas. Valores apresentados em %. Coletadas no Horizonte A de 0-20cm

de profundidade. ... 41

Tabela 3.4 -

Valores totais de macronutrientes, micronutrientes, elementos essenciais e não

essenciais encontrados nas duas fitofisionomias estudadas na Serra da Brígida, Ouro

Preto-MG. CF = campo ferruginoso. FES = Floresta estacional semidecidual. Valores expressos em

mg/kg. ... 43

Tabela 3.5 -

Concentrações de macronutrientes e micronutriente considerados para fertilidade

encontrados nas duas fitofisionomias estudadas na Serra da Brígida, Ouro Preto-MG. Valores

expressos em: N (dag/kg), P (mg/dm

), MO (dag/kg), P-rem(mg/L), pH (escala variando de 0

a 14, onde 7=neutro; 0-6=ácido e 8-14 básico) e o demais elementos (%). Média±desvio

padrão. ... 44

Tabela 3.6 -

Autovalores e variação da porcentagem de correlação obtidos através da analise

de correspondência CCA para área de Campos Ferrugionosos (CF). ... 51

xi

Resumo

Na última década, especialmente, estudos a respeito de fatores ambientais condicionantes da

distribuição da vegetação têm ampliado significativamente a compreensão sobre a complexidade e o

funcionamento dos principais biomas brasileiros. Atenção tem sido chamada também para a necessidade de

novos estudos em pequenas manchas vegetacionais naturais ou derivadas de fragmentação pelas atividades

antrópicas. Em topos de morros, por exemplo, muitas vezes observam-se mosaicos formados por pequenas

manchas naturais de formações campestres e florestais, que se distribuem pela paisagem em contato direto, sem

ecotone aparente. O presente trabalho tem como objetivo avaliar a influência de variáveis edafo-topográficas

sobre os padrões de distribuição e estruturação da vegetação em uma área de campo e outrade floresta, que

compartilham suas bordas sem transição aparente entre si, na Serra da Brígida, Ouro Preto, MG. A abordagem

metodológica foi realizada por meio de levantamentos de parâmetros bióticos e abióticos em transeções de 100

m, posicionadas nas duas fitofisionomias (campo e floresta) e subdividas em parcelas de 10X10m. Para fatores

bióticos foram considerados a composição florística e padrões de estrutura das comunidades vegetacionais

através da fitossociologia. Para fatores abióticos foram analisadas a compartimentação topográfica local

(desnível e declividade), variáveis microclimáticas e análises físico-químicas do solo (granulometria,

mineralogia, umidade, composição química e fertilidade). A área de mata apresentou diversidade florística mais

baixa que a área campestre. O solos se apresentaram ácidos, com baixo pH, sendo que os neossolos dos campos

ferruginosos são mais férteis que o cambissolo sob a floresta. Nota-se também, dentre todos os elementos

mensurados, maior abundância de Fe e Al em ambas as fitofisionomias estudadas. E mesmo apresentando maior

fertilidade, a área de CF apresentou, baixas concentrações de macronutrientes essenciais como Ca, K e Mg. Com

relação aos aspectos físicos, nas duas fitofisionomias foram encontrados solos de caráter mais arenoso. Outra

particularidade da área é o alto desnível altimétrico e a forte declividade da vertente estudada. As análises da

CCA indicam que nos campos ferruginosos há uma forte influência dos teores de Fe e parâmetros topográficos

sobre a composição florística e estrutura da vegetação, já área de floresta há uma forte correlação da topografia

com a distribuição e com a estrutura da comunidade vegetal, corroborando a hipótese deste trabalho. Sob o

mesmo clima, em encontro direto, esses dois tipos vegetacionais tão distintos em termos de estrutura e de flora,

são claramente determinados pelo solo e topografia. Até que ponto estes aspectos físicos do ecossistema definem

a distribuição presente e futura das espécies, o potencial de ocupação de novas áreas, por exemplo, sob

condições climáticas em alteração, são apenas alguns pontos para reflexão e que podem ser estudados em novas

frentes de trabalho. Entretanto, permite-se aqui chamar a atenção para importância de estudos de pequenos

fragmentos vegetacionais para a ampliação do conhecimento sobre a diversidade ambiental local e regional, e

seus principais determinantes, e possíveis consequências para a dinâmica da vegetação dos ecossistemas de

xii

Abstract

In the last decade, especially, studies on environmental factors affecting the distribution of vegetation

have significantly expanded the understanding of the complexity and functioning of major Brazilian biomes.

Attention, however, has also been called to the need for further studies in small vegetation patches naturally

spread in the landscape or derived from fragmentation by human activities. On the tops of hills, for example,

natural mosaics formed by small patches, in direct contact, of forest and grassland formations are often

observed.. This study aimed to evaluate the influence of soil and topographic variables on patterns of species

distribution and vegetation structure in an area where a rocky outcrop and a forest patches contact , in the Serra

da Brígida, Ouro Preto, Brazil. Surveys of biotic and abiotic parameters were done in transects of 100 m,

positioned in the two types of vegetation (rocky outcrop and forest) and subdivided into plots of 10x10m.

Regarding biotic factors were considered the floristic composition and structure patterns of vegetation

communities through phytosociological analysis. The abiotic factors investigated were topography (height and

slope), microclimatic variables and physical-chemical analysis of soil (texture, mineralogy, moisture, chemical

composition and fertility). The forest showed lower floristic diversity than the rocky outcrop. The soils from the

two areas presented low pH, but the Neosols of the rocky outcrop were more fertile than the cambissolo in the

forest. Among all elements measured, Fe and Al where the most abundant in both areas. Low concentrations of

essential nutrients like Ca, K and Mg were also found in both areas. With regard to the physical aspects, the soil

under the two vegetation types was classified as sandy. High altimetric slope and strong steepness also

characterized the areas studied. The CCA analyzes indicate that in the rocky outcrop there is a strong influence

of the levels of Fe and topographic parameters on the floristic composition and structure of vegetation, while in

the forest area, a strong correlation among topography and species distribution and plant community structure

was found, supporting the hypothesis of the present study. Under the same climate, in direct encounter, these two

vegetation typesclearly differed in terms of structure and flora, and are determined by soil and topography

parameters. To what extent these physical aspects of ecosystem define the present and future distribution of plant

species, their potential tooccupation of new areas for example under climate change conditions, are just some

points for reflection and that should be investigated in further studies. However, it was allowed here, to call for

attention to the importance of studies in small fragments or vegetation patches in direct contact for the

expansion of knowledge about the local and regional environmental diversity, and its main determinants, and the

1

CAPÍTULO 1

INTRODUÇÃO

1.1 –CONSIDERAÇÕES INCIAIS

1.1.1- Determinantes da distribuição de plantas

Os padrões e interações de distribuição espacial dos seres vivos sobre a superfície terrestre,

sobretudo a distribuição vegetal, são frequentes objetos de pesquisa, constituindo objetivo de diversos

estudos biogeográficos. Segundo Troppmair (1989), a biogeografia, por sua ênfase espacial,

caracteriza-se como integrante da ciência geográfica, podendo ser definida pelo entendimento das

interações, da organização e dos processos espaciais com ênfase nos seres vivos. Estudos de caráter

biogeográficos, que enfocam aflora como objeto de estudo, são denominados de fitogeográficos

(Troppmair 1989). O caráter interdisciplinar desta ciência permite a abordagem tanto da área de

botânica, pelos correspondentes das condições bióticas como fitossociologia e ecofisiologia vegetal,

quanto de disciplinas que envolvem o meio físico como pedologia, geomorfologia e climatologia,

constituindo um conjunto integrado de informações que definem exemplos de distribuição de

diferentes seres vivos (Rizzini 1997).

As condições ecológicas que afetam a atual e pretérita distribuição da flora resultam de um

conjunto de fatores os quais, agindo sincronicamente em diferentes níveis, permitem um estudo

biogeográfico definido segundo várias escalas de abordagem (Rizzini 1997, Rodrigues & Ribeiro

2010).

Segundo Coutinho (2006) o conceito de Bioma pode ser entendido como grandes unidades

geográficas com homogeneidade vegetacional definidas por padrões edafo-climáticos. Em escala

global, os diferentes biomas se distribuem em função de padrões de temperatura e precipitação (Walter

1986), existindo para tanto fatores limitantes ou estimulantes para as plantas, tais como: radiação

solar; variações sazonais de luminosidade; circulação do ar; correntes oceânicas, dentre outros. Estes

padrões interagem assegurando e determinando as condições e os recursos disponíveis para o

crescimento e o desenvolvimento das plantas (Floriano 2009).

Além da variação de temperatura e precipitação, diversos outros fatores devem ser pensados e

2

As variáveis ambientais podem ser mostradas tanto por dados referentes ao meio biótico

quanto abiótico em geral, relacionadas à intensidade e frequência do fogo, relação nutricional entre

planta, solo e topografia somados aos eventos estocásticos de distúrbio e ao clima. (Sauvé et al. 1996,

Hoffmann 1996, 1999, Hoffmann & Moreira 2002, Hoffmann et al.2003,Hoffmann et al.2003,

Raynaud & Leadley 2004, Rodrigues et al. 2007 ).

Apesar de tal complexidade de interação de fatores, é possível estimar as forças e padrões

determinantes da distribuição de grandes contínuos vegetacionais contrastantes, como os biomas

Cerrado e Atlântica, por exemplo. Por outro lado, em outras escalas geográficas, muitas vezes é mais

difícil associar a distribuição de plantas e a estrutura da comunidade aos fatores determinantes. É

sabido que em escalas regionais e locais, ou seja, sob o mesmo clima, a topografia e variações da

fertilidade, profundidade e textura de solos podem criar condições que favorecem ou dificultem a

ocorrência de grupos funcionais de plantas (Lieberman et al. 1985, Tilman 1998,Ricklefs 2003,

Cousins& Lindborg, 2004).

Embora isso seja bem aceito pela comunidade científica, há ainda evidente necessidade de se

ampliar os estudos dos condicionantes de solo e microclima locais sobre a diversidade e distribuição

de plantas ou grupos funcionais de plantas em diversos ecossistemas (Ettema & Wardle, 2002,

Geertsema & Sprangers, 2002, Cousins& Lindborg, 2004,Godefroid et al. 2007, Liao et al. 2011,

Rossato 2011), especialmente nos trópicos e sub-trópicos, onde há grande diversidade de solos, climas

e sistemas vegetacionais. O bioma cerrado, por exemplo, com suas fitosifionamias variando de

campestre, savânica e florestal, ocorre sobre extensa área do território brasileiro, ou seja, sob

diferentes condições climáticas, edáficas e topográficas.

Diversos estudos têm demonstrado o papel desempenhado por fatores como profundidade e

fertilidade de solo, topografia, disponibilidade de água, concentração de alumínio, entre outros, sobre a

diferenciação da estrutura das diferentes comunidades de Cerrado na paisagem (Alvim & Araújo 1952,

Arens 1963, Goodland, 1971, Ratter et.al. 1973,Furley &Ratter 1988, Oliveira Filho et al. 1994c

1994d, Oliveira Filho &Ratter 1995, Costa & Araújo 2001, Botrel et al. 2002,Francoet al.

2005,Marimon-Junior & Haridasan 2005, Haridasan 1988, 2008).

Entretanto, mesmo dentro de uma mesma fitofisionomia, sem aparente gradiente de vegetação

ou de parâmetros edáfico-topográficos, a distribuição de plantas pode estar relacionada à variação de

3

Neste estudo, por exemplo,a heterogeneidade na disponibilidade de água nos primeiros 4m de

profundidade do solo mostrou ser fator estruturante importante na distribuição das planta sem escala

de dezenasde metros em área de cerrado senso stricto. Nesta escala, chamada “fina”, de fato, o

entendimento sobre os condicionantes de diversidade e distribuição das espécies vegetais permanece

um desafio estimulante aos pesquisadores (Dantas e Batalha, 2011, Rietkerk et al. 2002), e se

questiona até que ponto pode-se transferir as relações encontradas nesta escala para grandes extensões

dos ecosssitemas.

Por outro lado, muitas vezes, é em escala local, que se avalia a variação de variáveis

edáfico-topográficas e de vegetação ao longo de transectos de poucas dezenas ou centenas de metros, que se

desenvolvem estudos em manchas de vegetação naturais ou em fragmentos produzidos pelo homem.

Além de terem relevância para a avaliação dos efeitos da fragmentação sobre a ecologia de tipos

vegetacionais, subsidiando a elaboração de estratégias de conservação e recuperação de áreas

degradadas, os estudos em pequenos fragmentos, especialmente estudos em manchas naturais possuem

grande potencial de ampliação da compreensão dos processos espaciais e temporais fitogeográficos,

dos endemismos, ocorrência de espécies raras, bioindicadoras de condições específicas de solo, de

bancos genéticos, etc (Rietkerk et al. 2002, Araújo 2006, Caiafa e Martins 2007).

Já é bem conhecido que grandes massas de vegetação respondem a flutuações climáticas de

longo prazo entre períodos secos e úmidos avançando ou retraindo suas bordas, como observado em

ecótones de floresta tropical úmida e áreas savânicas (Prance 1982; van der Hammen 1991; Ledru

1993; Salgado-Labouriau 1998; Burnham 1999; de Oliveira et al. 1999; Pessenda et al. 2000; Haffer

and Prance 2002; Ledru et al. 2006; Saia et al. 2008). Em escala regional, tem-se a topografia (Oliveira

Filho 1994b; 2007) e solo (Botrel et al. 2002; Rodrigues et al. 2007; Messia 2011)como principais

determinantes para distribuição de vegetação. No entanto, não se sabe se a distribuição e a estrutura da

vegetação de pequenos fragmentos vegetacionais naturais podem ser explicadas pelas mesmas

variáveis ambientais que normalmente são usadas em estudos em escalas regionais ou globais

controladoras.

Se fatores edáficos assumem posição hierárquica superior sobre a distribuição e estrutura da

vegetação em certas áreas, então nas amplas regiões de transição, em ecótones entre formações

campestres/savânicas e formações florestais que se substituíram em resposta a mudanças climáticas,

como citado anteriormente, as características do solo destes ecótonos não devem ter diferido muito

daquelas dos solos dos biomas que avançaram ou retrocederam. Alternativamente, poderia-se então

esperar que a vegetação do ecótone fosse preferencialmente formada por espécies das formações

campestres/savânicas e/ou florestais menos especializadas, mais plásticas com relação às exigências

4

Entretanto, como já perguntado, dada a dominância dos fatores edáficos - topográficos sobre a

distribuição da flora e estrutura das comunidades em escala regional/local, não se sabe se tal

movimentação dos tipos vegetacionais ocorreria em regiões de contatos litológicos bastante distintos

e, consequentemente, em contatos pedológicos abruptos entre condições fortemente diferenciadas em

vários aspectos, situação esta observada na área de estudo deste trabalho, onde floresta e campo se

encontram sem região transicional aparente. Eventualmente, os fatores edáficos nesta área poderiam

ser limitantes da movimentação ou alteração da área de distribuição de espécies de plantas.

A área de estudo do presente trabalho localiza-se em uma região de enorme diversidade

geográfica, ou seja, apresenta diferentes condições geológicas, geomorfológicas e climáticas.

Denominada como Quadrilátero Ferrífero (QF), a região abrange cerca de 7 mil km2 do sudeste

brasileiroe é reconhecida como uma das áreas de maior diversidade florística da América do Sul

(Harley 1995; Giulietti et al. 1997). Ainda segundo estes autores, o QF é uma área prioritária para a

conservação da biodiversidade no Estado de Minas Gerais, de importância biológica extrema.

Localizada entre a transição de dois grandes hotposts do Brasil, a Mata Atlântica e o Cerrado (Myers

2000), a região apresenta enorme heterogeneidade ambiental caracterizada como um mosaico com

diferentes fitofisionomias e influências florísticas destes dois grandes biomas. Por outro lado, a flora

da região também apresenta alto valor de endemismos em formações vegetacionais de altitude sobre

solos ricos em metais pesados, por exemplo. Para exemplificar a variedade ambiental, em apena 1 km2

observa-se diversidade fitofisionomica que vai de florestas estacionais semideciduais a campos

rupestres quatzíticos, graníticos e ferrugionosos (Jacobi & Carmo 2008). A ocorrência de cada tipo de

vegetação certamente é determinada pela conjunção de fatores como litologia, topografia,

(micro)clima e altitude (Jacobi & Carmo 2008), entretanto, muitas vezes, é difícil saber qual a

contribuição de cada um destes fatores para diferentes tipos de fitofisionomias, especialmente quando

há transições abruptas, ou seja, sem a presença de um ecotono gradual.

De fato, a região apresenta diversas ilhas de formações florestais estacionais em contato direto

com campos e a existência deste diverso mosaico em espaço relativamente reduzido da paisagem

oferece excelente oportunidade para se testar a hierarquia de determinantes abióticos sobre a flora.

Segundo Scarano (2007) e Caiafa & Martins (2007), estudos em áreas de transição entre vegetações,

especialmente em pequenos fragmentos na paisagem não pertubada, podem revelar informações sobre

a ecologia das espécies e dinâmica de comunidades de plantas em contato direto ou em transição

5

1.1.2–Formações vegetacionais

Para este trabalho foram escolhidas duas diferentes fitofisionomias que conhecidamente

sofrem influencia de variações edáficas e topográficas: Floresta Estacional Semidecidual (FES) e

Campos Ferruginosos (CF)

A formação fitogeográfica FES tem seu conceito ecológico baseado,principalmente, nas

condições climáticas regionais, que se caracterizam por apresentar duas estações distintas, uma

chuvosa e outra seca, ou com acentuada variação térmica (Veloso 1991).

O termo semidecidual refere-se à deciduidade, ou seja, a capacidade de perda foliar parcial na

estação seca, observada em algumas espécies típicas dessa formação. Já o termo estacional menciona

as transformações de aspecto ou comportamento da comunidade conforme as estações do ano

(Rodrigues 1999).Para ser considerada FES, a porcentagem das árvores que perdem suas folhas, no

período desfavorável, deve compreender entre 20% e 50% da composição florestal. Ainda para

caracterizar as FES com relação as área com acentuado declive e em diferentes cotas altimétricas, o

Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) criou uma classificação denominada FES

Aluvial, Terras baixas, Submontana e Montana sendo que esta última varia de 400 a 1500m acima da

latitude de 16° S (Veloso 1991).

Com uma ampla distribuição, ocorrendo em grande parte nos estados do Paraná, São Paulo,

Minas Gerais, Mato Grosso do Sul, Mato Grosso e Goiás e, em menor escala no Estado do Espírito

Santo, Rio de Janeiro e Sul da Bahia, a FES ocupa as mais variadas condições edáficas, ocorrendo

tanto em solos mais argilosos quanto em solos arenosos. Apesar de visualmente apresentarem as

mesmas características fisionômicas,particularidades florísticas e estruturais são observadas devido às

características do solo nas quais essas formações se situam (Rodrigues 1999)

No entanto, estudos localizados na região do QF mostra uma diversidade enorme destes tipos

florestais generalizados como FES. Fatores como neblina, altitude e diferentes tipos de solo podem ser

decisivas na definição e classificação destas florestas. (Ferreira 2011, Baeta 2012)

O estrato arbóreo de FES caracteriza-se por apresentar maior diversidade de algumas famílias

como: Myrtaceae, Lauraceae, Melastomataceae, Fabaceae, Rubiaceae e Euphorbiaceae. Em relação à

dominância de alguns gêneros neste tipo de formação, destacam-se: Miconia, Myrcia, Ocotea, Ilex,

6

Muitos estudos têm mostrado a correlação entre distribuição de espécies arbóreas e variáveis

de solos e de topografia em FES (Lathwell & Grove, 1986, Oliveira-Filho et al. 1994, Clark et al.

1998, 1999, van den Berg & Oliveira-Filho 1999, Espírito-Santo et al. 2002, Pinto et al. 2005,

Campos et al. 2006, Ferreira Jr et al. 2007, Loures et al. 2007, Lima 2008, Siqueira et al. 2009). A

maioria desses trabalhos baseou-se em coletas ao longo de transectos, relacionando a variação das

características morfológicas da paisagem às comunidades vegetais através de estatística multivariada

como análises de Correspondência Canônica (CCA).

Os campos rupestres, em termos gerais, caracterizam-se por uma vegetação

predominantemente herbácea e arbustiva associada aos afloramentos rochosos, à decomposição de

rochas resistentes como quartzito e a solos arenosos localizados nas áreas mais elevadas de serras

(Giulietti et al. 2000, Benites 2001, Conceição &Pirani 2007, Almeida 2008).Inclusos dentro do

conceito abrangente de campos rupestres, os “campos ferruginosos” (CF) ou “vegetação de canga”são

formações vegetacionais associadas a vários tipos de substratos ricos em ferro que podem se

apresentar totalmente fragmentados ou formando uma espessa e sólida couraça (Vincent et al. 2002,

Vincent 2004, Jacobi et al. 2007, 2008, Mourão & Stehmann 2007, Viana & Lombardi 2007 e Vincent

& Meguro 2008).

Provenientes de minerais das formações ferríferas bandadas (BIF’s) estas couraças se formam

a partir do processo de laterização e ocorre quando há uma lixiviação total de cátions e da sílica

precipitando hidróxidos de ferro e alumínio. Segundo Varajão (2009), o ferro proveniente da

dissolução dos óxidos primários passa por inúmeras etapas de dissolução/reprecipitação que tendem a

apagar a textura inicial do itabirito, gerando um horizonte superficial, conhecido como canga. Ainda

segundo este autor,embora mecanicamente resistentes, as cangas podem ser destruídas na base, devido

a eventuais oscilações do lençol freático, ou, no topo, pela ação dos agentes intempéricos biogênicos,

gerando um horizonte superficial, pouco espesso, constituído de pequenas partículas ferruginosas, que

guardam, internamente, as mesmas características físicas, químicas e mineralógicas da canga que foi

desagregada e que servem de sustento para a vegetação. Quando o processo de

dissolução/reprecipitação não for muito intenso, parte da estrutura da rocha original é preservada,

sendo macroscopicamente reconhecível, gerando uma couraça que é denominada canga estruturada ou

isalterítica.

Conforme o grau de agregação do substrato, a cobertura vegetal dos campos ferruginosos pode

ser classificada em dois tipos básicos de campos, o Campo Rupestre de Canga Couraçada, onde tem-se

uma couraça ou uma laje contínua, com desenvolvimento de raízes restrito às fendas e bolsões,

enquanto o Campo Rupestre de Canga Nodular se caracteriza pela couraça fragmentada, no qual o

substrato torna-se mais colonizável pelas raízes, com cobertura total do substrato (Rizzini 1997, Nunes

7

As comunidades vegetais de canga parecem ser basicamente controladas por fatores edáficos e

outros atributos ambientais, como a disponibilidade hídrica e conexão com os ambientes florestais

vizinhos, entre outros(Jacobi et al. 2007, Nunes 2009, Lamounier et tal. 2010). Em estudo realizado na

Serra dos Carajás, PA, há classificação de quatro fisionomias que podem, frequentemente, ocorrer em

contato direto com campos ferruginosos, caracterizadas como formações vegetacionais de caráter mais

arbóreo, sendo elas: campo arbustivo, capão florestal (floresta estacional semidecidual montana) e

mata de encosta(Nunes 2009).

Conceição & Giulietti (2002) e Jacobi et al. (2007) apontam,também, que os campos

rupestres, incluindo os campos ferruginosos, possuem diferentes fitofisionomias relacionadas

principalmente com a topografia, natureza do substrato, profundidade do solo e microclima, embora os

limitantes ambientais que restringem a ocorrência dos diferentes sistemas fitofisionômicos não sejam

completamente compreendidos.

No Brasil, a vegetação de canga, além do QF,é também encontrada na região da Serra do

Carajás, PA, que juntas apresentamalta relevância para economia brasileira.Elas compreendem

aproximadamente 98% das jazidas de minério de ferro do Brasil, sendo que a maior parte é explorada

no próprio QF (Viana & Lombardi 2007).Nos moldes vigentes, tal exploração mineral causa grande

impacto ecológico, acarretando a perda da diversidade florística e faunística local, ameaçando e até

mesmo levando à extinção espécies endêmicas que ocorrem naturalmente nessas áreas (Jacobi et al.

2007). Associados ao avanço das atividades mineradoras estão os processos de degradação ambiental,

como a retirada da cobertura vegetal, modificação da topografia, retirada de camadas superficiais do

solo, assim como exposição do ambiente a metais pesados (Moreira 2004). Considera-se, também, que

a vegetação de canga está entre os ecossistemas mais ameaçados e menos estudados de Minas Gerais e

do Brasil. Grandes extensões deste ambiente já foram completamente eliminadas por atividades

mineradoras e quase a totalidade dos remanescentes pertence a empresas de mineração ou são áreas

fortemente afetadas pela expansão imobiliária (Viana & Lombardi 2007).

Para a vegetação sobre canga, levantamentos florísticos são recentes na literatura especializada

onde destacam-se os trabalhos de Teixeira & Lemos Filho (1998, 2002), Gonçalves-Alvim et al.

(2002), Viana (2002), Vincent et al. (2002), Vincent (2004), Dutra et al. (2005), Viana & Lombardi

(2007), Jacobi et al. (2007, 2008), Mourão & Stehmann (2007), Silva &Dillenburg (2007)e Messias

(2011).As famílias com maior riqueza em campos ferruginosos no QF são Asteraceae, Poaceae,

Orchidaceae e Myrtaceae, Melastomataceae, Fabaceae, Solanaceae,Rubiaceae, Apocynaceae,

Cyperaceae, Bromeliaceae Velloziaceae, Malpighiaceae, Euphorbiaceae e Verbenaceae (Viana &

8

O presente trabalho teve como objetivo avaliar, em escala espacial fina, a influência de

variáveis ambientais como química do solo (fertilidade e valores de metais pesados) e topografia sobre

os padrões de distribuição e estruturação da vegetação em uma área de campo (CF) e de floresta

(FES), afim de verificar se estes padrões edafo-topograficos também ocorrem em pequenos

fragmentos destas fitofisionomias como também, mostrar a importância de estudos em pequenos

fragmentos de vegetação como representativos de alta diversidade ambiental.

1.2

– OBJETIVOS

1.2.1 Objetivo geral:

O presente estudo teve como objetivo geral avaliar a influência de variáveis

edafo-topográficas sobre os padrões de distribuição e estruturação da vegetação em dois pequenos

fragmentos de duas diferentes fitofisionomias (campo e floresta), na Serra da Brígida, Ouro Preto,

MG.

1.2.2 Objetivos específicos:

Como objetivos específicos deste projeto, pretende-se:

• Analisar detalhadamente a cobertura pedológica na escala da vertente para

identificação e classificação do solo;

• Caracterizar a composição física e química do solo, principalmente concentrações de

elementos essenciais, óxidos, bem como textura e umidade;

• Identificar os parâmetros fitossociológicos como densidade, frequência e dominancia

e composição florística;

• Avaliar a relação da disposição geográfica dos diferentes tipos de vegetação

encontrados na área de estudo e sua relação com a topografia em escala de vertente.

1.3 – HIPÓTESES

Este trabalho testa as hipóteses de que os padrões de distribuição e estrutura de dois diferentes

tipos fitofisionômicos relacionam-se, principalmente, com variações edáfo-topográficas.

A vegetação em campos ferruginosos exibe mecanismos para sobrevivência em substratos

ricos em metais pesados como ferro, manganês, cobre, chumbo e outros (Vincent & Meguro 2008).

Teores elevados de metais em solos favorecem a seleção de espécies ou ecótipos que exibem

9

Na área de estudo, os campos ferruginosos ocorrem diretamente sobre as jazidas minerais de

ferro e alumínio onde se supõe que haja influência de altas concentrações de metais sobre o

desenvolvimento das espécies vegetais, representando talvez, o fator seletivo mais crítico, juntamente

com a baixa disponibilidade de nutrientes, a baixa capacidade de retenção de água e à profundidade do

solo e topografia.

Por sua vez, as variações da topografia têm sido apontadas como alguns dos principais fatores

responsáveis pela intemperização dos solos em florestas tropicais, inferindo diretamente no regime de

água do solo e nos padrões de estrutura da vegetação (Oliveira-Filho et al., 1994, 1997, 1998, 2001;

Vivian-Smith, 1997).

Assim, espera-se que as duas fitofisionomias estudadas neste trabalho acompanhem os padrões

apresentados anteriormente, ou seja, que na área de floresta tenha uma maior influência da topografia

na distribuição das plantas e que a área de campos ferruginosos apresentem forte influência de

propriedades químicas dos solos, principalmente o Fe bem como uma grande influencia da topografia

10

CAPÍTULO 2

MATERIAIS E MÉTODOS

2.1 ÁREA DE ESTUDO

2.1.1 Localização da área de estudo

O municipio de Ouro Preto/MG apresenta um enorme mosaico de Unidades de Conservação

que varia de Parques Estaduais, Áreas de Proteçao Ambiental (APA’s), florestas Estaduais, Reservas

Biologicas e Unidades de Conservaçao Municipais. A área de estudo em questão, denominada

regionalmente como Serra da Brígida,localiza-se na divisa entre a Fazenda Serra da Brígida, sob

admistração da Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP) e Parque Municipal Cachoeira das

Andorinhas (PMCA) (Figura 2.1) administrado pelo município, que por sua vez estão inseridos na

APA Cachoerira das Andorinhas(Scalco 2009).

Segundo Scalco (2009), a Fazenda da Brígida apesar de não ser uma unidade de conservação

nos moldes do SNUC (Sistema Nacional de Unidades de Conservação), pode ser considerada uma

área protegida, uma vez que a UFOP mantém a área e trabalha para minimizar a alteração do uso do

solo em seu interior.

O Parque Municipal da Cachoeira das Andorinhas foi criado em 1968 e abrangia uma área de

um quilômetro de raio tendo como ponto central a própria cachoeira das Andorinhas. Em 2005, a

Câmara Municipal aprovou o projeto de Lei 69/05 (Ouro Preto 2005) estabelecendo novos limites para

a Unidade de Conservação (UC), que também passou a ser denominada de Parque Natural Municipal

das Andorinhas (PNMA). Atualmente o parque abrange uma área total de 557 hectares, e tem, entre

outros, o objetivo de resguardar e proteger a flora, a fauna e demais recursos naturais (Lei 69, art. 4º,

2005) (Scalco 2009)

2.1.2 Escolha das áreas e demarcação das parcelas

As unidades amostrais (UA) estão dispostas na face leste da vertente em direçao do Parque

Municipal e localizam–se a 6 km ao norte do centro histórico de Ouro Preto (MG). Para se atingir o

local, deve-se tomar um dos acessos ao bairro Morro de São Sebastião e daí toma-se a estrada que leva

Figura 2.1 - Disposição das unida

11

12

Para a escolha das UA’s foramselecionados dois pequenos fragmentos representativos de uma

FES (13.548m2, ou seja, aproximadamente 1.3ha) e de CF (18.956m2, aproximadamente 2ha) onde

foram considerados dois critérios: (a) linha de maior declive na paisagem - sentido de alta para baixa

vertente para se estimar o efeito da topografia sobre a vegetação e (b) a proximidade dos dois tipos

fitofisionomicos dominantes, escolhendo-se uma área de transição abrupta de vegetação de campo

para mata. Neste sentido, foram demarcados dois transectos de 100m cada, distantes 50 metros entre

si, sendo um em área de campo ferruginoso (CF) (Figura 2.2) e o outro em área de floresta estacional

semidecidual (FES) (Figura 2.2). Estes transectos, por sua vez, foram subdvididos em 10 parcelas de

10x10m cada (Figura 2.3).

Em consequência da peculiaridade do solo presente no local de estudo, rico em minério de

alumínio (bauxita), parte da área superior da serra foi mineirada pela ALCAN, atual NOVELIS, na

década de 1960, fato este que contribuiu para a degradação da área, deixando áreas descobertas e ilhas

de vegetação nativa com diferentes estruturas de comunidade e de relações ecotonais com formações

florestais. Zonas de transição estreitas entre tais formações são observadas, interligando ambientes

com diferentes microclimas sendo que a área de estudo em questão pode ser considerada como

prioritária para conservação, aumentando a demanda por estudos que levem ao entendimento das

relações ambientais predominantes e do funcionamento dos seus sistemas, suas características

Figura 2.2 - Vista parcial repre Campos Ferruginosos (CF), na Ser

13

representativa das fitofisionomias de Floresta Estaciona na Serra da Brígida, Ouro Preto-MG.

14

15

2.2– CARACTERIZAÇÃO FÍSICA DA ÁREA DE ESTUDO

2.2.1 – Caracterização física regional (Quadrilátero Ferrífero)

Inserido na Província São Francisco, no extremo sul do Cráton de mesmo nome (Almeida

1977, Almeida & Hassuy 1984, Alkmim & Marshak 1998), o Quadrilátero Ferrífero (QF) tem uma

geologia bastante complexa.As rochas da área encontram-se dobradas, falhadas e foram

metamorfisadas em graus variáveis (Dorr 1969) (Figura 2.4). As unidades litoestratigráficas que

compõem o QF são: o Embasamento Cristalino (Complexos Metamórficos), o Supergrupo Rio das

Velhas, o Supergrupo Minas e o Grupo Itacolomi (Alkmim & Marshak 1998).

Os Complexos Metamórficos, que constituem o embasamento cristalino de idade Arqueana é

uma unidade relativamente homogênea, representada por rochas granito gnáissicas indiferenciadas,

alguns diques de anfibolitos, migmatitos e granitóides. Em geral os afloramentos são escassos e muitas

vezes intemperizados (Alkmim & Marshak 1998).

16

O Supergrupo Rio das Velhas é composto por rochas vulcânicas ultramáficas, máficas e

félsicas intercaladas a rochas metassedimentares que definem um cinturão de rochas verdes (Dorr

1969) e, com base em uma discordância pouco expressiva, é dividido em dois grupos: Nova Lima

(situado na base) e Maquiné (no topo) (Alkmim & Marshak 1998).

O Supergrupo Minas representa uma seqüência metassedimentar de idade paleoproterozóica

constituída por filitos, xistos, quartzitos, dolomitos e itabiritos, assentada discordantemente sobre

rochas do embasamento ou do Supergrupo Rio das Velhas (Dorr 1969).

O Grupo Itacolomi é composto por quartzitos, quartzitos conglomeráticos e lentes de

conglomerado com seixos de itabirito, filito, quartzito e quartzo de veio, depositados em ambiente

litorâneo ou deltáico (Dorr 1969).

Do ponto de vista geomorfológico, o QF constitui um mosaico formado por províncias

geomorfológicas ligadas diretamente às condições estruturais, nas quais as variações na declividade

das vertentes e, sobretudo, variações altimétricas se relacionam a diferenças litológicas e tem no

processo de erosão diferencial o principal modelador do relevo onde os quartzitos e itabiritos

constituem o substrato das terras altas, os xistos-filitos compreendem o substrato das terras de altitude

mediana e as terras baixas estão moldadas sobre granito-gnaisses (Varajão 1988, Varajão et al. 2009).

No levantamento pedológico do estado de Minas Gerais, realizado pela Fundação Centro

Tecnológico de Minas Gerais (CETEC), foram definidos três tipos de solo para a região do QF, sendo

eles: 1) AR2 abrangendo: Afloramento de Rocha (AR), Cambissolos com A moderado e Solos

Litólicos com A fraco, relacionados principalmente aos itabiritos do Grupo Itabira e aos quartzitos dos

grupos Caraça e Itacolomi; 2) Cd3 que se refere aos Cambissolos Distróficos com A fraco,

relacionadosaos filitos do Grupo Piracicaba; 3) LVAd3 que se refere aos Latossolos Vermelho

Amarelo Distrófico com A moderado, relacionados aos gnaisses do Complexo Bação e aos xistos do

Grupo Nova Lima (Varajão et al. 2009).

Em relação à situação fitogeográfica, o Quadrilátero do Sudeste brasileiro está localizado na

grande mancha do bioma da Mata Atlântica, com representantes vegetacionais da floresta estacional

semidecidual nos mais variados estágios de sucessão. Em meio a estas formações vegetacionais

predominantes, ocorrem ainda inclusões de ambientes de Cerrado na forma de campo cerrado, campo

sujo e campo limpo, bem como enclaves de matas ciliares ou de galeria, de comunidades hidrófilas e

de campos rupestres(Rizzini 1997, IBGE 1993).

O clima na região do QF é classificado como tropical sub úmido com variações máximas

pluviométricas de 1500 a 1900 mm podendo apresentar déficit hídrico de 5 a 7 meses (abril a outubro),

17

2.2.2 – Caracterização física-vegetacional local (Serra da Brígida)

São encontrados, na área de estudo, vários contatos litológicos causadores de uma grande

heterogeneidade ambiental regional (Figura 2.5). Estão presentes as seguintes unidades

litoestratigráficas: Supergrupo Rio das Velhas (Grupo Nova Lima) e Supergrupo Minas (Grupos

Caraça e Itabira). O grupo Nova Lima engloba a maior parte da área, excetuando-se os limites leste e

sul, onde afloram unidades pertencentes ao Supergrupo Minas.

Figura 2.5- Mapa litológico da área de estudo localizada na Serra da Brígida, Ouro Preto- MG. (modificado de IEF/UFV 2005).

Com relaçao a estrutura física, a área situa-se na serra de Ouro Preto, que constitui o flanco sul

da anticlinal de Mariana, que corresponde, geometricamente, a uma dobra aberta normal, com eixo

caindo suavemente para sudeste. Nalini Jr. (1993), através de uma caracterização cinemática da

anticlinal de Mariana considera dois eventos na geração dessa estrutura: um extensional seguido mais

tarde de um compressional. A serra apresenta uma orientação geral leste-oeste. As rochas mergulham

18

Figura 2.6- Mapa de hipsométrico da área de estudo localizada na Serra da Brígida, Ouro Preto-MG.

Regionalmente aunidade geomorfológica de Serras e Escarpas constituem o contorno ou

moldura fundamental do relevo local, evidenciado por estreito controle geológico e estrutural, sendo

predominantemente constituídos de “abas” de quartzitos e itabiritos, aflorantes nas bordas erodidas das

anticlinais do Alto Rio das Velhas.Os limites da Serra correspondem às maiores altitudes do local, em

torno de 1.580 metros formando uma linha que constitui um importante divisor de águas, sendo que

toda a drenagem da área verte para o norte, e cujas nascentes são as cabeceiras mais altas do rio das

Velhas.(Figura 2.6)

Seu relevo é sustentado pelos itabiritos da Formação Cauê e por quartzitos da Formação

Moeda.Especificamente, no limite leste, os itabiritos estão em contato direto com os xistos do Grupo

Nova Lima (UFOP 2001). Nos divisores (topo), sempre convexo, a formação ferrífera e a cobertura de

crosta laterítica (canga) promovem uma maior proteção aos agentes erosivos. A escarpa limitadora

deste topo é sempre formada pelo quartzito Moeda (UFOP 2001). Sendo assim,o perfil das vertentes

pode ser descrito como tendo topo convexo, limitado por escarpa rochosa, com declives acentuados à

meia encosta e relevo ondulado na base ou fundo do vale sendo profundamente condicionados pelas

19

Encontram-se na área dois tipos de depósitos superficiais de cobertura: O primeiro tipo são os

depósitos aluvionares, que são formados por sedimentos imaturos e cobrem as superfícies dos terraços

dos rios e se estendem pelas planícies dos mesmos. O segundo tipo de depósito são os coluvionares

que são comuns devido à geomorfologia íngreme da área e consequentemente à ação da gravidade que

promove o retrabalhamento físico da rocha intemperizada na direção de montante à jusante. Muito

provavelmente, o solo resultante deste processo será um cambissolo, com altos teores de silte junto

dos argilominerais, mas também podem dar origem a latossolos coluvionares (UFOP 2001).

De acordo com a figura 2.7, na região onde está localizada a área de estudo, Serra da Brígida,

ocorre a classe de solo “Cambissolos húmicos” acima da cota 1400 m. São áreas montanhosas, onde

incidem com a transição em altitude para os Neossolos Litólicos Húmicos (IEF/UFV, 2005).

Figura 2.7- Mapa de solos da área de estudo localizada na Serra da Brígida, Ouro Preto-MG. (modificado de IEF/UFV 2005).

De forma geral, a vegetação da área de estudo é composta predominantemente por Mata

Atlântica, representada pelas florestas estacionais semideciduais, ripárias incluindo formações de

campo rupestre e campos ferruginosos envoltos por uma grande área antropizada. Observa-se, na área,

o contato direto entre estes diferentes tipos fitofisionomicos. Entretanto, para este trabalho serão

apresentados dados relativos à estrutura de duas fitofisionomias, campos de canga ou campos

20

Figura 2.8- Mapa de vegetação da área de estudo localizada na Serra da Brígida, Ouro Preto-MG (modificado de IEF/UFV 2006).

O clima na região foi classificado, segundoKöeppen, como Cwb (úmido mesotérmico), ou

seja, temperado úmido com inverno seco e verão quente chuvoso (Dutra et al. 2005). Durante o

período de coletas de dados para este trabalho, entre os anos de 2009 e 2011, a temperatura média

mais baixa foi de 17°C e a mais alta 36ºC, com média anual de 28°C. A precipitação mais baixa, 0,32

mm, ocorreu no mês de agosto de 2010, e a mais alta, 320,83 mm, em dezembro de 2010, sendo o total

anual de chuva de 1015,36 mm (Figura 2.9) (E.A.R. Valim, dados não publicados). A ocorrência de

neblina no período da manhã é recorrente na área do estudo tanto na estação seca quanto na estação

21

Figura 2.9- Distribuição da precipitação e temperatura médias, de acordo com o Climogramapara a Serra da Brígida, Ouro Preto, MG.(Fonte: Ferreira 2011)

2.3– COLETA DE DADOS

2.3.1 – Meio Biótico

Composição Florística

Para amostragem da composição florística foram considerados os doistipos vegetacionais aqui

estudados sendo que a amostragem ocorreu em 10 parcelas de 10m X 10m para cada área, totalizando

20 parcelas. A florística da área de FES relacionou todas as espécies lenhosas arbóreas amostradas no

método fitossociológico,(dentro do critério de inclusão com CAP ≥15 cm), em todas as parcelas as

quais foram identificadas em nível de família, gênero e espécie. Para a florística da área de CF foram

coletadas todas espécies herbáceas/arbustivas em todas parcelas as quais foram identificadas em nível

de família, gênero e espécie.

Para a identificação taxonômica utilizou-se literatura especializada, o sistema Angiosperm

Phylogeny Group III (APG III 2009), consulta aos herbários OUPR (Universidade Federal de OP) e

especialistas. Todo o material coletado foi herborizado (Fidalgo & Bononi, 1984) e, quando fértil,

depositado no herbário OUPR, da UFOP).

Importante ressaltar que os indivíduos foram considerados como pertencentes à dada parcela

quando seu ‘corpo principal’, ou fuste (tronco) se localizar dentro dos limites da mesma, demais

22

Estrutura

Para o cálculo da diversidade alfa foram utilizadas as medidas de riqueza de espécies (S),

definidas como o número de espécies numa amostra, o índice de diversidade de Shannon-Weaver(H’)

e o índice de equabilidade de Pielou (J’)como indicadores de heterogeneidade. Para áreas campestres o

cálculo de H’ considerou os valores de dominância relativa como valores de abundância, da mesma

forma feita por Conceição, Giulietti &Meireles (2007), Lemes (2009) e Messias (2011).

H’ = - ∑ pi (ln x pi)

Onde: H’ = índice de diversidade de Shannon- Weaver; pi = abundancia/dominância relativa

da espécie i; ln pi = logaritmo natural de pi

J’ = H’ / ln S

Onde:J’ = índice de equitabilidade de Pielou; (H’) = índice de diversidade de

Shannon-Winer

S = número total de espécies amostradas; Ln S = logaritmo natural de S

Levantamentos Fitossociológicos

Área de mata (FES)

Dentro de cada parcela (10 parcelas de 10m X 10m) foi marcado, todo o indivíduo arbóreo

com circunferência a altura do peito, CAP≥15cm. Foram mensurados os valores de altura além do

CAP para atender aos critérios de inclusão. Os parâmetros fitossociológicos considerados foram

calculados no programa Exel 2007, incluindo: freqüência absoluta (FA) e relativa (FR), densidade

absoluta (DA) relativa (DR), dominância absoluta (DoA) e relativa (DoR) e índice de valor de

importância (IVI).

DA= N/Área

DR = (ni / N) x 100

FA= (Uai/UAt) x 100

FR = (FA

/

∑

∑

∑

∑

FA

) x 100

DoA= ABi / Área

DoR = (AB

/

∑

∑

∑

∑

) x 100

IVI= FR + DR + DoR

Onde:

n

= Número de indivíduos da espécie i; N = Número total de indivíduos; FA

=

Freqüência absoluta da espécie i; FA

= Freqüência absoluta de todas as espécies i;AB

=

Área basal da espécie i; ABI = Área basal total de cada espécie amostrada; UA

= número de

unidades de amostra em que ocorre espécie i ;UA

= número total de unidades de

23

Área de campo ferruginoso (CF)

Para o levantamento fitossociológico foi utilizado o método de escala de valor de cobertura ou

Relevé em cada UA (10 parcelas de 10m X 10m) (Braun-Blanquet 1979, Mueller-Dombois &

Ellenberg1974).A cobertura é representada pela superfície ocupada pelos indivíduos em relação à área

total considerada, expressa em percentagem.Os parâmetros de dominância foram calculados a partir

dos valores de cobertura e abundância. Faz-se necessária a conversão das classes de cobertura e

abundância que representam intervalos percentuais em valores médios fixos, para que se possa inferir

sobre a dominância de espécies em suas comunidades Muller-Dombois & Ellenberg (1974). (Tabela

2.1).

Tabela 2.1 - Conversão de valores de cobertura e abundância.

Braun-Blanquet

Cobertura

Valor médio de cobertura

5

75 – 100%

87,5%

4

50 – 75%

62,5%

3

25 – 50%

37,5%

2

5 – 20%

15%

1

< 5%

2,5%

+

poucos indivíduos com

pouca cobertura

0,1%

R

valor ignorado

0%

Para determinar a estruturada vegetação das UA’s de CF estudadas foram calculados, para

cada espécie, freqüência absoluta (FA)e relativa (FR), dominância absoluta (DoA) e relativa (DoR)e

valor de importância (IVI) de acordo com Mueller-Dombois e Ellenberg (1974), Braun-Blanquet,

(1979), Lemes (2009), Messias (2011). No caso deste trabalho, a dominância relativa foi calculada a

partir dos valores de cobertura relativa (CR). As fórmulas utilizadas foram as seguintes:

FAi = (ni/N)x100

FR = (Fai/∑Fai) x100.

DoAi=(∑ACi/Na)x100

DoRi=(DoAi/∑DoA)x100

IVI = (FRi+DRi)/2

Onde:FAi = freqüência absoluta da espécie i (%);FRi = freqüência relativa da espéciei

(%);ni = número de unidades de amostra em que ocorre espécie i;N = número total de

parcelas;DoA

= dominância absoluta da espécie i;AC

= valores convertidos de cobertura e

abundância da espécie i por UA; N = número total de amostras; DoR

= dominância relativa

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2.3.2 Meio Abiótico

Levantamento topográfico da área de estudo

O levantamento topográfico da área de estudo foi realizado ao longo do gradiente de formação

campestre para a formação florestal. Foram considerados a mesma amostragem do meio biótico, ou

seja, um transecto de 100m subdividos em parcelas de 10 X 10 m, em cada fitofisionomia, com o qual

se espera obter a representação gráfica da condição topográfica do local com a extração de duas

variáveis topográficas: (a) cota média, obtida da média das quatro cotas dos vértices das parcelas, e (b)

desnível, obtido pela diferença das cotas máximas e mínimas.Para tal foi usada uma Estação Total

Leica TC 704, bússola e GPS.

Amostragem de solos

Para as amostras de solo foram utilizadas as parcelas usadas para amostragem biótica, onde

foram coletadas três amostras (1kg) por parcela sendo essas homogeneizadas em campo, formando 1

amostra composta de 3 kg por parcela. A amostras foram coletadas nos primeiros 20 cm de

profundidade. Foram coletadas segundo critérios necessários para as quatro etapas de análise: análise

química(fertilidade ecomposição geoquímica total), análise mineralógica e física (textura ). Todas as

análises foram feitas no Departamento de Geologia da Escola de Minas na Universidade Federal de

Ouro Preto (DEGEO/EM/UFOP), com exceção da análise de fertilidade e textura, que foram

realizadas no Departamento de Solos da Universidade Federal de Viçosa (UFV). Os solos foram

classificados de acordo com a Embrapa (2006). Para isso foi abertauma trincheira com dimensões de

1,5 X 1,5m no topo da vertente na área de floresta Na área campestre não foi necessária a abertura de

uma trincheira. Com isso pôde-se descrever os perfis de solo e ainda coletar amostras de cada

horizonte para análises químicas.

Análise química

Fertilidade

Para a análise de fertilidade, novas coletas foram planejadas, obedecendo aos mesmos critérios

descritos acima, em duas estações, seca (agosto 2010) e chuvosa (janeiro 2011), sendo retirado

aproximadamente 0,5 kg de solo por parcela, totalizando cerca de 10 kg nas 20 parcelas.Amostras

compostas foram coletadas dentro de cada UA, onde cinco sub-amostras de solo de 0-20cm de

profundidade foramhomogeneizadas. Nas feições campestres, a amostragem de solo ficou restrita aos