UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS
CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOLOGIA
ÁREA DE GEOLOGIA MARINHA, COSTEIRA E SEDIMENTAR
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
ANÁLISE DA VARIAÇÃO MORFOLÓGICA DAS DUNAS
COSTEIRAS ATIVAS DA RESERVA BIOLÓGICA DE SANTA
IZABEL (SE) NO PERÍODO DE 1955-2005
SORAIA CONCEIÇÃO BISPO
SALVADOR – BAHIA SETEMBRO DE 2008
ANÁLISE DA VARIAÇÃO MORFOLÓGICA DAS DUNAS
COSTEIRAS ATIVAS DA RESERVA BIOLÓGICA DE SANTA
IZABEL (SE) NO PERÍODO DE 1955-2005
Por
SORAIA CONCEIÇÃO BISPO
Bióloga (Universidade Estadual de Feira de Santana-2004)
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
Submetida em satisfação parcial dos requisitos ao grau de
MESTRE EM CIÊNCIAS
-GEOLOGIA-
à
Câmara de Ensino de Pós-Graduação e Pesquisa
da
Universidade Federal da Bahia
COMISSÃO EXAMINADORA:
_______________________________ (Prof. José Maria Landim Dominguez - UFBA) (Orientador)
_______________________________ (Prof ª Liana Maria Barbosa - UEFS)
_______________________________ (Prof ª Ana Cláudia da Silva Andrade - UFS) Data de aprovação: ___/ ____/ ____ Grau conferido em: ___/ ____/ ____
Esta pesquisa descreve as mudanças morfológicas ocorridas no campo de dunas ativas da Reserva Biológica de Santa Izabel (Sergipe), no período de 1955 a 2005. As principais técnicas usadas envolveram mapeamento geológico convencional e SIG (Sistema de Informações georreferenciadas). Os principais resultados incluem: (i) areias das praias são predominantemente finas muito bem selecionadas, (ii) nas dunas em ambas as estações (seca e chuvosa) predominou areia fina, (iii) durante o período de 50 anos de estudo, a área total do recorte estudado aumentou aproximadamente 1,3km2, (iv) os domínios morfológicos, lençol de Areia (LA) e duna e interduna (DI), apresentaram um aumento de área respectivamente de 0,63km2 e 1,47 km2, enquanto que, a área do domínio das dunas de precipitação (DP) diminuiu aproximadamente 0,75 km2, tornando-se mais estreito, (v) as dunas isoladas no domínio (DI) tem aumentado em comprimento com uma simultânea redução em largura e (vi) a cobertura vegetal (restinga) expandiu durante o período de 1971-2003, com um aumento de 35,48%.
O estreitamento das dunas de precipitação associadas com numerosos blowouts sugere que não há suprimento de areia para este domínio, as quais estão, portanto, experimentando um processo de canibalização. Os dados climáticos disponíveis (precipitação), não mostram uma correlação direta com as mudanças observadas. A falta de dados de ventos na estação próxima a área de estudo impossibilitou uma análise conclusiva das mudanças documentadas. A expansão da cobertura vegetal pode estar associada aos seguintes aspectos: (i) criação da Reserva Biologia de Santa Izabel, (ii) diminuição de suprimento sedimentar para a zona costeira devido às construções de barragens no rio são Francisco e (iii) mudanças na freqüência direcional dos ventos causando uma diminuição da taxa de migração das dunas.
This research describes the morphological changes that took place in the active dune field of Santa Izabel Biological Reserve (Sergipe State) from 1955 to 2005. Major techniques used involved geological mapping and GIS integration. Major findings include: (i) beach sands are predominantly fine and very well sorted, (ii) dunes are also made up of fine sand during both the dry and rainy seasons, (iii) during the 48 year period of this study the total area of the dune field has increased just 1,3km2 , (iv) the eolian sand sheet and the dune/interdune provinces increased in area by about 0,63km2 and 1,47 km2 respectively whereas the precipitation dune province decreased in size by about 0,75 km2, becoming narrower, (v) individual dunes in the dune/interdune province have increased in length with a concomitant decrease in width, (vi) the vegetation cover (scrub – restinga) has expanded during the period 1971-2003, by about 35,48%.
The narrowing of the precipitation dunes associated with numerous blow-outs are suggestive that not much sediment is being supplied to this province, which is thus experiencing some sort of sediment cannibalization. Available climatic data (precipitation) do not show any direct correlation with the observed changes. The lack of wind data from stations close to the study area precluded more in depth analysis of the documented changes. The expansion of the vegetation cover in the study area may be tentatively attributed to: i) creation of the Santa Izabel Biological Reserve thus decreasing human pressure, (ii) decrease in sediment supply to the coastal zone as a result of dam construction in the São Francisco river and iii) changes in the directional frequency of winds causing a decrease in dune migration rates.
Primeiramente agradeço a Deus, pois sem Ele nada posso fazer, mas com Ele tudo posso, pois Ele é a minha fortaleza.
A meus pais pelo total apoio e compreensão em mais esta etapa da minha vida. Amo muito vocês!
A Paulo pelo companheirismo, fortaleza e por agüentar minhas irritações.
As minhas grandes amigas Lena e Tais por horas de discussões... sobre inúmeros assuntos...
Ao professor e orientador Landim (chefe), pelo grande apoio e incentivo (através de broncas....) que proporcionaram um grande crescimento profissional e pessoal.
A Liana pelo incentivo dado desde o começo da minha caminha na pesquisa, da UEFS até aqui...
Aos professores do curso pelos importantes conhecimentos transmitidos. Ao professor Abílio Bittencourt sempre disposto a ajudar.
Aos amigos, colegas de curso e do laboratório de estudos costeiros (LEC) pelo grande auxílio nos momentos de desespero.
A equipe de campo; eternos amigos da UEFS, Junia e Tais pelo grande apoio e disposição para cruzar o campo de dunas. A Carmen e a Ana Cláudia pela atenção e acolhimento em Aracaju.
A Pacheco pelo apoio e fotos aéreas disponibilizadas. A Carlos, pelo tratamento das amostras.
A Joaquim, por receber-me sempre com bom humor apesar das minhas interrupções ao seu trabalho.
Aos Funcionários, Niltinho, Niltão, Maria, e Gil, pelo sempre prestativo apoio e bom relacionamento.
Ao IBAMA (REBIO de Santa Izabel) pelo auxilio e atenção prestada em campo. A FAPESB, pela bolsa de Mestrado.
para mim mesmo que não sou capaz de realizar alguma coisa, é possível que me torne incapaz de fazê-la. Ao contrário, se tenho convicção de que posso fazê-la, certamente adquirirei a capacidade
de realizá-la, mesmo que não a tenha no começo.” (Mahatma Gandhi).
“Que darei eu ao SENHOR, por todos os benefícios que me tem feito? As benignidades do Senhor mencionarei, e os muitos louvores do Senhor, conforme tudo quanto o SENHOR nos concedeu; e grande bondade para com a casa de Israel, que usou com eles segundo as suas misericórdias, e segundo a multidão das suas benignidades.”(Sl 116:12;Is 63:7)
RESUMO ABSTRACT
AGRADECIMENTOS DEDICATÓRIA
SUMÁRIO (i)
ÍNDICE DE FIGURAS (iii)
ÍNDICE DE TABELAS (vi)
1. INTRODUÇÃO 1
2. OBJETIVO 5
3. DESCRIÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO 6
3.1 Localização da área de estudo 6
3.2 ReBio de Santa Izabel 6
3.3 Linha de costa 9
3.4 Regime de maré e ondas 11
3.5 Clima 11
3.6 Desenvolvimento das dunas costeiras 11
3.7 Bacia hidrográfica do Rio São Francisco 11
4. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS 13
4.1 Levantamento de dados pretéritos 13
4.2 Trabalhos de campo 13
4.3 Trabalhos de Laboratório 15
4.3.1 Análises Sedimentológicas 15
4.3.2 Georreferenciamento e interpretação das fotografias aéreas e imagem satélite 15 4.3.3 Mapeamento da posição da linha de costa e Morfometria dos domínios morfológicos.
16
4.3.4 Morfologia das dunas 16
4.3.5 Análise dos Dados Climatológicos 17
5. DUNAS COSTEIRAS ATIVAS 19
5.1 Tipos de dunas 19
5.2 Fatores atuantes na formação e dinâmica das dunas 21
ii
6.1 Domínios morfológicos: Morfologia, morfometria cobertura vegetal e aspectos antrópicos
30
6.2.Textura 38
6.2.1 Linha de costa 38
6.2.1 Transecto ao longo do campo de dunas 38
6.3 Mapeamento da posição da linha de costa e variação temporal da área dos domínios morfológicos
43
6.4 Morfometria das dunas no domínio das Dunas e Interdunas 48
6.5 Área vegetada e área não-vegetada do campo de dunas 50
6.6 Análise da vegetação da Rebio de Santa Izabel 51
6.7 Dados climáticos 57 6.7.1 Período 1950-1967 57 6.7.2 Período 1950-2003 59 6.7.3 Período de 1968-2003 60 7. DISCUSSÃO 63 7.1 Análise da textura 63
7.2 Comparações dos dados climáticos com o percentual de cobertura vegetal do campo
de dunas 65
7.3 Mudança no campo de dunas 67
8. CONCLUSÃO 71
iii
FIGURA 1 - Planície costeira do rio São Francisco mostrando os campos de dunas ativas e inativas. Legenda: Di - Dunas inativas, Da - Dunas ativas. Fonte: modificado de Barbosa
(1997). 3
FIGURA 2 - Campo de dunas costeiras ativas da planície do rio São Francisco, mostrando as províncias morfológicas: Fotos (A) e (B) LA - Lençol de Areia, DI - Dunas isoladas e
Interdunas, DC - Duna Composta, DP - Duna de Precipitação. 4
FIGURA 3 - Campo de dunas ativas mostrando a área da ReBio de Santa Izabel e a área de estudo e seus domínios morfológicos: lençol de areia, DI -dunas e interdunas, DP - dunas de
precipitação. 8
FIGURA 4 – Linha de costa mostrando os marcos do TAMAR associados à sede de Pirambu (00 a 25) e a sede de Ponta dos Mangues (01 a 11).
10 FIGURA 5 - Método de medida da morfometria da duna: nariz (N), braço(B), comprimento
(C) e largura (L). 16
FIGURA 6 - Localização dos postos pluviométricos de Aracaju e Pacatuba, evidenciando a
área de estudo. 18
FIGURA 7 - Curva histerese relacionada com mudanças na energia do vento e cobertura
vegetal. Fonte: Tsoar 2005. 27
FIGURA 8 - Praia adjacente ao campo de duna (A); domínio lençol de areia (B); duna de
sombra (C). 31
FIGURA 9 – Perfil de nivelamento topográfico, realizado em Outubro de 2005, distâncias horizontais e verticais estão representadas em metros. Domínios morfológicos: Lençol de
Areia (LA), Duna e Interduna (DI) e Duna de Precipitação (DP). 32
FIGURA 10 - Domínio dunas e interdunas: (A) Duna com seus braços (Br) a barlavento recobertos por dunas de sombra (Ds), (B) Dunas de sombra na parte mais alta da duna, (C)
flanco frontal da duna (Ff) recoberto por Ipomeia pes-caprae. 34
FIGURA 11 - Domínio dunas e interdunas: (A) vista aérea do campo de dunas mostrando a vegetação da área interdunar e as cristas baixas arqueadas (Cb) ou retocordões, (B) interduna (C) gado pastando na interduna com vegetação densa e rasteira, (D e E) gado e cavalos nas dunas, (F) cerca cruzando paralelamente o campo de duna, (G) trecho da área de interduna
revolvido por aragem, (H) cercado ao final do campo de duna. 35
FIGURA 12 – Domínio duna de precipitação (DP): (A) vista aérea das dunas de precipitação, (B) Plantação de coqueiro após as dunas de precipitação, (C) e (D) corredor de deflação (Cd) no flanco dorsal (Fd) da DP, (E) dunas de sombra (Ds) na parte mais alta da DP, (F) Vegetação arbórea-arbustiva, (G, H, I) Flanco frontal (Ff) com face de deslizamento (Fd)
iv
phi, e (B) Desvio Padrão. P- Pirambu, PM- Ponta dos Mangues. 40
FIGURA 14 - Localização dos pontos de coleta de amostras de sedimento durante as três campanhas e a distribuição dos parâmetros texturais nas amostras coletadas. (A) Diâmetro
médio em phi, e (B) Desvio padrão. 42
FIGURA 15 - Traçado da linha de costa para os anos de 1955, 1971, 1984 e 2003. 45 FIGURA 16 - Evolução da área total do campo de dunas e de seus domínios morfológicos (Lençol de areia (LA), Dunas e Interdunas (DI) e Dunas de Precipitação (DP)) nos anos de 1955, 1971, 1984 e 2003. Os valores relativos à erosão e progradação da linha de costa foram
excluídos deste cálculo. 46
FIGURA 17 - Limite do domínio morfológico dunas de precipitação (DP) para o ano de 1955 na ortofoto do ano de 2003.
47 FIGURA 18 - Morfometria das dunas encontradas no domínio das Dunas e Interdunas nas fotografias aéreas de 1955 e 2003. Comprimento e largura das dunas em 1955 (A e B) e Comprimento e largura das dunas em 2003 (C e D).
48
FIGURA 19 – Imagens ilustrando a visível variação da morfometria das dunas encontradas no domínio das Dunas e Interdunas. (A) fotografias aéreas de 1955 e (B) ortofoto de 2003.
49 FIGURA 20 – Evolução do percentual de áreas vegetadas no campo de dunas.
50 FIGURA 21 - (A) Domínio lençol de areia com vegetação espaçada; (B) duna de sombra
(ds); (C) montículo vegetado (mv); (D) e (E) formação arbustiva. 54
FIGURA 22 - (A) e (B) Domínio interduna (ID) coberta por vegetação; (C) duna isolada com vegetação no braço e na parte alta “crista” associada as duna de sombra (ds) e montículos vegetados (mv); (D) detalhe da parte alta da duna com vegetação associada a pequenas dunas de sombra (ds); (E) Flanco frontal (Ff) da duna coberto pela salsa de praia (Ipomoea
pres-caprae). 55
FIGURA 23 - Domínio das dunas de precipitação (DP); (A) vista da parte mais alta “crista” (cr) evidenciando a corredor de deflação (Cd) e dunas de sombra (ds); (B) e (C) detalhe da vegetação arbóreo-arbustiva formando moitas; (D) e (E) flanco frontal avançando sobre
lagoas ou vegetação arbórea transgredindo sobre as dunas inativas (DI). 56
FIGURA 24 - Média mensal da precipitação para o período 1950 a 1967 para as cidades de
Aracaju e Pacatuba. 57
FIGURA 25 - Totais semestrais para os anos de 1950 a 1967 para as cidades de Aracaju e
Pacatuba. 58
FIGURA 26 – Precipitação total anual no período de 1950 - 2003 do posto de Aracaju. 59 FIGURA 27 - Percentual do desvio médio da precipitação, em relação à média da precipitação total anual para o período 1950 - 2003 no posto de Aracaju. Anos com
v
FIGURA 28 – Média anual da precipitação, evaporação e velocidade dos ventos para o
período 1950 – 2003 medidas na estação de Aracaju. 61
FIGURA 29 – Correlação dos parâmetros precipitação, evaporação e balanço hídrico do
posto de Aracaju. 62
FIGURA 30 - Balanço hídrico dos anos de 1950 a 2003 com base nos dados do posto de
Aracaju. 62
FIGURA 31 - Comparação do percentual de desvio da média de precipitação entre os anos de
1950 e 2003 com os dados de área vegetada de 1950, 1971, 1984 e 2003. 67
FIGURA 32 - Comparação da velocidade do vento entre os anos de 1968 a 2003 com os
dados de área vegetada de 1971, 1984 e 2003. 67
FIGURA 33 - Comparação do balanço hídrico entre os anos de 1950 a 2003 com os dados de
vi
TABELA 1 - Padrão de coleta de amostra de sedimento, nos diferentes domínios morfológicos do campo de dunas, nas três campanhas de campo. Legenda: Lençol de Areia
(LA), Dunas e Interdunas (DI) e Dunas de Precipitação (DP). 14
TABELA 2 - Fotografias e imagem utilizadas para análise histórica da área em estudo. 15
TABELA 3 - Escala de granulometria com base Udden & Wertworth 38
TABELA 4 - Amostras coletadas ao longo do transecto de campo durante as campanhas de Janeiro de 2003, Outubro de 2005 e Abril de 2006: lençol de areia (LA), dunas e interdunas
(DI), duna de precipitação (DP) e Praia. 41
Tabela 5 – Área não-vegetada e área vegetada durante o período de 1955-2003. 50
Tabela 6 – Caracterização da vegetação coletada ao longo do transecto. 53
Tabela 7 - Correlação das médias totais anuais dos postos de Aracaju e Pacatuba 59 Tabela 8 - Correlação das médias totais mensais dos postos de Aracaju e Pacatuba 59 Tabela 9 - Correlação dos parâmetros; precipitação, evaporação e velocidade dos ventos na
estação de Aracaju. 61
Tabela 10 - Correlação entre parâmetros precipitação, evaporação e balanço hídrico dos dados
A resolução do CONAMA nº 303, de 20 de Março de 2002 (art. 2º, inciso X) define duna como “unidade geomorfológica, situada no litoral ou no interior do continente, predominantemente de constituição arenosa, com aparência de cômoro ou colina, resultante da ação dos ventos”. Quando recoberta por vegetação são fixas e quando não estão recobertas podem ser consideradas móveis, ativas, livres ou transgressivas.
Em regiões costeiras, o transporte continente adentro, pelo vento, de areias da face da praia, é um importante processo no desenvolvimento da morfologia costeira. Durante o Quaternário, um considerável volume de areias eólicas foi depositado nas planícies costeiras. Também campos de dunas ativas foram mais amplos que no presente e encontram-se hoje largamente estabilizados pela vegetação (Bigarella, 1972).
A disponibilidade de sedimentos, direções de ventos adequados relativamente à configuração da linha de costa, e clima favorável, são fatores determinantes de um intenso desenvolvimento de dunas costeiras.
As dunas costeiras respondem com uma marcante sensibilidade às variações das condições ambientais a curto prazo, sejam de caráter natural como mudanças na circulação atmosférica local e global e/ou por processos de caráter antrópico, como atividades industriais e agro-pastoris, urbanização e turismo (Chapmam, 1990).
Segundo Dominguez et al. (1992), o clima é o controle mais importante para o desenvolvimento dos campos de dunas costeiras ativas da região nordeste brasileira, restringindo a sua presença aos trechos onde ocorrem pelo menos quatro meses de seca consecutivos durante o ano. Em concordância, Angulo (1993) enfatiza a influência climática na formação dos campos de dunas na costa sul brasileira.
No Brasil existem numerosos campos de dunas ativas localizados: (i) entre os Lençóis Maranhenses e o extremo sul do Rio Grande do Norte, (ii) nas vizinhanças da desembocadura do Rio São Francisco (SE/AL), (iii) em Cabo Frio (RJ) e (iv) entre a ilha de Santa Catarina e o extremo sul do Rio Grande do Sul (Giannini et al.2005).
responsáveis pela origem e evolução do campo de dunas costeiras associado à foz do Rio São Francisco estão relacionados, ao regime de ventos, à textura de sedimentos na face de praia, à orientação da linha de costa, à presença da vegetação, além de ventos efetivos capazes de transportar sedimentos arenosos por saltação (velocidade igual ou superior a 5m/s).
Na planície quaternária costeira associada à desembocadura do Rio São Francisco (entre Pontal do Peba e Praia de Santa Izabel) os campos de dunas costeiras foram mapeados na escala 1: 250.000 por Bittencourt et al. (1983) e na escala 1: 25.000 por Barbosa (1997). Esta cobertura eólica corresponde a aproximadamente 25% da área total desta planície. Estes autores individualizaram duas gerações de dunas costeiras holocênicas: (a) uma inativa, fixada pela vegetação e mais interna e (b) outra, ativa ou móvel, bordejando a linha de costa e avançando sobre a inativa (Fig. 1).
Barbosa & Dominguez (2004) definiram três domínios morfológicos no campo de dunas ativas situado no setor a NE da foz do Rio São Francisco: (a) lençol de areia (LA), domínio mais externo e mais próximo à linha de praia, (b) dunas isoladas ou amalgamadas e interdunas (DII), domínio intermediário, caracterizado pela presença de dunas barcanas e zonas interdunares e (c) duna composta (DC), domínio mais interno e caracterizado pela presença de dunas mais altas com cristas transversais superimpostas e pequenas barcanas cavalgando sobre o flanco dorsal da macroforma. No setor a SW da foz do Rio São Francisco foram identificados os mesmos domínios, com duas importantes diferenças: (a) no domínio intermediário as dunas são destituídas de faces de deslizamento, sendo similares às dunas do tipo “zibar” ou ocorrem como pequenas dunas parabólicas associadas com vegetação e (b) no domínio mais interno, a duna mais alta é melhor classificada como uma duna de precipitação, associada com vegetação e feições do tipo “blowout” (Fig. 2).
Bispo et al. (2005) estudando a morfologia e a morfometria num trecho do campo de dunas ativas da Reserva Biológica de Santa Izabel (área de estudo), identificaram um aumento da cobertura vegetal nas últimas décadas, o que favoreceu a alteração da morfologia das dunas. Tal observação motivou a execução desta pesquisa com a finalidade de realizar um estudo detalhado da variação morfológica das dunas e dos fatores controladores de tais variações o que irá certamente contribuir para um melhor entendimento da dinâmica destes ambientes e dos parâmetros ambientais que controlam o desenvolvimento das dunas, assim como oferecer subsídios para uma melhor gestão destas áreas.
Figura 1 - Planície costeira do rio São Francisco com os campos de dunas ativas e inativas. Legenda: Di - Dunas inativas, Da - Dunas ativas. Fonte: modificado de Barbosa (1997).
Figura 2 - Campo de dunas costeiras ativas da planície do rio São Francisco, mostrando as províncias morfológicas: Fotos (A) e (B) LA - Lençol de Areia, DI - Dunas isoladas e Interdunas, DC - Duna Composta, DP - Duna de Precipitação (fotos aéreas de Barbosa, 1997).
2. OBJETIVOS 2.1 Geral:
Caracterizar as mudanças morfológicas no campo de dunas ativas da Reserva Biológica de Santa Izabel, no período de 1955 a 2005 buscando a identificação dos fatores desencadeadores destas mudanças.
Específicos:
1. Documentar quantitativamente as variações morfológicas.
2. Analisar os parâmetros climáticos como vento, precipitação e evaporação para o período possível efeito destes nas mudanças morfológicas.
3. DESCRIÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO 3.1 Localização da área de estudo
A área selecionada para o desenvolvimento desta pesquisa corresponde ao campo de dunas ativas do setor a SW da foz do rio São Francisco em Sergipe. Está área pertence a Reserva Biológica de Santa Izabel (Rebio de Santa Izabel) a qual se localiza entre a Praia de Santa Izabel em Pirambu e o canal de Parapuca em Pontas dos Mangues (município de Pacatuba) (Fig. 3).
A área do campo de dunas em estudo compreende a um recorte de 19,12 km2 da Rebio de Santa Izabel (Fig. 3). Esta unidade de conservação encontra-se sob a jurisdição do Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (IBAMA).
3.2 Rebio de Santa Izabel
A ReBio de Santa Izabel foi criada em 1988, para proteger os ecossistemas costeiros compostos por dunas fixas e móveis, manguezais, vegetação de restinga, lagoas temporárias e permanentes. Possui 45 quilômetros de extensão de praias e 2.776 hectares incluindo as bases de Pirambu e Pontas dos Mangues. É considerada a área brasileira com maior concentração de desovas da tartaruga Lepidochelys olivacea, a menor tartaruga do mundo, além de ser também procurada por aves marinhas migratórias e por outras espécies de animais em busca de alimentação e repouso. A base de Pirambu registra em média 1000 desovas a cada temporada reprodutiva, com uma taxa média de eclosão de 80% a 85%. Mais de 80% das desovas são da espécie Lepidochelys olivacea (Projeto Tamar.Disponível em http://www.tamar.org.br/bases/se.asp).
A vegetação da ReBio de Santa Izabel foi caracterizada por Fonseca (1999) como flora típica de restinga, com fisionomias de praia, brejo, restinga e restinga arbórea. Foram identificadas 110 espécies, das quais 22 apenas em nível de gênero, distribuídas em 99 gêneros e 58 famílias de angiospermas. A vegetação desta área se desenvolve sobre os sedimentos arenosos das dunas em constante mobilidade não formando assim solos verdadeiros.
Dantas (2005), identificou quatro fitofisionomias para o campo de dunas da ReBio de Santa Izabel: a) Formação praial graminóide, b)Formação arbustiva com moita, c) Formação brejos
sazonais, e d) Mata de restinga. Nas dunas observa-se uma vegetação mista, ou seja, uma transição entre formação arbustiva e Mata de restinga.
Figura 3: Campo de dunas ativas com a área da ReBio de Santa Izabel e a área de estudo. Em destaque os domínios morfológicos: lençol de areia, DI - dunas e interdunas, DP - dunas de precipitação.
3.3 Linha de costa
A linha de costa possui orientação variando entre N46º e N70º estendendo-se retilínea, com feições em cúspides nas proximidades de Pirambu. As praias são dissipativas a intermediárias com múltiplas zonas de arrebentação (Barbosa, 1997).
A linha de costa da Rebio de Santa Izabel encontra-se demarcada por marcos distanciados por aproximadamente 1 km. Dentre estes marcos 25 estão associados à sede do TAMAR de Pirambu (0 a 25) e 11 marcos estão associados à sede do TAMAR de Ponta dos Mangues (1 a 11). O trecho da linha de costa entre o marco zero da sede do TAMAR em Pirambu até o marco 11 da sede de Ponta dos Mangues possui uma extensão de 36 km (Fig. 4). Nesta linha de costa foram observados coqueiros caídos nos marcos 14, 24 e 25 da sede de Pirambu.
3.4 Regime de maré e ondas
O regime de marés é de caráter semidiurno com amplitude máxima de 2,6m. A linha de costa apresenta uma orientação NE-SW, submetida à ação de ondas predominantes de leste (40 a 50% do total), seguidas em importância pelas ondas de sudeste e nordeste. As ondas alcançam períodos de 5 a 7s com alturas de 1,5 a 2,0m respectivamente (DHN, 2004). As frentes de ondas promovem uma deriva de sedimento preferencial de NE para SW (Bittencourt et al. 2002).
3.5 Clima
O clima é caracterizado como semi-úmido, com período seco se estendendo de Setembro a Janeiro. A precipitação total varia de 1.500 a 1.800 mm durante o ano. Os ventos provenientes do quadrante leste (NE, E, SE) dominam nesta região. Os ventos de SE são coincidentes com o período chuvoso, enquanto que os ventos de NE e E com o período seco (Rao et al. 1993, Barbosa & Dominguez, 2004).
3.6 Desenvolvimento das dunas costeiras
O vento de sul incide obliquamente à linha de costa e o vento de sudeste quase perpendicular este fato, em princípio, propiciaria uma remoção de sedimento da face de praia para o campo de dunas. Porém estes ventos estão associados aos períodos de maior pluviosidade o que dificulta o transporte eólico devido à umidade dos sedimentos. Portanto o desenvolvimento das dunas costeiras desta área é favorecido pelos ventos de leste, pois apesar de incidirem quase paralelamente a linha de costa as condições climáticas são mais favoráveis, ou seja, menor pluviosidade e vento efetivo mais freqüente (Barbosa, 1997).
3.7 Bacia hidrográfica do Rio São Francisco
Esta bacia estende-se desde Pirapora (MG) até o Oceano Atlântico (SE-AL), sua descarga média anual medida a 200 km da foz é de 2.980 m3/s. Devido às construções de barragens ao longo do Rio São Francisco, os valores das descargas totais anuais sofreram reduções. Entre as décadas de 1960 a 1990 foram construídas 8 represas entre Sobradinho e a foz do rio São Francisco (Barbosa, 1997).
Medeiros et al. (2007), afirma que a vazão do rio São Francisco reduziu em torno de 44% quando comparado ao período pré-barragens, enquanto que, a descarga específica de sedimentos reduziu para aproximadamente 94%.
4. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
Para desenvolvimento da pesquisa foram adotados métodos convencionais de mapeamento e uso do geoprocessamento de imagem para efetuar análise da morfologia. Portanto, para execução do plano de pesquisa foram seguidos os seguintes procedimentos:
4.1 Levantamento de dados pretéritos
Esta etapa consistiu em levantar trabalhos sobre a temática do projeto, bem como, dados climáticos, fotografias aéreas e imagens de satélite da área em estudo.
4.2 Trabalhos de campo
Foram realizadas quatro campanhas de campo, nas quais foram efetuadas medidas ao longo de um transecto cortando o campo de dunas aproximadamente no sentido de migração das mesmas (E-W). O limite da preamar delimita o ponto inicial deste transecto, e o ponto mais interno do domínio das Dunas de Precipitação seu ponto final (Fig.3).
Na campanha de campo de Janeiro de 2003 (Verão), foram coletados os seguintes dados: (i) velocidade do vento com auxílio de anemômetro portátil, (ii) sentido de migração das dunas, medido através da orientação dos braços e “nariz” das dunas com o auxílio de bússola, (iii) amostra de sedimento, e (iv) marcação com receptor GPS de navegação, dos limites dos domínios morfológicos (Lençol de Areia, Dunas e Interdunas e Duna de Precipitação).
Na segunda campanha realizada em Outubro de 2005 (Primavera), foi repetido o mesmo procedimento de coleta de dados, incluindo, porém desta vez um nivelamento topográfico.
A coleta de amostras de vegetação, ao longo do transecto foi feita na terceira campanha em Dezembro de 2005. Coletaram-se três exemplares de cada espécie de vegetação presente nas dunas e nas zonas interdunares. Ainda em campo, estas amostras foram prensadas e descritas suas características principais. O material vegetal foi encaminhado para o herbário da Universidade Federal de Sergipe para identificação. Este material foi identificado pela bióloga Trícia Cavalcanti Pergentino mestranda da Universidade Federal de Sergipe (UFS).
Foram ainda coletados na terceira campanha, com receptor GPS de navegação, pontos de controle para melhor georreferenciamento de imagens de satélite e fotos aéreas, e o posicionamento
da linha de costa da Rebio de Santa Izabel com base nos marcos do projeto Tamar (distanciados a aproximadamente 1 km). O critério utilizado para determinar a linha de costa foi a linha deixada pela última maré alta, que é o indicador mais utilizado por ser facilmente identificado como sendo limite entre areia seca e areia úmida (Pajak & Leatherman, 2002)
Em Abril de 2006 (Outono) realizou-se a quarta campanha na qual foi repetida a coleta dos mesmos tipos de dados coletados na primeira campanha.
A coleta (de sedimentos inclui: i) 14 amostras em janeiro de 2003, (1ª campanha), ii) 22 amostras em Outubro 2005, (2ª campanha) e iii) 33 amostras em Abril de 2006 (3ª campanha) (Tab. 1).
A quantidade total de amostras variou entre as campanhas. Na 1ª campanha foram coletadas amostras preferencialmente na parte mais alta da duna, das doze dunas do domínio das Dunas e Interduna (DI); 7 amostras foram coletadas na parte mais alta das dunas e 2 amostras no flanco frontal. Foi coletada também uma amostra na parte mais alta da duna de precipitação.
Na 2ª campanha das doze dunas do domínio DI, 7 amostras foram coletadas na parte mais alta das dunas, 4 no flanco dorsal, 4 no flanco frontal e 1 no meio da interduna. Na duna de precipitação, 1 amostra foi coletada no flanco dorsal e 1 na parte mais alta. Dificuldades técnicas encontradas nesta campanha inviabilizaram a coleta de sedimento nas dunas localizadas na porção central do transecto.
A 4ª campanha corresponde a mais completa, pois em todas as dunas encontradas no domínio DI, foram coletadas amostras na parte mais alta e nos flancos frontal e dorsal das dunas. Foram coletadas também, 1 amostra no flanco dorsal da duna de precipitação e 1 na parte mais alta desta.
Tabela 1. Quantidade de amostra de sedimento, nos diferentes domínios morfológicos do campo de dunas, por campanha de campo. Legenda: Lençol de Areia (LA), Dunas e Interdunas (DI) e Dunas de Precipitação (DP).
DOMÍNIOS
CAMPANHAS DE CAMPO PRAIA LA DI DP TOTAL DE AMOSTRAS
Jan/03 1 2 10 1 14
Out/05 2 2 16 2 22
Abr/06 - 1 30 2 33
Ao longo da linha de costa da Rebio de Santa Izabel, na 2ª campanha, ou seja, em Outubro de 2005 (estação seca), foram coletadas amostras de sedimentos da face da praia a intervalos de a proximadamente 1 km. Tendo como ponto inicial o marco 02 da sede do TAMAR de Pirambu e ponto final, o marco 07 da sede do TAMAR de Ponta dos Mangues, totalizando 30 amostras e 29 km percorridos (Fig. 4).
4.3 Trabalhos de Laboratório 4.3.1 Análises granulométricas
As análises granulométricas das amostras de sedimento coletados foram realizadas no Laboratório de Sedimentologia da UFBA e posteriormente comparadas com a análise de Barbosa (1997). As 99 amostras foram peneiradas em vibrador mecânico, utilizando peneiras com aberturas de malha com intervalos de ½ Φ.
Os parâmetros estatísticos (diâmetro médio-M, desvio padrão-σ, assimetria-γ, e Curtose-κ ) foram calculados utilizando o aplicativo Sysgram, através do método dos momentos descrito por McManus (1988) apud Barbosa (1997).
4.3.2 Georreferenciamento e interpretação das fotografias aéreas e imagem satélite
Nesta etapa foram georreferenciadas as imagens e fotos aéreas obtidas para a região, utilizando-se da extensão Image Analysis do ArcView 3.2®. O georreferrenciamento foi realizado com base na ortofoto o que propocionou uma acurácia de em torno de 10 m. A tabela 2 lista os documentos utilizados.
Tabela 2. Fotografias aéreas e imagem de satélite utilizada para análise histórica da área em estudo.
Data FONTE DE INFORMAÇÃO/escala Executor
1955 Fotografia aérea/ 1:20000 SACS/Petrobrás
1971 Fotografia aérea/ 1:70000 TERRAFOTO
1984 Fotografia aérea/ 1:25000 FAB/SEPLANTEC
2001 IKONOS/resolução de 1m SPACE IMAGE CORP.
As imagens de satélite e fotos aéreas foram classificadas utilizando a extensão Image Analysis do ArcView 3.2® usando o método Isodata. A classificação foi a não “supervisionada” a qual usa as propriedades estatísticas dos dados da imagem para estabelecer os limites entre o conjunto de dados que se agrupam naturalmente. Esta classificação teve como finalidade delimitar e quantificar as áreas sem e com cobertura vegetal.
4.3.3 Mapeamento da posição da linha de costa e morfometria dos domínios morfológicos A posição da linha de costa foi traçada nas fotos aéreas em estudo, com a finalidade de documentar as possíveis mudanças no intervalo de 48 anos. O critério utilizado para determinar a linha de costa nas fotos aéreas foi o mesmo descrito anteriormente no item 4.2 na campanha de campo.
Nos documentos fotográficos, referentes aos anos de 1955, 1971, 1984 e 2003, foram delimitados os domínios morfológicos: (i) Lençol de Areia-LA, (ii) Dunas e Interdunas-DI e, (iii) Duna de Precipitação-DP. Em seguida foi calculada a área destes domínios utilizando a extensão XTools do ArcView 3.2® .
4.3.4 Morfologia das dunas
Foi selecionada, nas fotografias aéreas de 1955 e 2003, uma faixa de largura de 1 km tendo como uma linha central o transecto onde foram realizadas as coletas de campo. Nesta faixa foram realizadas medidas da morfologia das dunas que se encontravam totalmente inseridas na mesma. Desta forma foram encontradas e medidas 29 dunas na foto aérea de 1955 e 32 dunas em 2003.
As medidas das dunas foram tomadas conforme mostra na figura 5: (i) o comprimento, medido do “nariz” até o braço mais comprido da duna e (ii) a largura.
B
N B
B
Figura 5. Método de medida da morfometria da duna: nariz (N), braço(B), comprimento (C) e largura (L).
4.3.5 Análise dos Dados Climatológicos
Devido à falta de dados para o posto de Pacatuba que englobassem continuamente o período de 1950 a 2003, foram também utilizados nesta análise, os dados do posto de Aracaju. Portanto, a distância dos postos à área de estudo, a diferença de altitude entre os postos e a aquisição de apenas médias ou totais dos parâmetros em questão, representaram uma limitação para as análises realizadas (Fig. 6).
Os dados climáticos disponíveis incluíram: i) totais mensais e anuais de precipitação entre os anos de 1950-1967 nos postos de Pacatuba e Aracaju, ii) precipitação total anual para os anos de 1950-2003 no posto de Aracaju e iii) dados totais de evaporação e médias anuais de velocidade de ventos do posto de Aracaju, para o período de 1968 a 2003 (31 anos).
Figura 6 - Localização dos postos pluviométricos de Aracaju e Pacatuba,. Em destaque a área de estudo
5. DUNAS COSTEIRAS ATIVAS 5.1 Tipos de dunas
De acordo com Bigarella (1972), as características das estruturas sedimentares desenvolvidas durante a deposição são provavelmente o mais importante critério para diferenciar os principais tipos de dunas. Estas são classificadas como: i) Dunas de retenção, formadas por fortes ventos bidirecionais com direções quase opostas; ii) Dunas dômicas, montes isolados, baixos e circulares, encontradas próximas à área fonte, sendo muito instáveis e podendo ser erodidas antes de alcançar 1 m de altura; iii) Dunas transversais, formando um cordão de areia quase contínuo orientado aproximadamente em ângulo reto com a direção efetiva dominante do vento; iv) Dunas barcanas, que possuem uma forma em crescente com braços estendidos à sotavento; v) Dunas parabólicas, que possuem forma de U ou V invertido, onde a parte central avança deixando os braços a barlavento os quais comumente são ancorados pela vegetação; vi) Cordão de dunas de precipitação, massa de dunas de areia linear onde as dunas avançam de encontro a uma barreira de floresta; vii) Dunas longitudinais ou “seif”, formando um cordão de areia longo e quase contínuo comumente paralelo aos outros cordões similares, estando separados por uma larga e plana superfície interdunar; viii) Dunas compostas, formadas em condições de múltiplas direções de ventos efetivos; ix) Dunas estrelas, formando massas de areia desenvolvidas localmente na Arábia Saudita e em partes do Norte da África, que possuem um ponto central alto com três ou mais braços (cristas) irradiando em várias direções.
Feições do tipo “blowout”, comumente encontradas em ambientes costeiros, são depressões ou escavações formadas pela erosão, causada pelo vento em um depósito de areia (Hesp, 1999, 2000).
De acordo com Goldsmith (1980) as feições eólicas denominadas de montículo vegetado e duna de sombra possuem forma piramidal e estão associadas à vegetação. A duna de sombra, entretanto, possui uma calda afunilada a sotavento.
Nielson e Kocurek (1986) descrevem as dunas do tipo “zibar” como sendo dunas destituídas de face de deslizamento tendo as dunas de sombra associadas aos seus braços.
eólicas brasileiras, com o intuito de uniformizar essa conceitualização, sugerindo para dunas livres ou ativas as seguintes formas: i) dunas transversais, com orientação transversal à direção do vento efetivo; ii) dunas barcanas, com forma em meia lua, iii) cadeias barcanóides, que são barcanas coalescentes sinuosas; iv) campos de dunas transgressivas (“transgressive dunefields”, introduzido por Gardner, 1955) que são campos de dunas livres que migram da praia para o continente; v) lençol de areia (introduzido por Bagnold, 1941), que compreende uma massa eólica com superfície de relevo aplainado, em movimento.
Para dunas semi-fixas ou vegetadas, os mesmos autores propuseram a seguinte terminologia: i) dunas frontais, descritas também como, anteduna, duna barreira, duna-cordão, dunas bordejantes ou ainda “foredune”: são dunas com cristas ligeiramente sinuosas e paralelas à linha de costa, devido ao acúmulo contínuo de areia sobre a vegetação no interno da pós-praia; são dunas frontais; ii) parabólicas (introduzido por Steenstrup, 1894 apud Howell,1960): são dunas de geometria plana em forma de U ou V com convexidade voltada à sotavento, podendo ser parabólica simples, conhecidas como “hairpim” ou “grampo de cabelo” (Melton, 1940), “longwalled” (Pye, 1982) ou adelgaçado (“attenuated”, segundo Semeniuk et al., 1989) e parabólica composta, resultante do amalgamento lateral de várias formas menores. Pode ser chamada ainda de imbricada (Giannini, 1993), ancinho (Barbosa, 1997), escalonada (Barreto et al., 2002) ou digitada equivalentes ao termo (“imbricate” de Tinley, 1985 apud Hesp et al., 1989) e “fretted” (Semeniuk et al., 1989) ou “digitada” (Pye & Tsoar 1990), iii) Retrocordões ou “gegenwalle” (Paul, 1944): cordões de areia com vegetação, deixados a barlavento durante a migração do campo de dunas.
5.2 Fatores atuantes na formação e dinâmica das dunas
Os fatores responsáveis pela formação e dinâmica das dunas foram descritos por diversos autores (Carvalho 2003, Davies 1972, Bagnold 1941, CERC 1998, Zenkovitch 1967, Fryberger & Dean 1979, Sarre 1988, Hesp 1989, Rust 1990, Pye 1993, Barbosa 1997, Barbosa & Dominguez 2004).
Carvalho (2003) apresenta os seguintes fatores predominantes no controle do transporte eólico e formação de dunas costeiras no estado do Ceará: i) disponibilidade de sedimentos de tamanho adequado; ii) incidência de ventos frontais ou sob direções compatíveis com o posicionamento da linha de costa; iii) condições climáticas favoráveis, definidas por um baixo teor de umidade no solo, correspondente a um balanço hídrico negativo; iv) ventos com velocidades adequadas para o transporte de areia e v) natureza da superfície do terreno sobre o qual se processa a remoção e transporte dos sedimentos, definidos pela topografia ou seu grau de rugosidade.
Davies (1972), em relação ao fator velocidade do vento na formação de dunas, afirma que ventos com velocidades inferiores a 10m/s, medidos a 10m de altura do solo, seriam ineficientes para remover quantidades significativas de areia da face da praia. Porém, Carvalho (2003) mostra que mesmo ventos com velocidades bem inferiores a 10m/s, quando associados aos outros fatores climáticos favoráveis, mostram-se efetivamente relevantes para o desenvolvimento de grandes campos de dunas. Bagnold (1941) considera que para medidas a 10m de altura do solo, a velocidade necessária para por em movimento grãos na superfície do terreno é da ordem de 5m/s. CERC (1998) considera também que o transporte de sedimentos pelo vento só ocorre sob velocidades superiores a 5m/s, porém ressalta que este limite deve ser avaliado em conjunto com as demais condicionantes locais.
Zenkovitch (1967) definiu que partículas com diâmetro de 0,12mm( areia muito fina) entrarão em movimento quando o vento sobre a superfície do terreno apresentar uma velocidade de cisalhamento de 1,5m/s e que as velocidades necessárias para movimentar grãos das frações 0,32 (areia média), 0,60 (areia grossa) e 1,04mm (areia muito grossa) são respectivamente 4,0; 7,4 e 11,4 m/s. Bagnold (1941) considera que areias mais finas, transportadas pelo vento, apresentam um valor granulométrico de 0,08mm (areia muito fins) e que os tamanhos mais comuns, dependendo da região, estão na faixa entre 0,15 (areia finas) e 0,35mm (areia média). Castro (2004) observou em campo, que uma duna para se desenvolver morfologicamente necessita de ventos com velocidades
superiores a 5 m/s durante período de estiagem e em período chuvoso, mesmo os ventos com velocidade de 10m/s não promovem mobilização.
Quanto à granulometria, Fryberger & Dean (1979) relatam que para areia de diâmetro médio de 0,30mm (areia média), constituída de grãos de quartzo, seriam necessários ventos com velocidades de 6m/s a 10m de altura para iniciar o movimento. Segundo estes autores, o transporte de areia aumenta proporcionalmente ao cubo da velocidade do vento, onde ventos mais fortes têm maior capacidade de transporte. Para Sarre (1988) a taxa de suprimento sedimentar sofre grande influência da umidade. Este fator favorece a redenção de sedimento na face de praia, que só pode ser transportado pela ação de ventos muito fortes.
A densidade da cobertura vegetal, também foi considerada como fator atuante em campos de dunas por Hesp (1989), Rust (1990), Pye (1993), Barbosa (1997), Carvalho (2003), Barbosa & Dominguez (2004), pelo fato de ser um obstáculo ao movimento dos grãos de maneira a influenciar na dinâmica das dunas.
Vários são os fatores que influenciam na formação e na dinâmica das dunas, sendo necessário levar em conta a intensidade de sua influência em relação a cada local, bem como a integração entre eles.
5.3 Mudanças na morfologia das dunas
As dunas costeiras são feições eólicas sensíveis a mudanças. Portanto, apesar de determinados fatores controlarem a sua formação, um desequilíbrio nos mesmos poderá promover uma mudança na morfologia das dunas.
Segundo Giannini & Santos (1994) é possível ocorrer mudanças na morfologia dunar como decorrência de variações no equilíbrio entre a taxa de suprimento eólico e a taxa de crescimento da vegetação.
Tsoar & Blumberg (2002) consideram que a redução no uso do solo na costa israelense favoreceu o desenvolvimento de dunas parabólicas a partir de dunas transversais.
De acordo com Hesp (1999), um depósito de areia pré-existente pode mudar sua forma para feições de “blowouts” devido à influência de vários fatores, como: falta de suprimento sedimentar, vegetação debilitada, alta velocidade dos ventos, erosão marinha e atividades humanas.
Os campos de dunas ativas do Brasil ocorrem: i) dos Lençóis Maranhenses ao extremo sul do Rio Grande do Norte, (Costa 1983, Bittencourt et al. 1990, Dominguez et al. 1992, Meireles et
al 1992, Carvalho et al 1994, Castro & Wanderley 1994, Bagnoli et al 1995, Gonçalves 1995, Lima
Filho et al 1995, Brandão et al 1995, Santos & El-Robrini 1996), ii) nas vizinhanças da desembocadura do rio São Francisco (SE/AL) (Bittencourt et al 1983, Dominguez & Barbosa 1994, Dominguez 1995, Barbosa 1997), iii) em Mangue Seco (BA) (Barbosa et al. 2004), iv) em Cabo Frio (RJ) (McKee & Bigarella 1972, Castro et al. 2002) e vi) entre a ilha de Santa Catarina e o extremo sul do Rio Grande do Sul (Angulo 1993, Guianini & Suguio 1994 e Tomazelli 1994). A maior parte dos trabalhos nestes campos de dunas descreve a morfologia destas feições. Poucos relatam mudanças morfológicas ao longo do tempo e suas principais causas.
Bigarella (2000), em trabalho realizado nas dunas de Santa Catarina, no período de 1963 a 1995, contribuiu para uma melhor compreensão das tendências evolutivas das dunas parabólicas no campo de dunas reversas onde a ação dos ventos de tempestade é bastante efetiva.
Angulo (1993) relata que um cordão dunar retilíneo em migração, pode começar a dividir-se em setores, os quais avançam com velocidades diferentes devido ao processo de
acumulação-deflação do sedimento no próprio cordão. Este processo promove assim a formação de uma bacia de deflação e uma protuberância lingóide onde progressivamente forma-se uma duna parabólica e pequenas dunas longitudinais, que correspondem a braços isolados das dunas parabólicas.
No exterior, existem muitos trabalhos na literatura que documentam variações morfológicas em campos de dunas holocênicas tanto nas dunas costeiras quanto no interior do continente.
De acordo com Hesp (1999), um depósito de areia pré-existente pode mudar sua forma para feições do tipo "blowout" devido à influência de vários fatores, como: falta de suprimento sedimentar, vegetação debilitada, aumento da velocidade do vento, erosão da linha de costa e atividades humanas.
Petrick (1984) apud Angulo (1993) descreve um processo contínuo de mudança da morfologia das dunas, onde a progradação da linha de costa, resulta na formação de novas dunas frontais que reduzem o suprimento de sedimento para as dunas frontais antigas. Estas progressivamente tornam-se mais complexas, com formação de bacias de deflação e dunas em forma de “U”, até se transformarem em dunas parabólicas.
Tsoar & Blumberg (2002) relatam que a direção e a variabilidade dos ventos e da cobertura vegetal determinam o tipo e a dinâmica das dunas de areia. Ventos unidirecionais, com baixo suprimento de areia e presença de vegetação favorecem o desenvolvimento de dunas parabólicas. Porém, na ausência da vegetação, podem-se formar dunas barcanas, as quais, em presença de um elevado suprimento de sedimentos arenoso evoluem para dunas transversais com face de deslizamento. De acordo com os resultados obtidos por esses autores, as ações humanas podem tanto estabilizar quanto desestabilizar facilmente as dunas. Fotografias aéreas da primeira metade do século 20 mostram que as dunas de Negev (Israel) eram dos tipos barcanas ativas e transversais, com alguma iniciação do tipo “seif”. Na segunda metade do século 20, ocorreu uma mudança significativa no uso do solo, com redução do impacto humano viabilizando a recuperação da vegetação natural. Conseqüentemente, estas dunas evoluíram da forma de barcanas para parabólicas.
5.4 Mobilização e estabilização das dunas
Carvalho (2003) descreve que nas dunas do Ceará as taxas médias de migração dependem de suas dimensões, caracterizando-se por uma correlação inversa entre a taxa de migração e o volume das dunas, bem como existe uma correlação inversamente proporcional entre a taxa de migração e a pluviometria.
Chepil et al. (1962), Tabolt (1984), Ash & Wasson (1983) e Wasson (1984) (apud Tsoar & Blumberg, 2002) consideram dois fatores que podem aumentar ou diminuir a mobilidade das dunas: i) o grau de “windiness” (percentual anual de dias que experimentam ventos acima da velocidade limiar capaz de movimentar a areia). A maioria das dunas será mobilizada com o aumento do mesmo e, ii) a vegetação, Associada à precipitação e à evaporação.
Lancaster (1988) desenvolveu um índice de mobilidade de areia expresso pela formula M= W/ (P/Pet), o qual se baseia na relação entre o grau de “windiness” (W) e a precipitação efetiva anual (P/PE), onde P é média de precipitação anual e PE é o potencial de evapotranspiração calculado usando o método de Thornthwait (1957). Este autor calculou valores de M para a África do Sul tendo verificado que quando M< 50 as dunas são inativas, para valores de M entre 50 e 100 apenas as cristas das dunas são ativas. Quando M se situa entre 100 e 200 as dunas maiores são ativas, mas as interdunas e as dunas menores são vegetadas e para valores de M > 200 as dunas são completamente ativas. Analisando a relação de proporcionalidade desta fórmula compreende-se que o índice de mobilidade das dunas é diretamente proporcional ao “windiness”, ou seja, quanto maior o percentual de ventos efetivos maior será a mobilidade das dunas. Por outro lado, este mesmo índice é inversamente proporcional em relação à precipitação.
Tsoar & Blumberg (2002) observam que a equação de Lancaster (1988) leva a assumir que o aumento da chuva aumenta a cobertura vegetal, conseqüentemente provocando à estabilização das dunas, enquanto que, em contrapartida, a diminuição da chuva promoverá a redução da cobertura vegetal, proporcionando maior atividade de transporte de areia. Porém de acordo com estes autores, esta interpretação só é válida para a vegetação em outros solos, diferente daqueles nas dunas. As areias das dunas possuem grande permeabilidade o que promove altas taxas de infiltração, baixa umidade e baixa capacidade de campo, ou seja, nas areias das dunas a água infiltra facilmente, assim o maior fluxo de chuva com suprimento de água no solo não se torna duradouro e disponível para as plantas. Conseqüentemente, a quantidade de chuva não é o fator decisivo para a
estabilização de dunas de areia.
Tsoar (2005) relata que os índices comuns de mobilidade das dunas de areia, que estão relacionados ao vento, à quantidade de precipitação e ao potencial de evaporação, não funcionam em muitos campos de dunas ao redor do mundo. Tsoar & Blumberg (2002) citam as dunas do deserto de Negev que segundo a equação de Lancaster (1988) deveriam ser livres e sem vegetação, mas nesta área, com média anual de chuva de 100mm, as dunas são completamente estabilizadas pela vegetação e por uma crosta microfítica.
Brower (1982), Tsoar (1990) e Tsoar & Illenberger (1998) consideram a erosão pelo vento o principal fator limitante para o crescimento da vegetação em dunas de areia.
Tsoar (2005), analisando o índice de mobilidade das dunas introduzido por Lancaster (1988), afirma ainda que fatores como precipitação e evaporação não são significativos em dunas de areia por causa da textura da areia, concluindo portanto ser o vento o único fator limitante para a vegetação em dunas de areia onde não existir nenhuma pressão humana. Tendo em vista ainda que o índice de Lancaster não leva em conta a magnitude nem a direção do vento, este autor apresenta como mais representativo, o índice de erosão de vento, ou seja, o potencial de deriva de areias (DP) de Fryberger & Dean (1979), DP = ∑q =U2 (U-UT) t /100, onde U é a velocidade do vento medido à
altura de 10m, UT é a velocidade limiar de vento (12 nós), t é igual a W na equação de Lancaster,
tudo dividido por 100 para reduzir a um resultado menor e q é calculado separadamente para cada direção de vento que estiver acima da velocidade limiar do vento (UT), originando uma unidade de
vetor.
Como salientam Fryberger & Dean (1979), os valores encontrados na equação de DP não são, necessariamente proporcionais à deriva real, uma vez que as características locais inerentes à superfície do terreno sobre o qual o vento sopra podem afetar significativamente a quantidade de areia efetivamente transportada (variações topográficas da superfície, grau de umidade, tamanho do grão, presença de vegetação, etc.). Portanto, os valores de potencial de deriva devem ser interpretados como representativos do índice da energia de vento disponível na região de estudo, cuja eficiência maior ou menor no transporte efetivo de areia vai depender das características locais da superfície sobre a qual o vento sopra (Tomazelli, 1993).
características do vento: i) magnitude do vento acima da velocidade limiar, ii) freqüência de vento acima da velocidade limiar, iii) variabilidade de direção do vento.
Tsoar (2005) apresenta uma relação entre a energia do vento (DP) e a cobertura vegetal através de uma curva histerese como mostra a figura 7. Pode-se observar na figura 10 que, com valores abaixo de 1000 DP, a vegetação começará a recobrir a duna e com valores abaixo de 200 DP a vegetação poderá alcançar o máximo de cobertura, ficando as dunas, portanto estabilizadas.
Figura 7 - Curva histerese relacionada com mudanças na energia do vento e cobertura vegetal. Fonte: Tsoar 2005.
Porém, dunas já fixadas, livres de influência humana, permanecerão estáveis visto que, um aumento do poder de vento em dunas vegetadas não produzirá extinção completa da vegetação mesmo quando o DP aumentar para valores acima de 1000. Segundo Wolfe e Nickling (1993) apud Tsoar (2003), as micrófitas, as plantas anuais, as vegetação rasteira, os arbustos e as árvores formarão um obstáculo tampão entre o vento e a areia, sendo necessários valores bastante elevados tipo o encontrado na Antártica (DP > 6000) por Pye e Tsoar (1990), para remobilizar de novo a areia.
Levin & Bem-dor (2004) consideram que em áreas com uma média anual de chuva >90mm e sob nenhuma influência humana, o poder do vento e o fator de direcionalidade de vento (RDP/DP) podem determinar o potencial de mobilidade das dunas. Dois outros fatores devem ser considerados em relação a esse assunto: o nível do lençol freático (Carter 1991) e a taxa de
deposição eólica (Zaady et al. 2001).
Levin & Bem-dor (2004) estudando as dunas costeiras de Ashdod-Nezanim, em Israel, entre os anos de 1945 a 1999, e examinando fatores físicos como: precipitação anual, nível do lençol freático, freqüência de tempestades de areia e os índices DP e RDP/DP desenvolvidos por Fryberger & Dean (1979), observaram que não existe nenhuma correlação significante entre os valores anuais dos fatores físicos e a taxa de movimento das dunas. Concluíram, então, que o fator determinante nesse caso foi a influência humana, a qual conseguiu mudar e impactar os sistemas costeiros mais rapidamente do que os fatores ambientais a curto prazo, visto que o corte e a prática de pastagem dos beduínos conduziram à reativação das dunas do litoral sul de Israel durante os anos 70, enquanto o estabelecimento da Patrulha Verde em 1976 permitiu a recuperação da vegetação mediante a ação de leis que reduziram o impacto humano.
Tsoar & Blumberg (2002) mostram que as ações humanas podem tanto estabilizar quanto desestabilizar facilmente as dunas. Fotografias aéreas da primeira metade do século 20 mostram que as dunas de Negev (Israel) eram do tipo barcanas ativas e dunas transversais, com alguma iniciação de dunas do tipo seif. Na segunda metade do século 20 ocorreu uma mudança significativa no uso da terra, na qual o impacto humano foi reduzido, viabilizando a recuperação da vegetação natural e, conseqüentemente, estas dunas mudaram para formas parabólicas.
Lancaster & Helm (2000), comparando o conjunto de dados calculados a partir do índice de mobilidade dunar de Lancaster (1988) com taxas de transporte de areia medidas em campo utilizando armadilhas de sedimento, de acordo com a metodologia de Tigges et al. (1999), em três estações no sudeste dos Estados Unidos, mostraram que este índice representa uma boa estimativa do nível de transporte de areia em período de décadas, sendo, porém menos confiável para estimar mudanças no transporte de areias anuais ou em intervalos menores devido ao efeito demorado de mudanças na precipitação e no crescimento vegetal.
Tomazelli (1993) concluiu, através de monitoramento, que a variação pluviométrica sazonal afeta a taxa de migração das dunas visto que, durante os meses de Outono/Inverno (Março a Agosto), a duna monitorada avançou pouco, mantendo-se praticamente estabilizada ou até mesmo apresentando uma pequena migração no sentido inverso. De Setembro em diante, foram alcançadas as mais elevadas taxas de migração, com o mês de novembro apresentando as taxas médias mais altas (4,22m/mês).
Long & Sharp (1964 apud Carvalho 2003) consideram que, para dunas barcanas, os elementos que exercem maior influência sobre sua taxa de migração são o regime de ventos local, o suprimento de sedimentos, a topografia e a presença de vegetação, mas o tamanho, e especialmente a altura da face de deslizamento.
Castro (2004), monitorando as dunas sobre o promontório de Paracuru, no Ceará, observou que o processo de migração das dunas é inversamente proporcional à altura e ao tamanho da mesma, ou seja, quanto maior a altura e o tamanho, menor a velocidade de migração.
Considerando que os fatores climáticos estão fortemente ligados à mobilização das dunas, Maia et al (2005) relatam que, pelo fato da mobilidade das dunas responder aos regimes de vento e chuva, os períodos de “El Niño” no nordeste brasileiro resultaram em um aumento na mobilização maior que o normal, enquanto que em períodos de “La Niña” a resposta foi inversa.
Lancaster (1992) verificou que mudanças somente no suprimento de areia não resultaram em estabilização de dunas. Muitas áreas de dunas nos Estados Unidos (e em qualquer lugar) que não têm um renovado suprimento de areia ainda são ativas. Portanto, o término ou a restrição ao suprimento externo de areia sem estabilização (e conseqüentemente mudanças climáticas) pode resultar no retrabalhamento ou canibalização de depósitos existentes.
Dessa forma, o processo de estabilização poderá ocorrer pela ação de fatores como mudanças climáticas e desenvolvimento e manutenção da vegetação, enquanto que a desestabilização relaciona-se com a perda da vegetação, que poderá ocorrer por fatores naturais ou antrópicos, ou seja, as dunas costeiras são sensíveis a mudanças naturais ou humanas sendo que a intensidade e a integração dessas mudanças terão como resposta a mobilização ou estabilização das dunas.
6. RESULTADOS
6.1 Domínios morfológicos: Morfologia, morfometria, cobertura vegetal e aspectos antrópicos.
• Lençol de Areia (LA) – superfície arenosa plana com gramíneas espaçadas,
presença de montículos vegetados e dunas de sombra (Fig. 8).
No perfil topográfico realizado em Outubro de 2005, da zona de espraiamento até o início do lençol de areia (LA), tem uma distância horizontal de 84m (Fig. 9). O LA apresenta uma superfície aplainada e uma extensão horizontal de 225m. Na parte mais interna deste domínio, ou seja, em direção ao continente, as dunas de sombra ficam mais numerosas. Neste domínio encontra-se uma grande quantidade de restos vegetais bem como fragmentos de vidros, plásticos, papéis, latas e outros.
Figura 9 – Perfil de nivelamento topográfico realizado em Outubro de 2005, as distâncias horizontais e verticais estão representadas em metros. Domínios morfológicos: Lençol de Areia (LA), Duna e Interduna (DI) e Duna de Precipitação (DP).
• Dunas e Interdunas (DI) – este domínio é caracterizado por variações topográficas,
representadas por dunas isoladas e amalgamadas que se alternam com zonas baixas interdunares nas quais são visíveis as marcas de migração das dunas, ou seja, os retrocordões. Estes são mais visíveis na estação seca. Na estação chuvosa lagoas temporárias ocupam as áreas interdunares. No perfil topográfico, este domínio apresentou uma largura de 3.316m (Fig. 9).
Dunas
As dunas encontradas apresentaram braços alongados a barlavento, com dunas de sombra tanto nos braços quanto na parte mais alta das mesmas (Fig. 10). A altura destas variou aproximadamente de 5 a 12 m, tendo os valores mais elevados situados na porção mais interna do domínio DI. As dunas encontradas neste perfil possuem um sentido de migração E-W, visto que as medidas encontradas na orientação dos braços e “nariz” das mesmas situam-se entre N255º e N290º.
Os flancos frontais das dunas apresentaram inclinação variando de 2,5º a 21º, estando o sopé dos mesmos recobertos pela vegetação do início da área interdunar. Algumas dunas trazem no flanco frontal a espécie Ipomeia pes-caprae. Na sexta duna, a partir do início do perfil, o flanco frontal encontra-se recoberto quase por completo por esta espécie (Fig. 10C).
Área de Interduna
A largura das áreas interdunares, variou entre 36 e 403m, estas áreas encontram-se recobertas por uma vegetação densa e rasteira e apresentam-se tanto secas quanto alagadas. Esta região é marcada pela presença de cristas baixas arqueadas denominadas de retrocordões, as quais mostram as marcas de migração das dunas (Fig. 11A).
Nas lagoas formadas, na estação chuvosa, foi observada a presença da comunidade local praticando a pesca e mariscagem (camarão).
Nas interdunas encontram-se ainda animais (bovinos e caprinos) pastando, os quais também foram vistos na parte mais alta das dunas. Foram observadas duas cercas ao longo do perfil as quais cortam paralelamente o campo de dunas, além de um cercadinho ao final do campo. Em algumas áreas interdunares a prática de aragem foi realizada chegando até o flanco dorsal de algumas dunas interferindo na morfologia e dinâmica do ambiente dunar (Figs.11B a 14H).
Figura 10 - Domínio dunas e interdunas: (A) Duna com seus braços (Br) a barlavento recobertos por dunas de sombra (Ds), (B) Dunas de sombra na parte mais alta da duna, (C) flanco frontal da duna (Ff) recoberto por Ipomeia pes-caprae.
B
A
Figura 11 - Domínio dunas e interdunas: (A) vista aérea do campo de dunas mostrando a vegetação da área interdunar e as cristas baixas arqueadas (Cb) ou retocordões, (B) interduna (C) gado pastando na interduna com vegetação densa e rasteira, (D e E) gado e cavalos nas dunas, (F) cerca cruzando paralelamente o campo de duna, (G) trecho da área de interduna revolvido por aragem, (H) cercado ao final do campo de duna.
• Duna de Precipitação (DP) – este é o domínio morfológico mais interno do campo
de dunas no sentido mar-continente e possui as dunas mais altas do campo de dunas (Figs.9 e 12). No perfil de campo, o flanco dorsal desta duna apresentou uma superfície de deflação bem íngreme com 162m de comprimento até a crista da duna. A base da duna de precipitação tem 8,17m de altura, enquanto a parte mais alta alcança 31,41m (Figs 9 e 12C, D e E).
Na crista, encontram-se muitas dunas de sombra e uma vegetação arbóreo-arbustiva nas partes mais altas, (Figs. 12E e F). O flanco frontal apresentava face de deslizamento avançando sobre a vegetação recobrindo lagoas (Figs. 12G, H e I).
Figura 12 – Domínio duna de precipitação (DP): (A) vista aérea das dunas de precipitação, (B) Plantação de coqueiro após as dunas de precipitação, (C) e (D) corredor de deflação (Cd) no flanco dorsal (Fd) da DP, (E) dunas de sombra (Ds) na parte mais alta da DP, (F) Vegetação arbóreo-arbustiva, (G, H, I) Flanco frontal (Ff) com face de deslizamento avançando sobre lagoa e vegetação mais alta.
6.2 Textura
6.2.1 Linha de costa
As amostras de sedimento da face de praia coletadas na estação seca em Outubro de 2005, totalizaram 30 amostras e representam um trecho da linha de costa com 29 km de extensão (Fig. 13).
O tamanho médio do grão foi classificado segundo a escala granulométrica de Udden & Wertworth citada na tabela abaixo. Nos sedimentos coletados 83,33% das amostras foi areia fina (diâmetro médio de 2,72Φ a 2,02Φ), enquanto que nos 16,67% das amostras restantes foi areia média (diâmetro médio de 1,93Φ a 1,17Φ) (Fig.13A).
Tabela 3: Escala de Udden & Wertworth.
phi mm Classe
4,00-3,00 0,062- 0,125 Areia muito fina 3,00-2,00 0,125- 0,25 Areia fina 2,00-1,00 0,25-0,50 Areia média 1,00-0,00 0,50-1,00 Areia grossa
O selecionamento apresentou-se de muito bem a moderadamente selecionado, 86,67% das amostras muito bem selecionadas (desvio padrão de 0,29σ - 0,58σ), 10% bem selecionadas (0,60σ - 0,68σ) e apenas uma amostra moderadamente selecionada (3,33%) (desvio padrão de 0,90σ) (Fig. 13B).
6.2.2 Transecto ao longo do campo de dunas
Os parâmetros textuais das amostras coletadas ao longo do transecto de campo: Jan.2003 (Período seco), Out.2005 (Período seco) e Abr.2006 (Período chuvoso) são mostrados na figura 14.
Em Janeiro de 2003, (Período Seco) nas 13 amostras coletadas, a areia fina predominou com 92,9% das amostras (diâmetro médio de 2,59Φ a 2,00Φ), sendo que, apenas uma amostra foi de areia média (diâmetro médio de 1,90Φ). A seleção granulométrica em todas as amostras pode ser considerada como muito bem selecionada (desvio padrão de 0,36σ - 0,58σ).
Todas as 20 amostras coletadas em Outubro de 2005 (Período Seco) foram classificadas como muito bem selecionadas tendo o desvio padrão variando entre 0,30σ a 0,58σ. A areia fina
predominou com 68,2% das amostras (diâmetro médio de 2,42Φ a 2,01Φ), enquanto a areia média esteve representada em 31,8% das amostras (diâmetro médio de 1,97Φ a 1,63Φ).
Nas amostras coletadas em Abril de 2006, (Período úmido) a areia fina dominou em 75,8% das amostras (diâmetro médio de 2,42Φ a 2,01Φ), e a areia média compreendeu 24,2% das amostras (diâmetro médio de 1,93Φ a 1,75Φ). O grau de selecionamento foi muito bem selecionado em 90,9% das amostras (desvio padrão variando entre 0,36σ e 0,58σ), enquanto 6,1% das amostras apresentaram-se bem selecionadas (desvio padrão variando entre 0,64σ e 0,65σ) e apenas 3% das amostras, o que corresponde a uma amostra, apresentou-se moderadamente selecionada (desvio padrão de 0,77σ).
0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 km D iâ m e tr o m é di o( ph i) (P) (PM) (A) 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 km D e sv io P a d rão (PM) (P) (B)
Figura 13 – Granulometria dos sedimentos nos dos pontos de coleta ao longo da face da praia em Outubro de 2005 e a distribuição dos parâmetros texturais nas amostras de sedimento (A) Diâmetro médio em phi e (B) Desvio Padrão. P- Pirambu, PM- Ponta dos Mangues.
B