Avaliação da erosão dos solos produzida na
sequência de incêndios florestais
*Introdução
Com o objectivo de quantificar a erosão produzida na Serra da Lousã, na sequência de incêndios florestais e da consequente mobilização superficial dos solos para reflorestação, comparativamente com situações em que estes se encontram protegidos tanto pela floresta como pelo mato, procedemos em 1988 à instalação de parcelas experimentais (LOURENÇO e MONTEIRO, 1989a).
As referidas parcelas, com 5x0,5 metros de lado, encontram-se instaladas em cantões constituídos por um rectângulo com 25x15 m, no qual foi instalado equipamento para medida da precipitação e do material deslocado nas vertentes, resultante da actuação dos processos morfogenéticos, bem como das temperaturas extremas do ar, máxima e mínima, registadas ao nível do solo (LOURENÇO e MONTEIRO, o. c., p. 11-26). Para o efeito, cada parcela dispõe de
um termómetro de máxima, um termómetro de mínima, um pluviómetro totalizador e um ou dois colectores do tipo “GERLACH”, os quais são constituídos
por duas peças principais: a caixa colectora e o reservatório da água.
Todas as parcelas se localizam na Serra da Lousã (LOURENÇO e MONTEIRO, o. c., p. 6-9), tendo-se tido o cuidado de abranger as situações mais
representativas, ou seja, áreas queimadas, terrenos preparados para a reflorestação através de diferentes técnicas (Gradagem, Limpeza com Lâmina e Limpeza com Lâmina mais Ripagem), aceiros, floresta, tendo-se ainda tido em conta o efeito da exposição das vertentes.
Presentemente encontram-se 13 parcelas em estudo, cada uma identificada por um conjunto de quatro siglas, onde a primeira significa o tipo de colector (GERLACH), a segunda, a respectiva situação (aberta ou fechada), a terceira, a
sua localização e, por fim, a quarta, indica a variável em estudo:
* Comunicações, II Congresso Florestal Nacional, Porto, 1991, II Vol, p. 834-844 (em colaboração com A. Bento Gonlçalves e Rui Monteiro).
GAGR, GERLACH, aberta, Gondramaz, limpeza à lâmina e ripagem
GAGG, GERLACH, aberta, Gondramaz, gradagem
GAGL, GERLACH, aberta, Gondramaz, limpeza com lâmina
GACE, GERLACH, aberta, Coentral, em aceiro do lado Este
GACM, GERLACH, aberta, Coentral, em mato
GACO, GERLACH, aberta, Coentral, em aceiro do lado Oeste
GACS, GERLACH, aberta, Coentral, em aceiro do lado Sul
GAHC, GERLACH, aberta, Hortas, em pinheiros
GAHC, GERLACH, aberta, Estoirão,em aceiro do lado Norte
GFEN, GERLACH, fechada, Estoirão, em aceiro do lado Norte
GAME(1), GERLACH, aberta, Malhadas, em área ardida do lado Este
GAMO(2), GERLACHaberta, Malhadas, em área ardida do lado Oeste.
Metodologia
A metodologia utilizada na leitura dos valores, na recolha do material erosionado e da água de escorrência superficial e respectivas análises laborais, foi descrita em pormenor em trabalho anterior (LOURENÇO e MONTEIRO, o. c.,
p. 29-31).
Segundo os critérios aí apresentados, procedemos à análise dos valores referentes à precipitação, escorrência superficial e material erosionado nos primeiro e segundo anos, bem como à estimativa das taxas de erosão normais. O risco de erosão considerou-se grave, de acordo com F. DIAZ-FIERROS et al. (1982), quando se atingiram valores superiores a 100 Ton/ha/ano,
moderado, quando ficaram situados entre 30 e 100 Ton/ha/ano, ligeiro, quando oscilaram entre 11 e 30 Ton/ha/ano e tolerável quando foram inferiores a 11 Ton/ha/ano.
1 Designação dada no segundo ano à parcela GAMI (LOURENÇO e MONTEIRO, o. c.), por se ter passado a analisar neste cantão (Malhadas) o factor declive, em detrimento do factor parcela aberta/fechada, o qual passou a ser apenas estudado no Cantão do Estoirão.
Análise das principais variáveis Precipitação
Apresentando-se repartida de forma heterogénea, quer no tempo, quer no espaço, a precipitação revelou-se preponderante na explicação da quantidade de material erosionado.
Analisando a pluviosidade ocorrida ao longo destes dois anos, verificámos que foi o Cantão do Coentral aquele que apresentou valores mais elevados, destacando-se claramente dos Cantões do Gondramaz, Estoirão e Malhadas, que, embora se encontrem em situações diferentes, apresentaram valores muito próximos (fig. 1).
Fig. 1 - Comparação dos valores da precipitação nos dois períodos considerados.
0 200 400 600 800 1000 1200 Gondramaz Coentral
Sul CoentralEste CoentralOeste Estoirão Malhadas Hortascast. Hortaspin.
(mm)
2º ano 1º ano
Embora, em termos totais, fosse o Coentral Sul o que apresentou valores mais elevados, tal facto ficou a dever-se a que a instalação dos pluviómetros não foi simultânea. Assim, através da análise do segundo ano, bem como do período pós 27/02/89 (data da instalação dos pluviómetros no Coentral Este e
Oeste) referente ao primeiro ano, verificou-se que essa posição passou a ser ocupada pelo Coentral Este, tendo sido no Coentral Oeste que se registaram os valores mais baixos.
Deste modo, apesar da proximidade das parcelas, que deveria implicar uma grande semelhança nos dados obtidos, verificaram-se algumas diferenças, pois o factor “exposição” revelou-se influente.
No que se refere aos Cantões das Malhadas, Estoirão e Gondramaz localizados a altitudes entre 700 e 850 metros, observou-se que no Estoirão (vertente exposta a Norte), a precipitação foi menor do que nos restantes, tendo sido os valores bastante idênticos no Gondramaz (vertente exposta a Oeste) e nas Malhadas (vertente exposta a Sul), onde a diferença foi apenas de 6,86 mm.
Embora a precipitação registada nas Hortas tivesse sido a que apresentou os menores valores, ela não pode ser comparada directamente com a restante, porquanto foi medida sob coberto e a verificada no mesmo local, em atmosfera livre, foi certamente superior, dado que os ramos e as folhas dos castanheiros e dos pinheiros, alteraram o valor da preciptação medida, principalmente devido à concentração da água da chuva ao longo dos troncos, ramos e folhas.
Quando se comparam os dois anos em estudo, verificou-se que o segundo apresentou, em todas as parcelas, valores bastantes mais elevados do que o primeiro ano. No Cantão do Coentral, os valores ultrapassaram em 13% os do ano anterior (tomando como referência o Coentral Sul, visto ser o único com igual tempo de observação nos primeiro e segundo anos), enquanto que nos Cantões das Malhadas, Gondramaz e Estoirão, os valores sofreram um aumento de cerca de 26%. Por fim, no que se refere ao Cantão das Hortas, os valores, quer da área de Castanheiros, quer da área de Pinheiros, foram praticamente duplicados.
Este aumento generalizado não será muito de admirar, se tivermos em conta que no primeiro ano só choveu cerca de metade do valor normal da precipitação, pelo que, apesar do significativo aumento no segundo ano, esses valores ainda foram inferiores aos normais.
Escorrência Superficial
Embora dependa directamente da precipitação ocorrida, a escorrência superficial varia igualmente com toda uma série de outros factores, tais como o declive da vertente, o tipo de material constituinte da vertente, a espessura desse material, a proximidade do substracto rochoso, a existência de ravinas, a existência e o tipo de vegetação, a infiltração, o tipo de escorrência, a velocidade de escoamento, etc.
Além disso, como a intensidade da precipitação varia no tempo e no espaço, leva a que iguais quantidades de precipitação possam gerar maiores ou menores quantitativos de água de escorrência. Se a isto aliarmos o estado do terreno que, em termos hídricos, é diferente no tempo e no espaço, facilmente se compreendem os valores registados nas diferentes parcelas.
Quando analisámos a escorrência ao longo das diferentes semanas e se confrontou com a precipitação, verificámos de imediato uma boa resposta da escorrência à precipitação, embora variável de parcela para parcela.
Em termos totais, verificou-se que foi no Coentral Sul onde a escorrência atingiu o valor máximo. Seguiram-se-lhes as duas parcelas das Malhadas, instaladas na área ardida, e as duas do Gondramaz, cuja técnica utilizada foi a da limpeza à lâmina com e sem ripagem. A parcela do Gondramaz sujeita a gradagem, registou valores que se situaram entre os das duas parcelas do Estoirão, onde o valor da parcela aberta foi superior ao da fechada. Por fim, os valores mais baixos, foram observados nas parcelas instaladas no mato e na floresta.
Analisando comparativamente o primeiro com o segundo ano, verificámos uma interessante evolução. Assim, se o primeiro lugar pertenceu ao Coentral Sul, quer no primeiro, quer no segundo ano, embora com uma diminuição, o mesmo já não se verificou nas restantes parcelas, onde, à excepção do Coentral Oeste e da parcela instalada no mato, a escorrência aumentou, como a resposta ao aumento da precipitação, o que originou diversas alterações posicionais (fig. 2).
A parcela Oeste das Malhadas, mantendo praticamente os mesmos valores, viu a sua segunda posição ser alterada, passando para o quinto lugar. Por seu lado, a parcela Este viu aumentar significativamente o seu valor, o que originou que se colocasse imediatamente a seguir ao Coentral Sul.
1 Esta parcela esteve sujeita a algumas violações por um rebanho, o que poderá ter alterado os valores nela medidos.
As parcelas onde a escorrência mais aumentou, foram as do Coentral Este (GACE) e do Gondramaz sujeita a gradagem (GAGR), a qual duplicou o seu valor. Pequenas alterações verificaram-se no Gondramaz (GAGL), no Coentral instalada em mato (GACM) e na parcela fechada do Estoirão (GFEN)(1).
As parcelas instaladas em floresta sofreram um significativo aumento, muito embora se tenha de considerar que os dados do primeiro ano apenas começaram a ser recolhidos doze semanas após as restantes parcelas.
Por fim, aparece-nos a parcela do Coentral Oeste, a qual sofreu uma diminuição da escorrência do primeiro para o segundo. Tal facto ficou a dever--se a um intenso crescimento da vegetação, não só lateralmente e a montante, mas, principalmente, no interior da parcela. Deste modo, a vegetação veio contrariar os efeitos produzidos tanto pelo forte declive da vertente, como pela
Fig. 2 - Comparação dos valores da Escorrência Superficial.
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
GAGL GAGR GAGG GACE GACM GACS GACO GAEN GFEN GAME GAMO GAHC GAHP (l/m2)
2º ano 1º ano
proximidade do bed-rock, factores que em muito terão contribuído para uma forte escorrência no primeiro ano, ao passo que, no segundo ano, a vegetação passou a constituir-lhe um sério obstáculo.
O comportamento das parcelas do Gondramaz revelou-se diferente do verificado no ano transacto, facto que se deveu ao aparecimento de pequenas ravinas que, canalizaram a água para dentro da GAGR, enquanto que outras a desviaram da GAGL. No caso da GAGR, juntou-se a isto, o progressivo esbatimento, por vezes associado a roturas, dos “sulcos” originados pela ripagem. No caso da GAGG, após o “traumatismo” gerado pela gradagem, a vertente tem tendência a regularizar progressivamente, o que origina que a água possa mais facilmente escorrer, além de que, muita da matéria vegetal começou a decompor-se e, por isso, deixou de entravar a escorrência.
Também no caso do Coentral Este, se tratou de um processo semelhante, com uma canalização feita por pequenas ravinas, se bem que a existência de uma ravina lateral de certa importância contribuiu para contrabalançar o processo. A tudo isto juntou-se ainda o facto de, em muitos pontos, o aceiro apresentar o bed-rock à superfície.
Material Erosionado
Ao analisarmos o material erosionado (recolhido nas caixas e em suspensão na água de escorrência), o que sobressaíu de imediato, foram as enormes diferenças entre os quantitativos referentes às diversas parcelas (fig. 3).
A situação mais gravosa em termos de erosão, foi a verificada com a da preparação do solo para reflorestação baseada nos processos de limpeza com lâmina. Seguiu-se aquela que associa ao referido processo, a ripagem. Verificou-se ainda que a técnica da gradagem, ao contrário das anteriores, não se revelou perigosa em termos erosivos.
Mas, quando se analisou o material erosionado ao longo do tempo, verificou-se que o terreno sujeito ao processo da ripagem teve tendência para atingir os valores verificados no terreno limpo com lâmina, começando-se a observar nos dois, a formação de pequenas ravinas, de rápido desenvolvimento.
Outra situação bastante gravosa em termos erosivos, foram os aceiros, embora estes sejam bastantes limitados no espaço, o que diminui as suas consequências.
Assim verificou-se que o Coentral Este, atingiu valores elevados, principalmente no segundo ano, onde se aproximou dos valores da técnica de ripagem.
As restantes parcelas instaladas no Coentral apresentaram resultados bastante diversos. O Coentral Sul e Oeste, bastante próximos do Coentral Este no primeiro ano, distanciaram-se deste, visto que, embora se tenha verificado um aumento do material erosionado no Coentral Sul, foi bastante inferior ao verificado no Coentral Este, onde os valores praticamente duplicaram de um ano para o outro. Em contrapartida, o Coentral Oeste, em consequência do crescimento da vegetação, viu diminuir o seu material erosionado, tendo baixado para níveis idênticos aos da parcela aberta do Estoirão, a qual manteve aproximadamente os mesmos valores, os quais logicamente são bastante inferiores aos da parcela aberta.
No caso das Malhadas, foi a parcela Oeste aquela que forneceu mais Fig. 3 - Comparação dos valores do Material Erosionado.
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 (g/m2) 2º ano 1º ano
material. Tal ficou a dever-se ao facto de estar instalada numa secção da vertente onde o declive é superior ao declive da vertente onde se encontra instalada a parcela Este.
Também aqui, em resposta ao aumento da precipitação, o material erosionado aumentou de forma preocupante, visto ter sextuplicado o valor da parcela Este e ter duplicado o valor da parcela Oeste. Tais montantes parecem apontar para um aumento progressivo da erosão em terrenos sujeitos a incêndios, caso não se tomem medidas preventivas após os fogos, visto que, os valores pouco preocupantes, do primeiro ano, se ficaram a dever, em grande parte, a uma certa protecção do solo por parte da vegetação queimada e espalhada ao longo da vertente, nomeadamente, as carumas dos pinheiros, que reduziram os efeitos de “salpico” produzidos pela água da chuva e entravaram a escorrência superficial.
Por fim, verificou-se que foram as áreas de floresta e de mato aquelas que apresentaram os valores menores, tendo-se mesmo verificado uma diminuição acentuada nas parcelas instaladas na floresta (onde o solo se encontra coberto pelas folhas dos castanheiros ou pela caruma dos pinheiros), caindo para valores semelhantes aos recolhidos na parcela instalada no mato. Tal ficou a dever-se à adaptação da vertente ao elemento estranho que fora colocado no primeiro ano.
Estimativa das Taxas Normais de Erosão
Ao realizarmos a presente estimativa, pretendemos definir, o mais aproximadamente possível, as taxas médias anuais de erosão (fig.4), o que permite, entre outras análises, uma mais correcta comparação entre as diferentes parcelas.
Muito embora fosse preferível a utilização dos dados dos postos udométricos da Lousã e Serra da Lousã, recorreu-se aos dados do Instituto Geofísico da Universidade de Coimbra, por serem os mais acessíveis e os seus valores normais não se afastarem muito dos valores normais dos referidos postos.
Os dados recolhidos revelaram que a precipitação no primeiro ano foi apenas de 56,15% do total, quando para o mesmo período a normal é de
Com base nestes quantitativos, procurámos estimar taxas de erosão nas diferentes parcelas para um ano com precipitação normal, partindo do princípio de que existe uma relação linear entre precipitação e o material erosionado, o que comporta algum erro devido tanto ao desconhecimento do comportamento das variáveis para valores tão elevados, como, porque a erosibilidade das chuvas de Verão, geralmente intensas, parece ser superior à média anual calculada.
De acordo com os limiares de erosão indicados por DIAZ-FIERROS, et al. (1982)
verificou-se que, no segundo ano, o número de situações a requerer medidas de conservação diminuiu de cinco para três (fig. 5), mas casos houve em que, sem se atingirem as referidas 30 Ton/ha/ano, o crescimento se revelou preocupante. Tratou-se das parcelas instaladas na área queimada, onde a parcela Este quadriplicou o seu valor e a parcela Oeste sofreu um aumento de 40%. Se tal tendência continuar a verificar-se, rapidamente se atingirão valores que requerem
Fig. 4 - Comparação dos valores da Erosão Real (Ton/ha/ano).
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 GA GL GA GR GA GG GA CS GA CE GA CM GA CO
GAEN GFEN GAME GAMO GAHC GAHP
Ton/ha/ano PARCELAS 1º ANO - Rea 2º ANO - Rea 46,386 49,034 30,978 44,425 7,298 23,84 15,377 3,451 27,403 43,154 23,3 11,627 20,485 0,03 0,02 14,775 2,301 2,457 2,0795 12,777 21,57 9,164 0,026 0,001 0,02 0,002
95,4% da precipitação total, o que de imediato revelou tratar-se de um período relativamente seco. No segundo ano, a precipitação referente ao período em estudo foi 97,3% do total, tendo sido de 91,83% no período em causa, pelo que não se afastou muito da normal.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 GA GL GA GR GA GG GA CS GA CE GA CM GA CO
GAEN GFEN GAME GAMO GAHC GAHP
82,611 53,396 55,171 48,377 12,996 3,758 42,458 29,841 41,497 46,993 0,069 0,028 36,483 12,662 27,386 16,089 4,098 2,676 3,703 13,913 16,32 23,49 0,472 0,013 0,269 0,031 100 110 1º ANO - Estimada 2º ANO - Estimada PARCELAS Ton/ha/ano
Fig. 5 - Estimativa das taxas de erosão para um ano normal (Ton/ha).
medidas de conservação. Nesta situação encontram-se parcelas GAGL, GAGR e a GACE, tendo esta última sido sujeita ao mais importante aumento de erosão. Próxima do limiar encontra-se a parcela do Coentral Sul, com 29,841 Ton/ha/ano, tendo revelado uma apreciável descida. Também com acentuada tendência para a diminuição da erosão encontra-se o Coentral Oeste, devido ao rápido desenvolvimento da vegetação, o que prova a enorme importância que a regeneração natural tem para travar a erosão dos solos desprotegidos.
Os insignificantes valores da parcelas de controlo foram também substancialmente reduzidos, situando-se entre 10 e 32 kg por hectare/ano.
Conclusão
A destruição dos solos depois dos incêndios florestais e após a preparação mecânica dos terrenos para reflorestação pode acarretar consequências alarmantes.
Notámos que na serra da Lousã houve, de modo geral e relativamente ao ano anterior, um aumento significativo dos valores da erosão, tendo sido sextuplicado numa das parcelas (GAME), o que atesta que a erosão se prolonga muito para depois do fogo ou da intervenção mecânica.
Este acréscimo da erosão esteve directamente relacionado com o aumento da precipitação. Quando não se verificou, tal situação ficou a dever-se a causas bem concretas e definidas, tais como o crescimento do mato (GACO) ou o progressivo esgotamento de material fino, susceptível de ser transportado pela água de escorrência, como sucedeu no Estoirão e no Gondramaz.
Conclui-se, pois, que as alterações introduzidas pelo fogo nos ecossistemas não têm efeitos apenas imediatos mas perduram muito para além do fenómeno em si, podendo mesmo, a nível da erosão, desencadear consequências catastróficas, de natureza irreversível.
Agradecimento
Os autores manifestam o seu agradecimento a todas as pessoas e entidades que apoiaram e colaboraram directamente neste estudo, em especial a Comissão Nacional Especializada de Fogos Florestais. À Circunscrição Florestal de Coimbra, à Inspecção Regional de Bombeiros do Centro do Serviço Nacional de Bombeiros e aos Bombeiros Sapadores de Coimbra agradecem a cedência da viatura que, alternadamente, permitiu recolher os elementos existentes nas parcelas experimentais.
Aos Profs. Doutores Fernando Rebelo e Domingos Xavier Viegas agradecem os incentivos dados para a conclusão deste estudo.
Ficam ainda gratos ao António José Trindade que nos acompanhou nas deslocações ao campo e colaborou na recolha dos materiais.
Bibliografia
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LOURENÇO, L. e MONTEIRO, R. (1989a) - Instalação de parcelas experimentais para avaliação da erosão produzida na sequência de incêndios florestais,
Relatório Técnico 8902, Grupo de Mecânica de Fluidos, Coimbra. LOURENÇO, L. e MONTEIRO, R. (1989b) - Quantificação da erosão produzida na
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