MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO
UNIDADE ACADÊMICA ESPECIALIZADA EM CIÊNCIAS AGRÁRIAS - UAECIA
ESCOLA AGRÍCOLA DE JUNDIAÍ - EAJ
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS FLORESTAIS
APORTE, ACÚMULO E DECOMPOSIÇÃO DE SERAPILHEIRA EM TRÊS FRAGMENTOS DE MATA ATLÂNTICA COM DIFERENTES ESTÁGIOS DE
REGENERAÇÃO
YASMIM BORGES CÂMARA
Macaíba/RN Janeiro de 2020
ii YASMIM BORGES CÂMARA
APORTE, ACÚMULO E DECOMPOSIÇÃO DE SERAPILHEIRA EM TRÊS FRAGMENTOS DE MATA ATLÂNTICA COM DIFERENTES ESTÁGIOS DE
REGENERAÇÃO
Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, como parte das exigências para obtenção do título de Mestre em Ciências Florestais (Área de Concentração em Ciências Florestais - Linha de Pesquisa: Biodiversidade, conservação e uso dos recursos genéticos florestais).
Orientador: Prof. Dr. Alan Cauê de Holanda.
Macaíba/RN Janeiro de 2020
iii Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN
Sistema de Bibliotecas - SISBI
Catalogação de Publicação na Fonte. UFRN - Biblioteca Setorial Prof. Rodolfo Helinski - Escola Agrícola de Jundiaí – EAJ
Câmara, Yasmim Borges.
Aporte, acúmulo e decomposição de serapilheira em três fragmentos de mata atlântica com diferentes estágios de regeneração / Yasmim Borges Câmara. - 2020.
76f.: il.
Dissertação (Mestrado) Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Unidade Acadêmica Especializada em Ciências Agrárias, Programa de Pós Graduação em Ciências Florestais, Macaíba, RN 2020.
Orientador: Alan Cauê de Holanda.
1. Solo - Decomposição - Dissertação. 2. Manta Orgânica - Dissertação. 3. Serapilheira - Sucessão - Dissertação. I. Holanda, Alan Cauê de. II. Título.
RN/UF/BSPRH CDU 631.6.02 Elaborado por Valéria Maria Lima da Silva - CRB-15/451
iv APORTE, ACÚMULO E DECOMPOSIÇÃO DE SERAPILHEIRA EM TRÊS
FRAGMENTOS DE MATA ATLÂNTICA COM DIFERENTES ESTÁGIOS DE REGENERAÇÃO
Yasmim Borges Câmara
Dissertação julgada para obtenção do título de Mestre em Ciências Florestais (Área de Concentração em Ciências Florestais - Linha de Pesquisa: biodiversidade, conservação e uso dos recursos genéticos florestais) e aprovada pela banca examinadora em 30 de janeiro de 2019.
Banca Examinadora
_____________________________________ Prof. Dr. Alan Cauê de Holanda
DCAF/UFERSA Presidente
_________________ _ Profª. Dra. Rosimeire Cavalcante dos Santos
UAECIA/UFRN Examinadora interna
DCAF/UFERSA
Examinador externo à instituição
Macaíba/RN Janeiro de 2020
v
AGRADECIMENTOS
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Agradeço primeiramente aos meus pais, Ossivan e Silma e ao meu irmão Lehon, pelo apoio incondicional e dedicação durante essa jornada, vocês são meu exemplo, minha fortaleza.
Agradeço a Deus pelo dom da vida.
Agradeço ao meu orientador Prof. Alan Cauê, pelo apoio, pelos ensinamentos, pela paciência e por toda contribuição na construção desse trabalho.
Agradeço ao Prof. Augusto pela amizade, pelas ajudas infinitas, pelos materiais emprestados, pelos ensinamentos, por tudo que fez por mim, desde a graduação até agora. Muito obrigada professor, tenho um carinho enorme por você.
Agradeço ao programa de pós-graduação em ciências florestais, pela oportunidade, por todo aprendizado, ao longo desses dois anos.
Agradeço ao professor Emerson, por ceder o uso dos equipamentos do Laboratório de Nutrição Animal.
Agradeço ao professor Malcon, pelas dicas e por toda contribuição.
Agradeço a todos os funcionários e professores da Escola Agrícola de Jundiaí, que contribuíram muito com a minha formação ao longo de 5 anos de graduação e 2 anos de mestrado, não só acadêmica como pessoal.
Agradeço aos amigos que fizeram parte da construção desse trabalho, Ageu, Maila, Fabiana, Emanoelle, Amanda, Márcia, Kyvia e Talvanis, amigos que levarei pelo resto da vida, sou muito grata pelo carinho, pelo apoio, pela troca de sentimentos, que foi fundamental ao longo desse mestrado.
Agradeço também a uma amiga muito especial, que embora não tenha participado diretamente, me ajudou muito em diversos aspectos, Luciana obrigada por ter ficado tão perto, obrigada pelas saídas, pelas conversas e por tudo, você é muito especial para mim.
Agradeço em especial a Ageu, Maila, Jack, Fabiana, e ao meu amor Talvanis, por essa toda essa jornada que percorremos juntos, por fazerem esse caminho tão mais leve e
vi divertido, por serem as melhores companhias do mundo, e por me proporcionarem vivências incríveis. Passamos por cidades, cachoeiras e rios, bosques, trilhas e florestas... Vivemos tudo que tinha para viver, aproveitamos até a última gota de nosso tempo juntos, não nos faltaram obstáculos, mas também não nos faltaram risos, não nos faltaram preocupações e estresse, mas também não nos faltaram passeios e alegrias. As subidas e descidas foram a nossa realidade mais presente, porém, vivemos juntos e vencemos juntos, todas as conversas e conselhos foram essenciais. E agora chegou o momento mais difícil, o momento onde vamos ter que aprender que não precisa estar junto para estar perto, aprender que quando a amizade é forte, nenhuma distância é capaz de separar, pois agora cada um segue seu caminho, mas o que mais importa, é que as experiências compartilhadas jamais serão esquecidas, as lembranças e a saudade irão alimentar a nossa esperança de um reencontro. Obrigada por tudo! Amo vocês!
Agradeço por fim, ao meu amor Talvanis, que vem me acompanhando desde a graduação, me ajudando e fazendo tudo por mim, seria muito injusto não dividir com você o mérito de ter chegado até aqui, pois sem você eu jamais teria conseguido. Te amo!
“Amor quando é amor não definha E até o final das eras há de aumentar. Mas se o que eu digo for erro
E o meu engano for provado Então eu nunca terei escrito Ou nunca ninguém terá amado”. William Shakespeare
vii
RESUMO GERAL
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APORTE, ACÚMULO E DECOMPOSIÇÃO DE SERAPILHEIRA EM TRÊS FRAGMENTOS DE MATA ATLÂNTICA COM DIFERENTES ESTÁGIOS DEREGENERAÇÃO
A Mata Atlântica vem sendo explorada por ações antropogênicas, ao longo dos anos. Buscando formas de conhecer e diagnosticar as intervenções realizadas, para subsidiar futuras propostas conservacionistas, a presente pesquisa objetivou avaliar o aporte, acumulo e decomposição (foliar) da serapilheira em três fragmentos florestais, na Floresta Nacional de Nísia Floresta/RN, considerando as influencias dos estágios de regeneração de cada fragmento, e as influências do regime hídrico. Para analisar o aporte, foram instalados 54 coletores (18 em cada área), distribuídos em seis faixas de distância da borda para o interior do fragmento, de 0 a 100 m, próximos a esses coletores, para analisar a decomposição, foram dispostas sacolas contendo 20 g de folhas, retiradas dos indivíduos mais frequentes nas áreas, secas previamente em estufa e colocadas ao solo para decompor. A quantificação da serapilheira acumulada sobre a superfície do solo foi feita com o gabarito metálico sendo esse lançado seis vezes, aleatoriamente em cada fragmento. Estimou-se um aporte de serapilheira de 3.227,90; 3.315,60 e 1.775,90 kg ha-1ano para os Fragmentos 1 (estágio de avançada regeneração), 2 (média regeneração) e 3 (estágio de regeneração inicial) respectivamente. Para o material acumulado, o fragmento 1 correspondeu a um total de 5.432,86 kg ha-1, seguido do fragmento 2 com 4.864,58 kg ha -1 e do fragmento 3 com 2.652,21 kg ha-1. Com relação a decomposição, durante os primeiros 30 dias foi registrada uma perda de massa de 15,85%, 15,86%, 16,65% para os fragmentos 1,2 e 3 respectivamente. Ao final do experimento (360 dias), a maior biomassa perdida encontrava-se no fragmento 1, com 56,92%, seguida por 2 (55,92%) e pelo 3 (46,25%). A decomposição do material foliar mostrou-se relativamente lenta com uma taxa de decomposição (K) inferior a 1, para os fragmentos 1 e 2, estando fora das variações esperadas para esse tipo de floresta (1,02 a 1,6). A partir dessa análise, os resultados evidenciaram que o estágio de regeneração afetou na quantidade total de serapilheira produzida, sendo o fragmento 3, o de menor aporte. O material acumulado encontra-se em excesso, o que significa que há uma baixa taxa de decomposição, e consequentemente lenta mineralização dos nutrientes que retornam ao solo. Concluindo que os três fragmentos estão em processo de resiliência, ainda que se apresentem degradados, necessitando de um plano de recuperação dos mesmos.
viii
GENERAL
ABSTRACT
__________________________________________________________________________
SUFFERING, ACCUMULATION AND DECOMPOSITION OF SCRAP IN THREE ATLANTIC FOREST FRAGMENTS WITH DIFFERENT REGENERATION STAGES The Atlantic Forest has been explored by anthropogenic actions over the years. Searching for ways to know and diagnose as exhibited, for future subsidiaries considered conservative, this research aims to evaluate the contribution, accumulation and decomposition (leaf) of litter in three forest fragments, in the Nísia Floresta National Forest / RN, considering how to influence the stages of regeneration of each fragment and as influences of the water regime. In order to analyze or separate, 54 collectors were installed (18 in each area), distributed in six distance ranges from the edge to the interior of the fragment, from 0 to 100 m, close to these collectors, to analyze a decomposition, 20 g were discarded leaves, removed from the most frequent areas in kiln-dried dry areas and placed on the ground to decompose. The quantification of the litter accumulated on the soil surface was made with the metallic template, which was launched six times, randomly in each fragment. A litter contribution of 3,227.90 was estimated; 3,315.60 and 1,775.90 kg ha-1 year for Fragments 1 (advanced stage of regeneration), 2 (medium stage of regeneration) and 3 (initial stage of regeneration) respectively. For accumulated material, fragment 1 corresponds to a total of 5,432.86 kg ha-1, followed by fragment 2 with 4,864.58 kg ha -1 and fragment 3 with 2,652.21 kg ha-1. Regarding decomposition, during the first 30 days, a mass loss of 15.85%, 15.86%, 16.65% was recorded for fragments 1,2 and 3, respectively. At the end of the experiment (360 days), the largest lost biomass found in fragment 1, with 56.92%, followed by 2 (55.92%) and 3 (46.25%). A decomposition of the leaf material proved to be relatively slow with a decomposition index (K) below 1, for fragments 1 and 2, and verified for the expected changes for this type of forest (1.02 to 1.6). From this analysis, the results evidenced or the regeneration stage affect the total total amount of litter burned, with fragment 3, or the smallest portion. The accumulated material is in excess, which means that there is a low rate of decomposition and, consequently, slow mineralization of nutrients that are returned to the soil. Concluding that the three fragments are in the process of resilience, even though they are degraded, needing a recovery plan for them.ix SUMÁRIO _______________________________________________ ________________________ Página 1. INTRODUÇÃO GERAL ... 1 2. REVISÃO DE LITERATURA ... 3 2.1. Mata Atlântica ... 3
2.2. Mata Atlântica no Rio Grande do Norte ... 5
2.3. Serrapilheira ... 6 2.3.1. Aporte ... 6 2.3.2. Acúmulo ... 7 2.3.3. Decomposição ... 8 2.4. Fragmentação ... 9 2.5. Efeito de Borda ... 9
2.6. Floresta Nacional de Nísia Floresta ... 10
3. LITERATURA CITADA ... 15
ARTIGO 1. APORTE DE SERAPILHEIRA EM FRAGMENTOS FLORESTAIS DE MATA ATLÂNTICA LOCALIZADOS NA FLONA DE NÍSIA FLORESTA/RN ... 24
RESUMO ... 25 ABSTRACT ... 26 INTRODUÇÃO ... 27 MATERIAL E MÉTODOS ... 28 RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 31 CONCLUSÕES ... 38 LITERATURA CITADA ... 39
ARTIGO 2. ACÚMULO E DECOMPOSIÇÃO DE SERAPILHEIRA FOLIAR EM FRAGMENTOS FLORESTAIS DE MATA ATLÂNTICA... 43
RESUMO ... 44 ABSTRACT ... 45 INTRODUÇÃO ... 46 MATERIAL E MÉTODOS ... 47 RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 52 CONCLUSÕES ... 56 LITERATURA CITADA ... 58 ANEXO 1 ... 61
x
LISTA DE FIGURAS
__________________________________________________________________________
REVISÃO DE LITERATURAFigura 1: Divisão da FLONA para levantamento fitossociológico...11
Figura 2: Disposição dos coletores instalados no fragmento I...13
Figura 3: Disposição dos coletores instalados no fragmento II...13
Figura 4: Disposição dos coletores instalados no fragmento III...14
ARTIGO 1 Figura 1: Produção mensal de serapilheira (kg ha-1), entre julho de 2018 a julho de 2019 (o mês de julho de 2019 não entra para contabilização do material total, embora tenha havido coleta, os dados foram utilizados somente para elaboração do gráfico acima) ...33
Figura 2: Dendograma da matriz de distância pelo método de ligação simples, do fragmento 1, representado utilizando o programa computacional Statistica 7...35
Figura 3: Dendograma da matriz de distância pelo método de ligação simples, do fragmento 2, representado utilizando o programa computacional Statistica 7...36
Figura 4: Dendograma da matriz de distância pelo método de ligação simples, do fragmento 3, representado utilizando o programa computacional Statistica 7...37
ARTIGO 2 Figura 1: Acúmulo bimensal de serapilheira (kg ha-1) de julho de 2018 a maio de 2019 em três fragmentos florestais, localizados na Flona de Nísia Floresta/RN...53
Figura 2: Regressão linear, resíduos foliares remanescentes em função do tempo em dias, nos três fragmentos localizados na Floresta Nacional de Nísia Floresta F1, F2 e F3 respectivamente... ...56
xi
LISTA DE TABELAS
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ARTIGO 1Tabela 1: Produção total de serapilheira nos três fragmentos localizados na FLONA de Nísia Floresta, RN...32 Tabela 2: Produção por faixa nos três fragmentos localizados na FLONA de Nísia Floresta, RN...34 ARTIGO 2
Tabela 1: Quantidade de serapilheira acumulada ao longo dos meses por fragmento, seguida pela média anual de cada fragmento...53 Tabela 2: Taxa de decomposição (K), tempo médio de renovação (1/k) e tempos necessários para decomposição de 50% (t 0,5) e 95% (t 0,05) de serapilheira...54
xii
LISTA DE ABREVIATURAS
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IBF – Instituto Brasileiro de FlorestasMMA – Ministério do Meio Ambiente
INPE – Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística FLONA – Floresta Nacional
IDEMA – Instituto de Desenvolvimento Sustentável e Meio Ambiente MOS – Matéria Orgânica do Solo
1 1. INTRODUÇÃOGERAL
__________________________________________________________________________ A Mata Atlântica é uma das mais ricas florestas em diversidade do planeta, com o bioma abrangendo uma área de cerca de 15% do total do território brasileiro. Restando hoje apenas 12,5% da área original global, em bom estado de conservação (INPE, 2018). Dentre essa porcentagem, a Floreta Estacional Semidecidual (FES) é classificada como a segunda mais relevante formação vegetacional em termos de área ocupada (FUNDAÇÃO SOS MATA ATLÂNTICA e INPE 2015).
Ao longo dos últimos séculos a FES apresenta-se como o tipo de formação do Bioma Mata Atlântica mais intensamente devastado, devido principalmente ao tipo de solo e relevo, que é favorável tanto para a agricultura como para pecuária (DURIGAN et al., 2000).
A conversão da vegetação nativa para o uso do solo em atividades de maior interesse econômico, vem devastando a Mata Atlântica desde o período colonial (DANTAS et al., 2017). Esse bioma é considerado um hotspot (MMA, 2012), destacando-se como a principal formação florestal em termos de riqueza de espécies, sendo considerado Patrimônio Nacional pela Constituição Federal (art. 225, BRASIL, 2000). (VARJABEDIAN, 2010).
Esse processo de perturbação antrópica levou a subdivisão da floresta em fragmentos, que se distribuem esparsos e isolados (DURIGAN et al., 2000), criados a partir da descontinuidade florestal, que formam bordas na mata, essas por sua vez, agem como fronteiras entre a formação vegetal e os usos das terras, alterando o fluxo de energia, matéria e microrganismos (HOLANDA et al., 2010); (COSTA, 2015) que causam prejuízos muitas vezes irreparáveis à biodiversidade local.
Mediante o contexto, como forma de proteger as áreas de floresta que ainda restam, e que representam importância biológica e cultural ou de beleza cênica, foram criadas as Unidades de Conservação (MMA, 2012). O Sistema Nacional de Unidades de Conservação-SNUC, Lei nº 9.985 (BRASIL, 2000) é o responsável pela criação e a posterior regularização das Unidades de Conservação (UCs), em todo o país. Essa seria a única alternativa que garantiria o acesso das futuras gerações aos recursos naturais.
A Floresta Nacional de Nísia Floresta (FLONA-NF) é uma unidade de conservação, com área de 174,95 ha e trata-se de uma região que também sofreu exploração no passado, sendo sua vegetação original Mata Atlântica, representando pouco mais de 59% da área da
Unidade, composto por áreas com Floresta Estacional Semidecidual (45,22%) e Tabuleiro Litorâneo (14,11%), que se encontram-se fragmentadas e em processo de regeneração (BRASIL, 2012).
A pesquisa a respeito dos fragmentos florestais, como se comportam, e formas para recupera-los, é contínua, buscando sempre estratégias que melhor se apliquem para cada situação (PIROVANI, 2010). Um dos meios de se conhecer uma floresta, é através da
2 avaliação dos chamados indicadores ambientais, esses indicadores podem ser abordados a partir de estudos fitossociológicos, análise da regeneração natural, banco de sementes do solo, produção de serapilheira e chuva de semente (MARTINS, 2001).
Neste trabalho, é abordado exclusivamente a serapilheira, como indicador ambiental. A serapilheira, é formada por todo material orgânico depositado sobre solo na forma de resíduos vegetais, biomassa microbiana, meso e macrofauna (BARRETO, 2014), esta irá fornecer diversas informações acerca do estado de conservação da floresta.
Segundo (VOGEL et al., 2013) a produção de serapilheira e a devolução de nutrientes em ecossistemas florestais, constituem a via mais importante do ciclo biogeoquímico (relação dos nutrientes no esquema solo-planta-solo) de forma que, o bom funcionamento desse processo, diga muito sobre o equilíbrio e a capacidade produtiva da floresta.
A presente pesquisa, teve como objetivo geral avaliar três fragmentos de Mata Atlântica localizados na Floresta Nacional de Nísia Floresta (RN), em termos de produção, o acúmulo e decomposição da serapilheira foliar durante o período de um ano, através da coleta e pesagem do material, pois trata-se de uma forma não destrutiva de estimar a produtividade destes ecossistemas, considerando o estágio de regeneração, o histórico de perturbação e as influências do regime hídrico.
3 2. REVISÃODELITERATURA
_________________________________________________________________ _
2.1 Mata Atlântica
O Brasil é considerado um país de grande diversidade de fitofisionomias, fazendo parte deste leque, o bioma Mata Atlântica se destaca devido a sua importância, tanto em termos de área como em número de espécies, apresenta um dos maiores repositórios de biodiversidade do planeta, sendo muitas dessas espécies endêmicas (CUNHA e GUEDES, 2013); (VARJABEDIAN, 2010).
Considerando a sua notável relevância, a Mata Atlântica não recebe a atenção que precisa. Trata-se de um dos biomas mais ameaçados de extinção no mundo, se fazendo necessário a tomada de medidas urgentes para efetivar a proteção dessa biodiversidade (CUNHA e GUEDES, 2013; VARJABEDIAN, 2010).
O Brasil, em parceria com a Organização das Nações Unidas para a Educação Ciência e Cultura (UNESCO), incluiu o bioma Mata Atlântica no Programa Homem e Biosfera reconhecendo-a como Reserva da Biosfera, esse processo se deu ao longo dos anos de 1991 e 2008 (UNESCO e RBMA 2016).
De acordo com (TABARELLI et al., 2012) a Mata Atlântica apresenta alto número de espécies endêmicas que chega a aproximadamente 40% do total. No entanto, as espécies endêmicas não têm uma distribuição uniforme ao longo da floresta, essas espécies se apresentam agrupadas em regiões particulares: unidades biogeográficas que são chamadas de centros de endemismo.
Conforme citou (CARDOSO et al., 2016), o bioma Mata Atlântica é o terceiro maior do Brasil e a segunda maior floresta pluvial tropical do continente americano, constitui as florestas ombrófilas (densa, aberta e mista) e estacionais (semideciduais e deciduais), além das formações de restingas e manguezais. Estima-se que existam cerca de 20 mil espécies, sendo 8 mil endêmicas e ameaçadas de extinção (MMA, 2016).
Florestas naturais geralmente possuem vasta biodiversidade ecológica, essa biodiversidade é mantida com a própria reciclagem do meio, promovendo a sustentabilidade de maneira natural. No entanto, em longo prazo, as intervenções sofridas no ambiente, devido as atividades antrópicas, acabam por interferir na relação solo – planta impedindo que o ambiente se renove (NASCIMENTO et al., 2013).
Diante do quadro apresentado nas últimas décadas, pode se afirmar que todos os ecossistemas, possuem um histórico de degradação das suas áreas originais decorrente de diferentes ações antrópicas (CORREIA et al., 2016). Durante quase 400 anos de colonização,
4 esses territórios sofreram com a antropização, com a substituição de florestas por pastagem e agricultura, assim como a exploração da madeira (BORGES et al., 2016).
O desmatamento desse bioma chegou a 29.075 ha, ou 290 Km² de remanescentes florestais, nos 17 Estados no ano 2016, representando aumento de 57,7% em relação ao período anterior (2015-2016), referente a 18.433 ha, de acordo com a redação (SOS MATA ATLÂNTICA, 2017).
Desse total, restam apenas 12,4% de remanescentes florestais da Mata Atlântica Brasil (2017), mesmo em assentamentos rurais, onde as Áreas de Preservação Permanente (APP) e Reserva Legal (RL) que deveriam ser cuidadosamente demarcadas. O grau de degradação do patrimônio florestal da Mata Atlântica no Nordeste do Brasil, só vem aumentando, principalmente devido as ocupações e uso do solo irregulares, juntamente com a falta de fiscalização ambiental (GUIMARÃES e PAULA, 2013).
Segundo (CARDOSO et al., 2016), o bioma Mata Atlântica pode ser considerado o mais devastado e ameaçado do planeta, devido os intensos processos de desmatamento que essa floresta vem sofrendo em um ritmo acelerado.
O processo de desmatamento tem como principal consequência, a formação de bordas antrópicas. Essas bordas dividem a floresta em fragmentos e geram mudanças nas condições microclimáticas ao qual as áreas estão submetidas, devido ao aumento da entrada de radiação solar, que eleva a temperatura do ar e do solo, que acabam por provocar alterações nos gradientes físicos e bióticos (BENAVALLI et al., 2014). O grau de intensidade desses efeitos, estão diretamente ligados com a matriz em que o fragmento está inserido, sendo influenciados pelo tamanho do fragmento e como se distanciam uns dos outros.
O principal fator que caracteriza a fragmentação é que ela ocorre em grande escala espacial, em curto período de tempo, e por sua vez, ocorre intensamente nas zonas urbanas, que além das atividades agrícolas sofrem influências das atividades ligadas ao turismo, ao crescimento das áreas urbanizadas e especulação imobiliária (OLIVEIRA e MATOS 2014).
A fragmentação levou este bioma a tornar-se um conjunto de ilhas, pequenos fragmentos de floresta rodeados por uma paisagem completamente modificada seja por agricultura, por pastagens, por florestas artificiais ou por área urbana (JOLY et al., 2014). Essas “ilhas” ou fragmentos são muitas vezes tão pequenos a ponto de não permitir a persistência de muitas espécies (SCARANO e CEOTTO 2015).
Apesar dessa situação, (JOLY et al., 2014) destacam que, embora exista esse longo e intensivo processo histórico de perturbação, a Mata Atlântica ainda resguarda grande quantidade de espécies. Mesmo diante do empobrecimento da sua biota, algumas espécies originais ainda estão presentes dentro do contexto do bioma como um todo, o que ressalva a necessidade da conservação do que ainda existe.
5 Frente a essa situação, a conservação da biodiversidade representa um dos maiores desafios devido ao elevado nível de modificação e antropização que esses ecossistemas enfrentam, tornando o retorno as condições iniciais de equilíbrio, cada vez mais complicado (CHAVES et al., 2013; BOSA et al., 2015).
2.2 Mata Atlântica no Rio Grande do Norte
O Estado do Rio Grande do Norte localiza-se no limite norte das formações de Floresta Estacional Semidecidual e de Floresta Estacional do Bioma Mata Atlântica MMA, (2012). A Lei da Mata Atlântica descreve que 350.780 ha devem ser preservados no estado do RN, o que equivale a 7% da área total do Estado, o que corresponde a 5.280.748 ha (INPE e FUNDAÇÃO SOS MATA ATLÂNTICA, 2014).
De acordo com (SILVA E CASTELETI 2003), a Mata Atlântica do RN pertence à sub-região biogeográfica de Pernambuco, que inclui as estruturas vegetais ao norte do rio São Francisco, englobando os estados de Alagoas, Sergipe, Pernambuco e Paraíba.
Segundo (CESTARO et al., 2002) no Rio Grande do Norte essas florestas variam no sentido leste-oeste de floresta estacional semidecidual a floresta estacional decidual até atingir o bioma Caatinga. A floresta estacional semidecidual ocorre na região tropical e possui clima com dupla estacionalidade, um período chuvoso e um período seco.
Historicamente, as florestas de Mata Atlântica do Rio Grande do Norte foram suprimidas para dar lugar ao cultivo de cana-de-açucar, às culturas permanentes como frutíferas e a pecuária extensiva (OLIVEIRA e MATTOS, 2014). Ainda de acordo com esses autores, pode-se afirmar que o processo de supressão da mata ainda ocorre intensamente, estando agora voltado para expansão de áreas urbanas, a especulação imobiliária e as atividades ligadas ao turismo.
O litoral oriental do Estado do Rio Grande do Norte é conhecido internacionalmente por suas belezas naturais, praias, falésias e esses ambientes acabam por atrair diversas atividades e pessoas de todas as partes do mundo. As regiões litorâneas são visadas para construção justamente devido à beleza natural (THOMAZI et al., 2013).
Diante disso, este trecho acaba sofrendo fortes pressões acerca das especulações imobiliárias para a construção de hotéis, condomínios e resorts (LEITÃO et al., 2014). Essas construções envolvem a remoção da vegetação, a retirada das espécies exóticas, a seleção de espécies vegetais de interesse paisagístico e a consequente modificação do substrato original (PIMENTEL e SILVA 2011).
Por se tratar de uma área bastante sensível, a região litorânea precisa da manutenção dos fragmentos remanescentes de Mata Atlântica, pois eles possuem grande importância
6 ambiental e ecológica, uma vez que exercem papeis como a captação e proteção hídrica, estabilização das dunas e amenização do microclima (LEITÃO et al., 2014).
De acordo com um mapeamento de um trecho do litoral leste do Estado do Rio Grande do Norte foi observado que os remanescentes de Mata Atlântica são em sua maioria pequenos, com área menor do que 10 ha (OLIVEIRA e MATTOS, 2014). E no litoral Sul, onde predominou a cultura da cana-de-açúcar, o problema se repete, pois além das questões históricas, essa região está inserida no primeiro e terceiro municípios do Estado, com maior número de habitantes (Natal e Parnamirim), além de possuir importantes centros turísticos (Natal e Tibau do Sul), (IDEMA 2013).
2.3 Serapilheira
A serapilheira é a camada mais superficial do piso da floresta, constituído por folhas, caules, ramos, frutos, flores e outras partes da planta, bem como resto de animais e material fecal (SCORIZA et al. 2012). Essa camada funciona como um sistema de entrada e saída de matéria orgânica, as folhas correspondem ao material mais representativo tanto em termos de quantidade como de conteúdo de nutrientes orgânicos e inorgânicos (ESPIG et al., 2009; MARAFGA et al., 2012; GODINHO et al., 2013).
As funções da serapilheira vão além da nutrição das plantas e do solo, promovendo a melhoria e manutenção da fertilidade do solo estabelecendo um microclima favorável a biomassa microbiana e a macrofauna (CUNHA NETO et al., 2013 e ASHFORD et al., 2013).
A produção de serapilheira, vai variar em função da sazonalidade da região, da fenologia e composição das espécies e dos estágios sucessionais (PAUDEL et al., 2015). Em florestas próximas aos trópicos, essa sazonalidade irá influenciar na produção de acordo com as respostas fenológicas das espécies locais, frente às variações ambientais, regulando o aporte (PAUDEL et al., 2015).
De forma geral, como já observado em estudos anteriores, a precipitação e o fotoperíodo são fatores de grande influência sobre os picos de produção de serapilheira em florestas tropicais, o maior aporte ocorre no período de menor índice de chuvas, ou seja, durante a estação seca (AIDAR e JOLY, 2003; ZHANG et al., 2014; MARTINELLI et al., 2017).
2.3.1 Aporte
Durante o processo de crescimento e desenvolvimento, as espécies arbóreas tendem a fornecer matéria orgânica, que entrará no solo via aporte de serapilheira e renovação do sistema radicular. Esse material influência sobre as condições do meio, promovendo a ciclagem de nutrientes e possibilitando a formação de um microclima (CUNHA NETO et al.,
7 2013). O aporte do material vegetal, ocorre de maneira contínua no decorrer do ano, o que vai variar é a quantidade depositada deste material sobre o solo conforme a formação florestal (SELLE, 2007).
Segundo (VOGEL et al., 2013) a produção de serapilheira e a devolução de nutrientes em ecossistemas florestais constituem a via mais importante do ciclo biogeoquímico, relação dos nutrientes no esquema solo-planta-solo. Sendo o aporte, uma das formas de entrada do material orgânico no solo, originado da cobertura vegetal e da deposição de resíduos (SCORIZA et al., 2012).
A presença de matéria orgânica do solo (MOS) é fundamental para a manutenção do ecossistema e para regulação da sustentabilidade florestal, pois um solo nu está predisposto à lixiviação, com consequente perda de nutrientes e até erosão. Esse conteúdo é formado por todo material orgânico depositado no solo na forma de resíduos vegetais, biomassa microbiana, meso e macrofauna (BARRETO, 2014).
2.3.2 Acúmulo
O acúmulo da serapilheira varia em torno de uma série de questões como o tipo de floresta, estágio sucessional, cobertura florestal, condições edafoclimáticas, sítio, sub-bosque, manejo silvicultural, espécie, procedência, idade, época e local de coleta além da radiação e da precipitação (ZHANGet al., 2014). Segundo (MOREIRA e SIQUEIRA 2002), o tipo de vegetação e as condições ambientais são os principais fatores de influência tanto na quantidade como na qualidade do material que é depositado no solo.
A serapilheira acumulada sobre o solo influencia diversos aspectos na floresta, tais como: interceptação da luz, sombreando sementes e plântulas, reduzindo a amplitude térmica do solo, aumento da densidade de raízes finas (SAYER et al., 2006), entre outros.
A formação dessa camada e a situação em que ela se encontra, condirá com o equilíbrio do ecossistema (OLSON, 1963), seu conteúdo de nutrientes que são aportados ao solo pelo povoamento, refletem na capacidade produtiva e no potencial de recuperação ambiental do ecossistema abordado, (KOING et al., 2002; SCHUMACHER et al., 2004) assim como a regulação das taxas de decomposição da serapilheira, dependem das condições ambientais e da qualidade orgânica e nutricional do conteúdo depositado (CORREIA e ANDRADE, 2008).
8 2.3.3 Decomposição
O processo de decomposição da serapilheira ocorre em simultaneidade com a fragmentação física das estruturas, a transformação química, a síntese de novos compostos e a transposição do que foi produzido para formação do solo (HEAL et al., 1997; MACHADO et al,. 2015).
A deposição e decomposição, além de promover uma redução no conteúdo de necromassa, através da sua transformação química em nutrientes inorgânicos, favorece também a emissão de gases, como o dióxido de carbono (CO2) nos ecossistemas terrestres (ABER e MELILLO, 1980; CHAPIN III et al., 2011) e contribui para o processo de escoamento superficial e da infiltração, pois o escoamento diminui com o aumento na cobertura orgânica sobre o solo (LOPESet al., 1987; COSTA et al., 2013), evitando a erosão.
À medida que o material foliar é depositado no solo, assim como raízes e galhos, esses são incorporados a serapilheira (GODINHO et al., 2014) e os nutrientes presentes são transferidos ao solo, através da degradação do material vegetal por fatores físicos, químicos e biológicos (SCOTT e ROTHSTEIN, 2014). A atividade da comunidade decompositora que gera boa parte desse processo, é estimulada pelo aumento da precipitação e da temperatura (ALVES et al., 2006; BAUER et al., 2016).
Dessa forma, pode-se afirmar que o aporte, o acúmulo e a decomposição da serapilheira, são responsáveis por grande parte do controle sobre o ciclo do carbono e sobre a disponibilidade de nutrientes, uma vez que, sem a ciclagem dos nutrientes a comunidade vegetal ficaria com a produtividade primária, aumento de sua biomassa e a reprodução comprometida (ADAMS eANGRADI 1996).
Conhecer o conteúdo da serapilheira e os nutrientes que a constituem é fundamental, uma vez que se esse material contém baixa qualidade nutricional, a fertilidade do solo será comprometida e posteriormente, prejudicará o processo de restauração do ambiente (PAUDEL et al., 2015).
A qualidade bioquímica da matéria orgânica irá depender das diferentes propriedades físicas-químicas da serapilheira, sendo determinada por seus teores em compostos orgânicos e inorgânicos (frações solúveis, nutrientes, lignina, celulose, compostos fenólicos, carbono, substâncias estimulantes ou alelopáticas), alta porcentagem de lignina e compostos aromáticos, por exemplo, tornam o material mais rígido e difícil de decompor, já elevados teores de carboidratos solúveis ou celulose deixam o material mais maleável, facilitando a atuação da macrofauna (MOREIRA e SIQUEIRA 2006). Além disso, a eficiência dos organismos envolvidos na decomposição desse material como, bactérias, fungos, entre outros (VEEN et al., 2015).
9 Diante do exposto, pode-se afirmar que a serapilheira dispõe de inúmeras funções positivas para a floresta sendo, portanto, grande influenciadora na dinâmica da ciclagem biogeoquímica para os diferentes ecossistemas florestais (HOLANDA et al., 2017).
2.4 Fragmentação
As modificações promovidas pelo homem sobre o meio natural são capazes de provocar mudanças na paisagem que desencadeiam processos de perturbação em todo o ecossistema. A fragmentação rompe a continuidade florestal, criando assim, áreas de borda que agem como fronteiras entre a formação vegetal e os usos das terras, além disso, alterara o fluxo de energia, matéria e microrganismos (HOLANDA et al., 2010; COSTA, 2015).
A fragmentação consiste basicamente na redução e divisão de ecossistemas contínuos, ocorre quando um determinado habitat é reduzido a manchas ou fragmentos, que podem acontecer em meio a um ambiente alterado, ou isoladamente (MCGILL et al., 2015). Esse processo se agrava à medida que grandes extensões de floresta são subdivididas e desmatadas, criando fronteiras (ecótonos) (LAURANCE e VASCONCELOS, 2009).
De acordo com (VINTER et al., 2013), o processo de fragmentação corresponde a um dos principais fatores desestruturantes das relações ecológicas, proporcionando uma ameaça para as populações de diversas espécies. As paisagens naturais em sua maioria se dispõe de maneira heterogênea no meio, isso se deve as lacunas que são criadas de forma inesperada por incêndios ou inundações, no entanto, se tratando da fragmentação natural, ela acontece em escalas temporais e espaciais menores quando comparada com a fragmentação provocada pelo homem.
Essas subdivisões e o consequente isolamento das áreas, devido a formações de “barreiras” acabam por promover a redução de área utilizável, a redução do fluxo gênico, o isolamento das espécies, impedindo que elas cruzem entre si, e como consequência a perda da diversidade genética (DANTAS et al., 2017).
2.4.1 Efeito de borda
A definição de efeito de borda pode ser compreendida como sendo o trecho marginal da floresta, que sofre influência do meio externo e, por isso, apresenta diferenças físicas e estruturais com relação ao seu entorno (BARROS et al., 2006). Refere-se a uma série de mudanças bióticas e abióticas que as regiões mais externas (bordas) dos fragmentos sofrem, e que podem se estender por distâncias variadas em direção ao seu interior (OLIFIERS e CERQUEIRA 2006).
10 As bordas antrópicas criadas pelo processo da fragmentação provocam efeitos negativos sobre as áreas, alterando as funções ecológicas do meio, a disposição dos recursos naturais, a macrofauna, entre outros (FOLEY et al., 2005; LINDENMAYER e FISCHER 2006; PÜTZ et al., 2011). Ocasionam alterações no microclima, aumento da temperatura, redução da umidade do ar e do solo. Além disso, afeta a dispersão de sementes a polinização (CÔRTES e URIARTE, 2013).
De acordo com (DANTAS et al., 2017) “quanto mais irregular e menor for o fragmento, maior será a área de contato com a matriz, e maior o efeito de borda”. Assim como a proximidade com obras de infraestrutura e ou adensamentos humanos, até então, apresentam uma relação positiva com o grau de perturbação antrópica nas áreas de habitat (RIBEIRO et al., 2015; BENÍTEZ-LÓPEZ et al., 2017; DECKER et al., 2017).
O excesso de luz e calor promovidos pelo efeito de borda, causam o aumento da mortalidade de árvores (LAURANCE et al., 2006; BARROS e FEARNSIDE, 2016). Além disso, facilita a invasão e proliferação de espécies pioneiras, que acabam por assumir a paisagem mudando a estrutura e composição da comunidade vegetal na região da borda (FARIA et al., 2009 e JOLY et al., 2014), isso faz com que a região da borda seja mais heterogênea do que o interior da floresta (HOLANDA et al., 2010).
Esse aumento da mortalidade de indivíduos na região de borda, leva a uma maior deposição de conteúdo vegetal sobre o solo, uma vez que a árvore cai e começa a se decompor, gerando maior produção de matéria orgânica, serapilheira, e consequente aumento da entrada de carbono orgânico oriundo da decomposição do material do solo (BARROS e FEARNSIDE 2016). Dessa forma tende-se a obter mais serapilheira na borda da floresta do que no seu interior.
Segundo (GALETTI et al., 2013), que realizou estudos em Florestas Estacionais Semideciduais, observaram que a partir dos 50 m da borda, partindo para o interior do fragmento, as composições florísticas são pouco afetadas pelas atividades antrópicas, consequentemente favorecendo a fauna.
Assim como (ALVES JÚNIOR et al., 2010) afirmaram que, após 100 m para o interior do fragmento, o efeito de borda tende a diminuir seus impactos sobre a área. Portanto, quanto menor for o fragmento, maior a área de borda e maiores são os efeitos externos sobre ele.
2.1. Floresta Nacional de Nísia Floresta
A Flona de Nísia Floresta está localizada em uma área que pertencia ao poder público municipal e essa foi doada ao poder público federal em novembro de 1948. Sendo incorporadas ao Instituto Brasileiro de Desenvolvimento Florestal (IBDF) como dependência da Estação Florestal de Experimentação (Eflex) de Assú, na década de 60. No ano de 1989,
11 foi criado o Instituto Brasileiro do Meio Ambiente (Ibama), que passou a integrar à Superintendência Estadual como Eflex de Nísia Floresta. E no ano de 2001, finalmente tornou-se Flona de Nísia Floresta, entidade fomentadora do desenvolvimento sustentável da região (BRASIL, 2012).
Hoje se insere na Área de Proteção Ambiental (APA) Bonfim/Guaraíra, criada pelo Decreto Estadual n° 14.369/99 (BRASIL 2012). Tratando-se de uma UC de uso sustentável, permite atividades que envolvam coleta e uso dos recursos naturais, desde que sejam destinadas a pesquisa (MMA 2017).
A Flona Possui um clima tropical com estação seca de inverno (Aw), com variação de temperatura de 20 a 27°C (ALVARES, 2014), e pluviometria média anual de 1.455 mm, com umidade relativa média de 76%. O solo é classificado como Latossolo Vermelho-Amarelo álico, com textura média, fase subperenifolia (RADAMBRASIL, 1981).
A vegetação original que compõe o município é a Mata Atlântica, predominando as florestas estacionais semideciduais, sendo esta, relacionadas as condições climáticas, possui uma estação chuvosa e outra seca, onde de 20 a 50% dos indivíduos do estrato arbóreo superior perdem as folhas na estação desfavorável (BRASIL, 2012).
Da sua área total, cerca de 80 ha são ocupados pela vegetação da Mata Atlântica Secundária, esta encontra-se dividida da seguinte maneira: 45% de Floresta Estacional Semidecidual e 14% de Tabuleiro Litorâneo. A cobertura vegetal restante 40% é corresponde à experimentação florestal, (BRASIL 2012).
De acordo com as informações do plano de manejo, a Flona encontra-se subdividida em cinco áreas: a área com Floresta Estacional Semidecidual (área IV), com vegetação de Tabuleiro Litorâneo (área V) e áreas I, II e III áreas experimentais (áreas que sofreram o plantio de espécies nativas e exóticas) (Figura 1).
12 A flona de Nísia Floresta encontra-se em uma região historicamente explorada para a monocultura da cana-de-açúcar, além de ter sido local de experimentação florestal implantados nas décadas de 60 e 70. Apresentando um histórico de interferência antrópica, não existindo comunidade florestal primária no seu interior, constitui a sua atual fisionomia e composição florística, áreas alteradas em estágio de regeneração e áreas de experimentação florestal (BRASIL 2012).
O fragmento de Floresta Estacional Semidecidual da FLONA de Nísia Floresta encontra-se em estágio avançado de regeneração, pois a preservação da Mata Atlântica, na área onde ele ocorre dá-se em data anterior aos anos 50 do século passado. Nas áreas I, II e III que são as áreas experimentais, onde foram plantadas espécies nativas e exóticas, a floresta vem se regenerando de forma natural devido ao tempo em que os experimentos foram abandonados e ao estado de conservação que foram impostas a estas áreas a partir dessa data (BRASIL 2012).
Dentre as áreas I, II e III, que sofreram o processo de remoção da vegetação original, para instalação dos experimentos, é possível observar que muitos dos talhões se encontram em bom estágio de desenvolvimento, e podem ser trabalhados com algumas intervenções. Já em outros talhões, as espécies que foram introduzidas, tanto as nativas como as exóticas morreram e a área encontra-se em estágio médio de regeneração natural, observa-se que a vegetação é bastante diversificada, entre as três, em decorrência de interferência que cada área sofreu (BRASIL 2012).
De acordo com o estudo fitossociológico, realizado por (OLIVEIRA et al., 2001) em 15 parcelas de 250 m2 de área, utilizando o DAP mínimo de 5 cm. Foi observado que na área mais conservada (área IV), a vegetação se encontra em estágio avançado de regeneração, houve maior diversidade florística. E Nas áreas I e II existe uma menor diversidade florística, sem, entretanto, haver uma diferença significativa entre elas. Já na área III onde a vegetação está num estado de regeneração natural mais avançado, existe uma maior diversidade florística, quando compara com as áreas I e II (BRASIL 2012).
Segundo funcionários da FLONA, e com as próprias observações feitas em campo, dentro da área mais conservada, área IV, é possível se distinguir dois fragmentos que possuem diferentes estágios de regeneração, ainda que contraste com informações do plano de manejo. Os dois fragmentos de vegetação nativa apresentam diferenças florísticas, de densidade e porte, devido a exploração seletiva e dos tratamentos silviculturais realizados nos sub-bosques antes da área se tornar uma Floresta Nacional (BRASIL 2012).
O autor definiu as áreas com base na interpretação da visita em loco e informações históricas de uso da terra obtidas com antigos moradores do município de Nísia Floresta, RN. Segue abaixo as figuras 2, 3 e 4, indicando os locais onde foram instalados os coletores.
13 Figura 2. Disposição dos coletores instalados no fragmento I. Fonte: Autor
14 Figura 4. Disposição dos coletores instalados no fragmento III. Fonte: Autor.
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ARTIGO
1
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APORTEDESERAPILHEIRAEMFRAGMENTOSFLORESTAISDEMATAATLÂNTICA LOCALIZADOSNAFLONADENÍSIAFLORESTA/RN
25 APORTEDESERAPILHEIRAEMFRAGMENTOSFLORESTAISDEMATAATLÂNTICA
LOCALIZADOSNAFLONADENÍSIAFLORESTA/RN
Yasmim Borges Câmara*, Alan Cauê de Holanda², Emanoelle Josephine Pereira da Costa³
RESUMO
A serapilheira é a camada mais superficial do piso florestal, analisar sua deposição é fundamental para avaliar a estabilidade das florestas. O objetivo do trabalho foi avaliar o aporte de serapilheira em três fragmentos florestais em diferentes estágios de regeneração, localizados na FLONA de Nísia Floresta, considerando o efeito de borda e as influências do regime hídrico. Foram instalados 54 coletores, 18 em cada fragmento, distanciados de 0 a 100 em relação à borda e, mensalmente, durante 12 meses, foram coletados todo o material aportado. O material foi seco em estufa a 65° por 48h e pesado em balança de precisão. A estimativa de deposição da serapilheira foi de 3.227,90 kg ha-1 ano, 3.315,60 kg ha-1 ano e 1.775,90 kg ha-1 ano, respectivamente para os fragmentos 1, 2 e 3. O maior aporte no fragmento 2, se deu em função da diversidade de espécies onde o fragmento está inserido, sendo essas em sua maior parte por indivíduos adultos e de grande porte. O aporte de serapilheira teve comportamento sazonal, apresentando maior deposição no período adverso, indicando que a pluviosidade atua como agente regulador desse material. Para o aporte na borda ao interior dos fragmentos, somente no fragmento 3 observou-se diferenças estatísticas com valores variando de 93,87 kg ha-1 ano (borda) a 261,7 kg ha-1 ano (100 m). Fragmentos com históricos de perturbação elevados depositam menor quantidade de serapilheira da borda ao interior da floresta, afirmando ser esse o fragmento mais degradado.
26 LITTER INPUT IN ATLANTIC FOREST FRAGMENTS IN FLONA NISIA FLORESTA / RN Yasmim Borges Câmara*, Alan Cauê de Holanda², Emanoelle Josephine Pereira da Costa³
ABSTRACT
Litter is the most superficial layer of the forest floor, analyzing its deposition is essential to assess the stability of forests. The objective of the work was to evaluate the litter supply in three forest fragments at different stages of regeneration, located in NONIA Floresta FLONA, considering the edge effect and the influences of the water regime. 54 collectors were installed, 18 in each fragment, spaced from 0 to 100 in relation to the edge and, monthly, for 12 months, all the contributed material was collected. The material was dried in an oven at 65 ° for 48 hours and weighed on a precision scale. The litter deposition estimate was 3,227.90 kg ha-1 year, 3,315.60 kg ha-1 year and 1,775.90 kg ha-1 year, respectively for fragments 1, 2 and 3. The largest contribution to the fragment 2, was due to the diversity of species where the fragment is inserted, these being mostly by adults and large individuals. The supply of litter had a seasonal behavior, showing greater deposition in the adverse period, indicating that rainfall acts as a regulating agent for this material. For the contribution at the edge to the interior of the fragments, only in fragment 3, statistical differences were observed with values ranging from 93.87 kg ha-1 year (border) to 261.7 kg ha-1 year (100 m). Fragments with high disturbance histories deposit less litter from the edge to the interior of the forest, claiming that this is the most degraded fragment. Keywords: Flona; border effect; deposition.
* Mestranda em Ciências Florestais da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), RN, Brasil: yasmimb17@gmail.com
³ Mestranda em Ciências Florestais da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), RN, Brasil: yasmimb17@gmail.com; emanoellejosephine@hotmail.com.
