Evolução dos fragmentos florestais em microbacias ínstaveis e seus significados
ambientais na mata atlantica.
Otávio Marques 1, Ricardo Valcarcel 2, Ivan José Lima Teixeira 3
1
2
Acadêmico de Engenharia Florestal da UFRuralRJ; Professor adjunto IV do Departamento de Ciências
3
Ambientais, Instituto de Florestas da UFRuralRJ; Eng. Florestal Msc. Prefeitura da Cidade do Rio de
Janeiro.
Palavras-chave: microbacias instáveis, fragmentos florestais, resiliência.
Resumo
Introdução
Foram selecionadas 140ha do Parque Estadual da
Pedra Branca, 88 microbacias instáveis com
problemas de fragilidade ambiental. Estudou-se a
distribuição
dos
fragmentos
florestais
remanescentes e se relacionou os fatores
ecológicos que também tem implicações na
regularização do seu regime hídrico. Foram
encontrados 3 fragmentos (16ha), ocupando 9
microbacias (10,22%), onde os principais fatores
ecológicos resguardadores de resiliência dos
ecossistemas foram: Área < 4,7 ha, Fator de forma
entre 0,15 e 0,23, Declividade de 56 a 70%,
Altitude acima de 106 metros Exposição solar com
orientação Sul, Proximidade de acesso motorizado
acima de 500 metros, Direção dos ventos unidos
com ângulo de incidência de 118 a 157 e
comprimento de rampa entre 376 a 500 metros.
A Mata Atlântica tem ocorrência desde Santa
Catarina até o Rio Grande do Norte (ISA, 2001),
sob influências marinhas, sendo tipificada como
formações vegetais que apresentam aspectos
fisionômicos similares aos das regiões com
relevo movimentado, onde o efeito da orografia
é marcante na definição do ecossistema. No
Estado do Rio de Janeiro a Serra do Mar toca e
se afasta do Oceano Atlântico, chegando a
distancias de 100 km, gerando variações de
ecossistemas com diferentes ofertas de
atributos ambientais. A vegetação se manifesta
como
resultado
destas
diferenciações
ambientais. Locais com equilíbrio homeostático
ajustados evolutivamente, exercem plenitude de
funções ecológicas, sendo provedores de água
limpa e regularizada nas microbacias, além de
propiciarem funcionamento ambiental que
afetam a qualidade de vida das pessoas. Na
região de planalto da serra do Mar, microbacia
de 56ha de ecossistemas preservados, com
1.848,00mm de precipitação anual, produzem
coeficiente de escoamento de 0,72 (vazão
2
média), vazão mensal mínima de 79,77mm/m
2
no mês onde a precipitação foi de 9,50 mm/m
(período de estiagem - CICCO, et al., 1985).
A Mata Atlântica quando sofre intervenção
antrópica apresenta modificações ambientais
drásticas, podendo ter implicações sócias
importantes. Este geo-sistema é considerado
como frágil, sendo uma permanente “área
crítica” (AB’ SABER, 1977). Ele sugere que as
florestas constituem um conjunto paisagístico
único, capaz de oferecer proteção às encostas,
conclamando à sociedade para sua defesa
intransigente, dada a alta fragilidade deste geosistema ecológico. As encostas da serra do Mar
em Cubatão, assim como os seus elevados
Abstract
Was selected in 140ha of the Parque Estadual da
Pedra Branca, 88 unstable microbasins with
distinct problems of environment fragility. It was
studied the distribution of the forest fragments and
related to the possible ecological factors that also
have implications in the regularization of its hidric
balance. 3 fragments were selected (16ha),
occupying 9 microbasins (10,22%), where the
main ecological factors holding of resilience of
ecosystems had been: Area < 4,7 ha, Factor of
form between 0,15 and 0,23, Declivity of 56-70%,
Altitude above of 106 meters, solar exposition with
South orientation, proximity of vehicle access in
the range of 500 meters, Direction of the wet winds
o
with angle of incidence of 118 to 157 and length
of slope between 376 to 500 meters.
1
regime pluviométrico (1.200 a 1.300 mm/ano)
com predomínio de chuvas orográficas.
A base cartográfica digitalizada foi extraída das
cartas plani-altimétricas na escala 1:2000,
folhas: SF–23-Z-C-III-2-NE-D-III-1, SF–23-Z-CIII-2-NE-D-III-4, SF–23-Z-C-III-NE-IVI-3 e SF–
23-Z-C-III-NE-C-IVI-6
(FUNDREM,
1975),
conferidas com auxilio do GPS (GARMIN,
1994).
O fotomosaico com orto-fotos coloridas
(1:10.000) adquiridas pela Prefeitura em 1999
foi fotointerpretado, extraído o mapeamento dos
levantamentos
dos
fragmentos
florestais
georeferenciados e as informações repassadas
para base cartográfica digital 1:2.000. As
demais informações foram extraídas da mesma
base: microbacias, caracterização morfométrica
(área, fator de forma, declividade, altitude
media, exposição solar, proximidade de acesso
motorizado, direção dos ventos úmidos e
comprimento de rampa) foram obtidas segundo
metodologia
específica
(GREGORY
&
WALLING, 1985). Os fatores orientação,
proximidade de acesso, direção dos ventos
úmidos e comprimento de rampa foram obtidos
de SPOLIDORO (1998) modificados, onde
acesso foi definido como caminho carroçável,
direção dos ventos o ângulo de incidência dos
ventos SW nas microbacias, comprimento de
rampa a distancia entre pontos altos e baixos da
microbacia.
Foi realizado analise de cluster para fins de
agrupamento de microbacias por afinidade de
fatores que influem na presença de fragmentos
florestais (variável independente), seguindo
metodologia descrita por VALENTIN (2000).
Para identificar tendências dos fatores mais
freqüentes que influenciam a presença de
fragmentos florestais, se trabalhou com 8
intervalos de classes e distribuição de
freqüências.
custos e problemas ambientais são as
conseqüências claras (FILHO, 1988).
Analisar problemas ambientais com enfoque
ecológico, de forma espacializada envolvendo
conceitos de microbacias, permite conjugar
critérios hidrológicos com ambientais aplicados ao
planejamento. Esta análise utiliza as funções
hidrológicas diferenciais das microbacias, que
avalia os efeitos vegetação, tanto no sentido efeito
-causa como em direção biunívoca.
A área experimental sofreu intenso processo de
colonização e se constitui no Parque Estadual da
Pedra Branca desde 1988 (Lei 1.206 de
28/03/1988), envolvendo a parte superior a 300
m.s.n.m.
Este trabalho teve como objetivo identificar os
fragmentos florestais remanescentes até 1999 na
região de Barra de Guaratiba, onde predominam
microbacias instáveis fortemente utilizadas e
analisar os possíveis fatores ambientais que
conferiram resiliência.
Material e métodos
A área de estudo localiza-se no Distrito de Barra
de Guaratiba, Zona Oeste do Município do Rio de
Janeiro, onde são encontradas microbacias com
problemas ambientais relacionados a redução dos
níveis de resiliência dos ecossistemas. As
encostas declivosas foram desmatadas (19501960) para cultivo de mandioca, batata e banana
ainda remanescente. A decadência da agricultura
de subsistência e valorização imobiliária,
contribuíram para a transformação da região em
local de moradias unifamiliares de médio e baixo
padrão construtivo (4.338 habitantes) no terço
inferior, com tendência a subir encosta.
Os Podzólico Vermelho-Amarelo Tb, eutrófico e
Bruno não Cálcico são solos predominantes, cuja
profundidade (<1m), textura média/argilosa e
declividade forte ondulado contribuem para a
fragilidade dos ecossistemas (PALMIERI, 1980). A
grande freqüência de matacões (superficiais e
enterrados)
associados
aos
afloramentos
rochosos aumentam a complexidade dos
problemas ambientais.
A exposição solar (rumo noroeste) aumenta a
importância dos raios solares da matutinos,
protegendo dos ventos úmidos das chuvas com
direção Sudoeste. O clima "Aw" (verão chuvoso
com inverno seco) segundo KöPPEN, apresenta
Resultados e discussão
Foram encontradas 88 microbacias nos 140 ha
amostrados, onde havia apenas 3 fragmentos
florestais ocupando 16 ha (11,43%), distribuídos
em 9 microbacias (10,23%) com 76,6 ha
(54,70%). Todos os fragmentos florestais estão
acima do primeiro terço da encosta (> 126m),
sendo que no terço médio existem dois
fragmentos com 0,08ha e 6,50ha e no terço
2
na manutenção da umidade do solo,
condicionando a oferta de água que ajude a
aumentar a resiliência dos ecossistemas. No
presente caso observo-se que justamente o
contrário se estabelece, onde as menores
microbacias apresentam maior freqüência de
fragmentos florestais (tabela 2).
Quadro 02: Área das microbacias (ha)
Área
Bacia Freq. Bacia frag. Freq.
ha
%
Unid.
%
Unid.
00,0 - 04,7
78
89
5
56
04,8 - 09,5
06
07
2
22
09,6 - 14,3
01
01
1
11
14,4 - 19,1
01
01
0
00
19,2 - 23,9
00
00
0
00
24,0 - 28,7
01
01
0
00
28,8 - 33,5
0
00
0
00
33,6 - 38,3
1
01
1
11
Total
88
100
9
100
superior o maior com 9,50ha. A posição dos
fragmentos e o reduzido tamanho nas partes
inferiores, evidenciam a redução da resistência
ambiental nos ecossistemas antropizados, fato
este que coincide com maior freqüência de
incêndios, queimadas das bordaduras e tendência
de redução de tamanho.
As microbacias apresentam heterogeneidade de
fatores ambientais onde os seus limites
encontram-se na tabela 1.
Tabela 1: Morfometria de microbacias
Fatores
Área
F.F
Decl.
Alt.
ha
%
m.s.n.m
Minima
0,38
0,12
33
15
Máxima
38,00
0,62
117
172
Fatores Orient.
Prox.
Dir. V C. Ramp.
m
m
Minima
1
0
85
33
Máxima
8
1172
315
1000
O fator de forma reflete o tempo de evasão da
água das microbacias, sendo que, quanto
maior mais tempo a água fica retida.
Comparando e relação entre microbacias com
fragmento florestal e total de microbacias,
evidencia-se que esta lógica foi observada até
o fator de forma 0,30 (tabela 3), uma vez que
a classe anterior apresentou apenas uma
microbacia a mais.
A analise de Cluster através do corte da distancia
euclidiana a 60%, formou 5 grupos de microbacias
similares (figura 1), sendo que, destes 3
apresentam fragmentos florestais (9 das 16
microbacias). Tomando-se em consideração que a
simples presença do fragmento evidencia ofertas
diferenciadas de atributos ambientais, pode-se
concluir que, nestas microbacias existem os
fatores
discriminantes
condicionadores
da
presença dos fragmentos, assim como da maior
resiliência dos ecossistemas.
Tabela 3: Fator de forma das microbacias
FF
Bacia Freq B. frag Freq.
Unid
%
Unid.
%
0,00 - 0,07
0
0
0
0
0,07 - 0,15
7
8
1
11
0,15 - 0,23
28
32
4
44
0,23 - 0,30
37
42
3
33
0,30 - 0,38
8
9
1
11
0,38 - 0,46
6
7
0
0
0,46 - 0,53
0
0
0
0
0,54 - 0,62
2
2
0
0
Total
88
100
9
100
Figura 1: Analise de Cluster para agrupamento de
microbacias
de
acordo
com
suas
características ambientais.
Tree Diagram for 88 Cases
Unweighted pair-group average
Euclidean distances
120
(Dlink/Dmax)*100
100
80
60
O fator declividade reflete a força com que a
água fica retida no terreno, sendo que em
ambientes planos se esperaria maior
umidade. Como no presente caso todas as
microbacias são declivosas, esta variável não
apresentou relação lógica (tabela 4), onde a
maior freqüência foi obtida entre o intervalo de
classe que vai de 56 – 70%.
40
20
0
888584838781868280797874695276757270686765646663627773715961605856555754393829353432363337284753463127424026254924514544432350481281615611941307 5 4132221203181719214101
O efeito da área da microbacia interfere na
captação de chuvas (LIMA, 1986) e pode interferir
3
evidenciando a melhor oferta de atributos
ambientais para a ocorrência de fragmentos
florestais.(tabela 06)
Tabela 4: Declividade das microbacias
Decl.
Bacia Freq. B. frag. Freq.
%
Unid.
%
Unid.
%
000 - 015
016 - 030
031 - 045
046 - 055
056 - 070
071 - 085
085 - 100
101 - 117
Total
0
0
13
18
33
15
4
5
88
0
0
15
20
38
17
5
6
100
0
0
2
0
7
0
0
0
9
Quadro 06: Exposição Solar das microbacias
Exp.
Bacia Freq
B. frag
Freq
Unid.
%.
Unid.
%
Sul
36
41
6
67
Sudeste
17
19
1
11
Sudoeste
9
10
0
0
Nordeste
0
0
0
0
Norte
4
5
0
0
Noroeste
10
11
2
22
Leste
0
0
0
0
Oeste
12
14
0
0
Total
88
100
9
100
0
0
22
0
78
0
0
0
100
A altitude representa afastamento dos locais de
maior pressão antrópica e, possivelmente,
redução dos efeitos dos aerosóis marinhos,
embora quanto mais alto seja o local, menor a
chuva efetiva captada. No presente estudo ficou
claro que quanto maior a altitude, maior a
freqüência de microbacias com fragmentos
florestais (tabela 5), evidenciando que os efeitos
ambientais resguardadores de atributos que
dotam os ecossistemas de resiliência, não são
totalmente justificados em bases hidrológicas.
A proximidade de acesso está relacionada com a
componente antrópica e suas alterações da
paisagens (tabela 07), onde 77% das
microbacias com fragmentos florestais estão a
mais de 500 metros do acesso motorizado.
Quadro 07: Proximidade de acesso motorizado
das microbacias
Prox.
Bacia Freq. B. frag. Freq.
metros
Unid.
%
Unid
%
0 - 147
37
42
2
22
148 - 294
12
14
0
0
295 - 441
12
14
0
0
442 - 588
9
10
1
11
589 - 735
6
7
1
11
736 - 882
3
3
1
11
883 - 1029
1
1
1
11
1030 - 1172
8
9
3
33
Total
88
100
9
100
Tabela 5: Altitude media das microbacias
Altitude
Bacia
Freq. B. frag Freq.
metros
Unid.
%
Unid.
%
0 - 21
17
19
0
0
22 - 42
42
48
0
0
43 - 63
5
6
0
0
64 - 84
4
5
1
11
85 - 105
5
6
0
0
106 - 126
4
5
3
33
127 - 147
3
3
3
33
148 - 172
8
9
2
22
Total
88
100
9
100
Nas áreas onde os ventos unidos incidem com
menor ângulo, houve um maior numero de
bacias com fragmentos florestais. A variação de
ângulo das bacias com fragmentos florestais
que teve maior freqüência foi no intervalo de
classe de 118 – 157 (tabela 8) sinalizando a
grande influencia que este fator tem na
formação de fragmentos florestais.
A direção das vertentes propicia conservação de
umidade, pois o período de exposição e
qualidade dos raios solares variam. No
Município do Rio de Janeiro as vertentes
voltadas para Leste e Sul são úmidas, com
vegetação Ombrófila e vertentes Norte e
Noroeste
apresentam
vegetação
com
caducifolia (PALMIERI, 1980; LIMA, 1986 e
OLIVEIRA, 1992). As microbacias com
fragmentos florestais com exposição Sul foram
as que apresentaram maior freqüência (67%),
4
Tabela 9: Características morfométricas com
maiores freqüências.
Área
F. Forma
Decl.
Alt.
ha
%
m
0 a 4,7 0,15 a 0,23
56 a 70
106 a 172
Exp.
Prox
Dir.
C. Ramp.
.m
A
m
Sul
+ 500
118 a 157
376 a 500
Tabela 08: Direção dos vento unidos que incide
nas microbacias
Dir.vent.
Bacia Freq. B. frag. Freq.
Angulo
Unid
%
Unid.
%
0 – 39
0
0
0
0
39 – 78
1
1
0
0
78 – 118
18
20
2
22
118 – 157
25
28
5
56
157 – 196
18
20
0
0
196– 236
11
13
0
0
236 – 275
11
13
2
22
275 - 315
4
5
0
0
Total
88
100
9
100
A analise individual de cada característica
morfometrica permite apresentar os efeitos que
podem justificar parcialmente a conformação da
paisagem.
Podendo
assim
identificar
microbacias com características similares as
microbacias com fragmentos florestais.
O comprimento de rampa pode influenciar no
funcionamento hidrológico das microbacias, pois
maiores comprimentos podem influenciar a
infiltração em ecossistemas íntegros e a erosão
em
ecossistemas
menos
resilientes.
As
microbacias com fragmentos florestais tiveram
maiores freqüência no intervalo de classe de 376
– 500 e 501 – 625 com freqüência 33 e 22%
respectivamente (tabela 8).
Tabela 8:
microbacias
C.Ramp.
metros
0 – 125
126 – 250
251 – 375
376 – 500
501 – 625
626 – 750
751 – 875
876 - 1000
Total
Comprimento
de
Bacia
Unid
55
17
5
5
3
1
0
2
88
B. frag
Unid.
0
1
1
3
2
1
0
1
9
Freq.
%
63
19
6
6
3
1
0
2
100
Rampa
Conclusões
Os Fragmentos florestais remanescentes
nas microbacias evidenciaram que os fatores
ecológicos mais importantes na obtenção de
resiliencia foram: área < 4,7ha, Fator de forma
entre 0,15 e 0,23, Declividade de 56 a 70%,
Altitude acima de 106 metros Exposição solar
com orientação Sul, Proximidade de acesso
motorizado acima de 500 metros, Direção dos
ventos unidos com ângulo de incidência de 118
a 157 e comprimento de rampa entre 376 a 500
metros.
das
Freq.
%
0
11
11
33
22
11
0
11
100
Agradecimento e Auxílio Financeiro
A
Coordenadoria
de
Conservação
e
Recuperação Ambiental da Prefeitura da Cidade
do Rio de Janeiro, Laboratório de Manejo de
Bacias Hidrográficas / UFRRJ e CNPq.
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de classe que tiveram maiores freqüência para
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