REVISTA DE BIOLOGIA E CIÊNCIAS DA TERRA ISSN 1519-5228 Volume 12 - Número 1 - 1º Semestre 2012 Variações temporais na densidade de espécies lenhosas regenerativas em áreas impactadas por Usinas Hidrelétricas André Eduardo Gusson1; Vagner Santiago do Vale2; Glein Monteiro de Araújo3; Ivan Schiavini4 RESUMO Este estudo investiga os efeitos da inundação de um reservatório nas principais populações regenerativas de plantas em florestas estacionais deciduais impactadas por Usinas Hidrelétricas. Foram feitas amostragens das populações antes e depois do momento da inundação, sendo calculadas as taxas de mortalidade e recrutamento das principais espécies. O aumento da umidade teve efeitos sobre a estrutura populacional das principais espécies na comunidade lenhosa regenerativa, agindo de forma negativa ou positiva sobre as taxas mortalidade e recrutamento, dependente da espécie. A intolerância à disponibilidade hídrica por algumas espécies merece uma atenção especial, pois implicam no plano de manejo e recuperação das áreas impactadas pelo reservatório artificial. Palavras-chave: Barragens; Floresta Decidual; Mortalidade; Perturbação. Temporal variations in the density of regenerating woody plants in impacted areas by Hydropower ABSTRACT This study investigates the effects of reservoir flooding in the more important regenerative plants population distributed in deciduous season forests impacted by Hydropower. Samples were collected from the plant population before and after the flood and calculated specie’s mortality and recruitment rates. To evaluate the moisture content variation in soil samples were collected before and after the flood. The increased of the moisture had effects on the population structure of woody species in the regenerative community, acting negatively or positively about mortality and recruitment rates, depending on specie. Species not tolerant to increase water availability need a special attention, because it implies the management plan and rehabilitation of impacted sites by artificial reservoir. Keywords: Dams; Deciduous Forest; Disturbance; Mortality. 83 INTRODUÇÃO Nos últimos 30 anos, a América do Sul apresentou um grande aumento no número de reservatórios (BRANDT, 2000), sendo a maioria destes reservatórios artificiais associados às grandes Usinas Hidrelétricas UHEs (SAMPAIO et al., 2005). Estes reservatórios modificam a paisagem e subsidiam novas condições ambientais (NILSSON e SVEDMARK, 2002), resultantes principalmente pela inundação dos reservatórios e a perda de habitat (NILSON et al., 2005). Ainda, as áreas impactadas pelos reservatórios artificiais deslocam uma grande quantidade de cobertura vegetal que, como medida compensatória, áreas adjacentes aos reservatórios devem ser recuperadas através do plantio de mudas, principalmente nativas. Estudos demonstram que as populações vegetais apresentam respostas diferentes para os efeitos da inundação (REA e GANF, 1994; DENTON e GANF, 1994; CASANOVA e BROCK, 2000), visto que o regime de água modifica a interação competitiva entre as espécies (KEDDY e REZNICEK, 1986). A recuperação de áreas em grande escala muitas vezes envolve a montagem de viveiros e a produção de mudas para viabilizar o plano de recuperação. No entanto, o foco é uma produção maciça e menor preocupação com as respostas sobre estabelecimento e desempenho das espécies. As inundações e conseqüente aumento da disponibilidade de água eliminam algumas espécies, favorecem a expansão de outras e podem afetar significativamente o estabelecimento de uma comunidade (SEABLOOM et al., 1998). Assim, o estudo sobre o comportamento das espécies em diferentes condições ambientais torna-se uma ferramenta extremamente fundamental e aplicável para o plano de recuperação das áreas diretamente afetadas pelos reservatórios. O objetivo do trabalho foi verificar o efeito da inundação sobre as populações das principais espécies na comunidade lenhosa regenerativa em áreas de florestas estacionais deciduais sob a influência de reservatórios artificiais, buscando relacionar a maior disponibilidade de água no solo com a mortalidade, sobrevivência e recrutamento dos indivíduos juvenis das espécies. MATERIAIS E MÉTODOS Área de estudo O estudo foi conduzido em duas florestas estacionais deciduais localizadas às margens do reservatório da UHE Amador Aguiar I, Minas Gerais, Brasil: área 1 (68 ha, 18º48’ S e 48º07’ W) área 2 (17 ha, 18º47’ S e 48º06’ W). Estas florestas estão sob forte influência da sazonalidade, com duas estações bem definidas: uma seca, que compreende os meses de abril a setembro, e outra chuvosa, entre os meses de outubro a março (ROSA et al., 1991). As florestas deste estudo fazem parte de um conjunto de áreas que foram diretamente afetadas pelo enchimento do reservatório artificial da UHE Amador Aguiar I localizado no vale do rio Araguari, Estado de Minas Gerais, Brasil. O reservatório artificial da UHE apresenta uma característica peculiar referente a outras UHEs na não oscilação do espelho d’água. Informações detalhadas sobre a localização e descrição do local de estudo podem ser encontrados em Siqueira et al., (2009) e Gusson et al., (2011). Coleta e análise de dados Em março de 2006 foi realizado o primeiro censo populacional para as principais espécies da comunidade lenhosa indicadas por Siqueira et al. (2009), representadas no estrato regenerativo em cada área. Foram demarcadas 40 parcelas de 5 m x 5m em cada área, alocadas paralelamente a cota de inundação, sendo amostrados e marcados todos os indivíduos vivos que apresentaram altura superior a 1 m e circunferência altura do peito (CAP) < 15 cm, quando atingida. Foram coletadas dimensões de altura e diâmetro na base do solo (DBS) de 84 cada individuo amostrado. Em março de 2009, foram realizadas novas coletas utilizando o mesmo critério de inclusão para os recrutas e novos indivíduos que alcançaram o critério de inclusão da amostragem. A variação do teor de umidade do solo ao longo do ano foi avaliada por coletas trimestrais de solo entre os anos de 2005 e 2008 nas profundidades de 0-10 cm, 20-30 cm e 4050 cm e secas em estufa à 105ºC por 24 horas (Gusson et al., 2011). As taxas de mortalidade (M) e recrutamento (R) foram calculadas utilizando as equações propostas por Sheil e May (1996). As análises estatísticas demonstrando as variações do teor de umidade entre os anos e estações anuais foram conduzidas e apresentadas por Gusson et al., (2011). RESULTADOS As análises do teor de umidade demonstraram que ocorreram variações entre os anos e entre o gradiente de profundidade, aumentando o teor de umidade ao longo dos anos, em ambas as áreas (Gusson et al., 2011). Segundo os autores, esta mudança foi mais perceptível na estação seca (setembro), onde o teor de umidade, que não variava em 2005 (área 1 p = 0,534 e área 2 p = 0,635), provavelmente porque no auge da estação seca o solo atinge o máximo de déficit hídrico, após a inundação as variações do gradiente ficaram extremamente evidente (área 1 p = 0,025 e área 2 p = 0,022). As taxas de mortalidade e recrutamento das principais espécies da comunidade regenerativa, como resposta às novas condições impostas pela inundação, variaram entre as áreas. Na área 1, A. colubrina, M. urundeuva, Guazuma ulmifolia, Tabebuia roseoalba e Lithraea molleoides apresentaram taxas de mortalidade superior, enquanto que, Myrcia splendens, Rhamnidium elaeocarpum e Cecropia pachystachya as taxas foram superiores para o recrutamento. Resultados semelhantes foram observados na área 2, com M. urundeuva, Guazuma ulmifolia e Platypodium elegans apresentando taxas de mortalidade superior e Tabebuia roseoalba, A. colubrina, Acacia polyphylla, Campomanesia velutina e Piptadenia gonoacantha apresentando taxas de recrutamento superior (Tabela 1). Tabela 1 - Lista das principais espécies representadas na comunidade regenerativa de duas florestas estacionais deciduais sob a influência de reservatório artificial. Espécies área 1 N0 NF R S M T.M T.R AB Myrcia splendens (Sw.) DC. 97 301 236 65 32 6,45 13,07 0,42 Anadenanthera colubrina (Vell.) Brenan Myracrodruon urundeuva Allemão Guazuma ulmifolia Lam. Rhamnidium elaeocarpum Reissek Campomanesia velutina (Cambess.) O.Berg Tabebuia roseoalba (Ridl.) Sandwith Lithraea molleoides (Vell.) Engl. Cecropia pachystachya Trécul 49 45 39 32 19 13 12 4 64 33 41 53 20 17 10 9 47 11 28 32 6 15 6 7 17 22 13 21 14 2 4 2 32 23 26 11 5 11 8 2 16,17 11,24 16,73 6,78 4,96 26,80 16,73 10,91 12,24 5,56 11,38 10,06 5,00 14,71 10,00 12,96 0,16 0,34 0,23 0,24 0,51 0,41 0,83 0,13 85 Espécies área 2 Tabebuia roseoalba (Ridl.) Sandwith N0 94 NF 137 R 47 S 90 M 4 T.M 0,72 T.R 5,72 AB 1,24 Anadenanthera colubrina (Vell.) Brenan 77 139 93 46 31 8,23 11,15 0,24 Acacia polyphylla DC. 58 94 54 40 18 6,00 9,57 0,38 Campomanesia velutina (Cambess.) O.Berg 23 51 30 21 2 1,50 9,80 1,17 Myracrodruon urundeuva Allemão 20 9 2 7 13 16,05 3,70 0,52 Piptadenia gonoacantha (Mart.) J.F.Macbr. 12 26 18 8 4 6,53 11,54 1,04 Casearia mariquitensis Kunth 11 11 4 7 4 7,26 6,06 0,27 Guazuma ulmifolia Lam. 7 7 3 4 3 8,91 7,14 0,68 Platypodium elegans Vogel 6 5 1 4 2 6,53 3,33 0,74 N0 = número de indivíduos inicial; NF = número de indivíduos final; R = recrutas; S = sobreviventes; M = mortos; T.M = taxa de mortalidade (% a.a); T.R = taxa de recrutamento (% a.a); AB = área basal média (cm2). Como verificado principalmente em Tabebuia roseoalba (Área1: T.M = 26,8 e T.R = 14,71; Área 2: T.M = 0,72 e T.R = 5,72), além da diferença de amplitude, ocorreram respostas inversas para as taxas de mortalidade e recrutamento dependente da área. Esta inversão das taxas de mortalidade e recrutamento pode ser explicada pela densidade e maturidade dos indivíduos. Tabebuia roseoalba apresentou média de área basal e densidade superior na área 2, onde as taxas de mortalidade conseqüentemente foram menores. O mesmo pode ser observado em Myracroduon urundeuva, Anadenanthera colubrina e Guazuma ulmifolia. DISCUSSÃO As flutuações ocorridas nas taxas de mortalidade, recrutamento e demais variáveis demográficas podem estar relacionados tanto a variáveis físicas do ambiente quanto a estruturais das populações. Estas diferenças de taxas podem ocorrer devido à variação no tamanho dos indivíduos amostrados (PINTO, 1997) e ainda podem variar dentro de uma mesma área ou entre períodos sucessivos de monitoramento (ROLIM et al. 1999). Dificilmente pode-se monitorar e controlar as inúmeras variáveis ambientais em espaços abertos. Além disso, os ambientes florestais naturalmente ocasionam uma grande variabilidade temporal e espacial interferindo nos valores das taxas de mortalidade e recrutamento (ROSSI et al. 2007; ROLIM et al. 1999). O estresse hídrico é um dos principais fatores que podem afetar o estabelecimento e a sobrevivência de novos indivíduos e corresponde a fase onde ocorre uma das maiores taxas de mortalidade no ciclo de vida da planta (SOLBRIG, 1980). No sentido inverso, Kramer et al., (2008) demonstram correlações positivas entre a inundação e o aumento da mortalidade de espécies arbóreas. Nesse sentido, entende-se que o estresse hídrico pode alterar os valores das taxas de mortalidade pela maior disponibilidade ou pela escassez de água. Muitos trabalhos demonstram que o aumento da disponibilidade hídrica, neste caso, o aumento de teor de umidade no solo provocado pela inundação pode afetar a sobrevivência, o crescimento, o estabelecimento, o recrutamento e a distribuição das espécies de plantas (BLOM et al., 1994; KERN, 1996; KEVIN e BROOKS, 2003; VERVUREN et al., 2003; GLENZ et al., 2006; GLENZ et al., 2008). Em longo prazo, apenas as espécies tolerantes ao aumento da disponibilidade hídrica permaneceram no ambiente, outras novas poderão ocupar os espaços oferecidos pelas espécies que não suportaram as novas condições ambientais e por fim a estrutura e diversidade destas áreas serão alteradas. 86 CONCLUSÃO Este trabalho demonstra que, após a inundação do reservatório, o aumento do teor de umidade apresentou conseqüências negativas para a estrutura populacional de algumas espécies lenhosas da comunidade regenerativa. Ainda, considera que as novas condições ambientais impostas pelos reservatórios artificiais podem promover o aumento ou declínio populacional das espécies vegetais nativas pré-estabelecidas, podendo alterar a estrutura e composição das futuras comunidades florestais. Tais informações merecem destaque uma vez que, a recuperação das margens de reservatórios artificiais esta associada ao sucesso das espécies indicadas no plano de recuperação das áreas impactadas. 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