INFLUÊNCIA DA SAZONALIDADE NOS PROCESSOS DE REGENERAÇÃO ESPONTÂNEA NA SERRA MADUREIRA-

MENDANHA, RJ.

MAGALHÃES,M.A.F.1; CORTINES,E ; MELO,A.L 3; VALCARCEL,R. 4.

1- Graduanda em engenharia florestal UFRRJ 2- Bióloga licenciada, UFRRJ 3- Engenheiro Florestal, Mestrando em Ciências Ambientais e Florestais

UFRRJ 4- Dr. Prof. Adjunto IV, IF-DCA- UFRRJ, Seropédica, RJ.

RESUMO O conhecimento das variações comportamentais das espécies em

ecossistemas estáveis em função das variações sazonais pode aperfeiçoar os planos e programas de recuperação de áreas degradadas. Na serra de Madureira Mendanha existem áreas perturbadas (pasto,fragmento florestais em decrupte) e áreas degradadas originadas a partir da mineração. Objetivando otimizar os processos de recuperação dos ecossistemas perturbados através de reflorestamentos ecológicos envolvendo combinações de espécies com diferentes funções, se utilizou a regeneração como bioindicador de aquisição de resiliência, empregando o método fitossociológico de pontos, para avaliar quatro ambientes: reflorestamentos com predomínio de Mimosa caesalpinifolia (MB1); Eucalyptus citriodora (MB2); fragmento florestal remanescente e Pastagem no inverno/2004 e verão/2005, com objetivo de analisar as influências dos efeitos da sazonalidade. Foi constatado a colonização de 10 espécies temporárias no verão na MB1, 11 na MB2, 6 no fragmento e 4 na pastagem, atestando que houve diferentes propriedades emergentes nos ecossistemas em recuperação. Palavras chave : sazonalidade, regeneração espontânea, áreas perturbadas.

RESUMEN El conecimento de las variaciones comportamentables de las especies

em ecossistemas estables em junción de las variaciones sazonales puede aperfeccionarlos planes de recuperación de areas degradadas. En la sierra de Madureira-Mendanha existen areas perturbadas (pastos y fragmentos forestales en decreptud) y areas degradadas originadadas a partir de la mineración. Objetivando otimizar los procesos de recuperación de los ecosistemas perturbados através de bosques ecológicos distintos pela combinación de especies con funciones distintas, se utilizó la regeneracíon

como bioindicador de aquisición de resiliencia, utilizando el metodo fitosociológico de puntos, para evaluar 4 ambientes: bosque con predominio de Mimosa caesalpinifolia (MB1); Eucalyptus citriodora (MB2); fragmento forestal remanescente y pastizal en el invierno/2004 y verano/2005, con objetivo de analisar las influencias de los ejectos de la sazonalidad. Fue constatado la colonización de 10 especies temporarias en el verano en la MB1, 11 en la MB2, 6 en el FRAGMENTO y 4 en el pastizal, atestando que hubo diferentes propriedades emergentes en los ecossistemas en recuperación.

INTRODUÇÃO A sazonalidade expõe as plantas a mudanças periódicas,

principalmente através de fatores como água, luz e temperatura, tendo as plantas que se ajustar fisiologicamente à estas condições.

Ecossistemas degradados são aqueles cujas ações antrópicas modificaram-no de tal maneira, que fazem com que os seus mecanismos naturais de equilíbrio homeostático sejam perdidos. Já os ecossistemas perturbados sofrem modificações antrópicas, mas ainda resguardam alguma capacidade de responder aos distúrbios, e em longo prazo recuperar-se caso as fontes de perturbação sejam eliminadas (SER, 2002; PINHEIRO, 2004; SILVA, 2002).

Entretanto, o prejuízo causado ao ecossistema, seja por perturbação seja por degradação, sugere impactos negativos sobre seus atributos naturais e propriedades emergentes, dentre os quais pode-se destacar o banco de sementes e plântulas do solo; a camada de matéria orgânica; a disponibilidade de nutrientes; a capacidade de infiltração e as interações fauna-flora (NEPSTAD, 1998; MARTINS, 2001).

O desafio é reverter esse quadro de maneira que o mesmo ator que proporcionou impactos negativos ao ecossistema proponha-se a intervir em busca de sua reabilitação, ofertando um conjunto de fatores de maneira que os processos ambientais sejam similares aos outrora existentes (VALCARCEL & SILVA, 1997).

Em um setor da Serra Madureira Mendanha (RJ) são encontrados áreas perturbadas e degradadas, tais como pasto e fragmentos e, ainda, áreas de reflorestamento. Essa variação de ambientes está relacionada principalmente à proximidade da serra a um grande centro populacional, gerando impactos negativos aos ambientes presentes em seus domínios.

O reflorestamento, citado acima, trata-se de medidas biológicas estabelecidas pelo Laboratório de Manejo de Bacias Hidrográficas (UFRuralRJ) em parceria com a Pedreira Vigné, na tentativa de gerar conhecimento aplicável e extrapolável sobre a recuperação de áreas degradadas, passível de ser utilizado não só na região, mas também em áreas que apresentem atributos ambientais semelhantes aos ora estudados.

O objetivo deste estudo é analisar a influência dos efeitos da sazonalidade sobre a regeneração espontânea nas medidas biológicas, na área testemunha e no fragmento florestal .

MATERIAL E MÉTODOS A área de estudo está localizada na Serra do Madureira-Mendanha,

Rio de Janeiro, Nova Iguaçu (22o45´50´´- 22o51´S e 43o26´ - 43o36’10”W).

A mesma é caracterizada por um uso histórico intenso por monoculturas como café, cana-de-açúcar e citricultura. Hoje em dia as partes baixas das encostas encontram-se cobertas por pedreiras e pastagens sem agregação de tecnologia, sendo o fogo a principal técnica de manejo (Spolidoro,1990; IBGE, 2002).

O clima é do tipo Tropical de Altitude (Cwa) nas cristas da Serra e Tropical (Aw) nas áreas mais baixas, ambos caracterizados por verão chuvoso e inverno seco. A precipitação média anual é de 1.595mm. A temperatura média anual varia entre 17 a 22oC (Caw) e 22 a 24oC (Aw) ( FIDERJ,1978).

Na região predominam áreas declivosas, solos Litólicos e afloramentos rochosos.

Foi realizado um levantamento no inverno de 2004 e outro no verão de 2005, em quatro parcelas amostrais.

Área Testemunha: área de pastagem, apresentando solo compactado, constante presença de gado, sem cobertura vegetal e sombreamento, com ocorrência de fogo constantes. Está localizada a 85 m de altitude.

Medida Biológica 1 (MB1): consórcio de espécies pioneiras antropizadas com predomínio de Mimosa caesalpinifolia, implantados em 1994. Atualmente apresenta presença de estrato arbóreo homogêneo, está localizada mais próximo aos acessos de trânsito de pessoas e máquinas que as demais áreas. Está localizada a 90 m de altitude.

Medida Biológica 2 (MB2): também implantada em 1994, nesta medida tem-se predomínio de Eucalyptus citriodora sobre espécies nativas

pioneiras. Apresenta as mesmas condições da MB 1. Está localizada a 95 m de altitude.

Fragmento florestal: apresenta estrato arbóreo heterogêneo, possibilitando expressiva passagem de luz ao sub-bosque. Está distante das vias de acesso local de pessoas. Está localizado a 330 m de altitude.

O método fitossociológico escolhido para o monitoramento foi o “Método de Pontos” apresentado por MANTOVANI & MARTINS (1990) onde com uma vareta de metal graduada com 2m de altura é possível verificar a presença das espécies em cada ponto amostrado, sua altura e o número de toques que a planta deu na vara. Tanto na MB1 quanto na MB2 foram amostrados 200 pontos. Já na testemunha e no fragmento foram amostrados 100 pontos em cada, todos eqüidistantes em um metro. Na análise dos dados foram utilizados a listagem de espécies geradas para cada estação (verão e inverno) e, da mesma forma, os parâmetros fitossociológicos das espécies tais como: índice de valor de importância (IVI), densidade relativa (DR), frequência relativa (FR), índice de similaridade (CCj) e índice de diversidade de Shannon & Wiener (H`).

Mudanças entre as estações quanto as variáveis acima foram reportadas aos dados climáticos (1995-2004) da Estação Cimatológica Ecologia Agrícola, localizada no município de Seropédica-RJ, (Gráfico 1 e 2) e não de Nova Iguaçu, já que a mesma encontra-se desativada.

Preciptação Pluvométrica

0

50

100

150

200

jan

fev

mar ab

rm

ai jun jul

ago

set

out

nov

dez

meses

mm

Temperatura média

10

15

20

25

30

jan

fev

mar

abr

mai jun jul

ago

set

out

no

vd

ez

meses

°C

As plantas foram devidamente identificadas junto ao Herbário RBR (UFRuralRJ) e encontram-se depositadas no LMBH/IF/UFRuralRJ. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Foram amostradas 74 espécies ao todo (Anexo 1) nas quatro áreas de estudo (MB1, MB2, fragmento e testemunha), sendo 54 no inverno e 70

Gráfico 1: média da precipitação do ano de 1995 à 2004.

Gráfico 2: média da temperatura do ano de 1995 à 2004.

no verão, considerando a sobreposição de espécies ocorrentes entre as duas estações. Destas 74 espécies, 20 foram amostradas exclusivamente no verão e quatro somente no inverno. De maneira geral, um maior número de espécies foi encontrado no verão (Gráfico 3). Influência da sazonalidade:

Reportando-se aos gráficos 1, 2 e 3, é possível relacionar o comportamento diferenciado da regeneração espontânea no verão, que por sua vez apresenta maior número de espécies se comparado ao inverno, com os índices pluviométricos e de temperatura, que também são maiores nessa estação. Isto indica a influência desses fatores climáticos no crescimento e estabelecimento dessas espécies.

É possível observar na tabela 2, que os índices de similaridade entre as parcelas também aumentou no verão, ou seja, espécies que ocorriam no inverno somente em certas parcelas, passaram a ocorrer em outras no verão. Isto indica que houve maior oferta de atributos ambientais, que proporcionaram condições para o estabelecimento de espécies nessas áreas. Segundo SARTORI (2001), a dinâmica da sucessão natural pode ser influenciada por diversos fatores como característica fenológica das espécies, condições microclimáticas, edáficas e pela disponibilidade de fontes de propágulo.

0

10

20

30

40

PASTO MB2 MB1 MATA

parcelas

n°

de

esp

écie

s

inverno verão

Gráfico 3: número de espécies por parcela, no inverno de 2004 e no verão de

2005.

A área que mais respondeu a esse efeito da sazonalidade foi a medida biológica 2 (MB 2), onde foram amostradas 11 espécies no verão a mais que no inverno. Na MB1, foram amostradas 10 espécies a mais no verão. Quanto ao fragmento, observou-se uma variação entre as estações de 6 espécies e, por último, o pasto apresentou o menor efeito da sazonalidade, apenas 4 espécies a mais, o que provavelmente está relacionado às

condições desfavoráveis, como mudanças no microclima causadas pela influência direta dos ventos, que reduzem a umidade relativa por ausência de cobertura vegetal arbórea. Diversidade de espécies: Os resultados encontrados demonstram que, no verão, a área com maior diversidade foi MB1 (2,03), seguido do Fragmento (1,78), MB2 (1,65) e Testemunha (1,5). Com isso, é possível concluir que as medidas biológicas, em específico a MB1, tem apresentado sustentabilidade à luz da evolução da diversidade de espécies na área. Segundo FINEGAN (1984), este índice se constitui no mais importante instrumento de avaliação e monitoramento de projetos de restauração, já que, como menciona GANDARA & KAGEYAMA (1998), aponta o estado de integridade da área. Portanto, de acordo com este quisito, a MB1 obteve a maior eficiência conservacionista após 11 anos de plantio. BAZZAZ (1975), constatou um aumento da diversidade com o aumento do nível de sucessão, uma vez que de 10 a 15 anos após o abandono, tem-se desenvolvimento rápido das espécies. O efeito da sazonalidade no inverno foi constatado no número de indivíduos e no verão sobre o número de espécies, isso porque o índice de diversidade foi maior no inverno, ainda que o número de espécies no verão tenha sido maior. Similaridade de espécies:

No inverno, as parcelas que apresentaram maior similaridade foram MB1 e MB2, assim como no verão (Tabela 2). Isso, provavelmente ocorreu por estarem mais próximas uma da outra e por apresentarem condições de oferta de atributos parecidas para o estabelecimento de tais plantas. A menor similaridade foi constatada entre a área testemunha e o fragmento, isto é, nenhuma espécie do fragmento foi encontrada na área testemunha. É possível concluir que o fragmento não tem se apresentado como fonte de propágulos para a área testemunha, ou ainda, que a área testemunha apresenta nível de degradação tal, que não favoreça o desenvolvimento sucessional das espécies que necessitam de maior oferta de atributos ambientais. Isto está ligado ao fato de que é uma área de pasto que sofre queimas uma ou duas vezes no ano, o que pode provocar: perdas de espécies; destruição do banco de sementes do solo; aumento da distância da fonte de propágulos; redução da biodiversidade; mudança no comportamento dos agentes dispersores de sementes; estímulo de

competição inter-intra/específica. Essas características apontam para uma fragilidade do ecossistema e tendência a degradação. Tabela 2. Índice de similaridade de Jaccard (CCj).

Parcelas Inverno Verão

Sabiá/Mata 0,0476 0,053

Sabiá/Pasto 0,185 0,243

Sabiá/Eucalipto 0,44 0,43

Eucalipto/Pasto 0,160 0,222

Eucalipto/Mata 0,025 0,036

Pasto/Mata 0 0

Segundo SCHULZ (1967), o nível sucessional que se encontra a vegetação depende da extensão e intensidade da perturbação e também do grau de exploração e degradação. Quanto maior for a atividade impactante, as primeiras fases da sucessão se estabelecem com muito mais lentidão e isto se reflete nas mudanças de estrutura e composição florística. Parâmetros fitossociológicos (IVI, DR, FR):

Na medida biológica 1 (MB1), as três espécies que apresentaram maior índice de valor de importância (IVI) no inverno, em ordem decrescente, foram Panicum maximum, Sp.5 e Mimosa caesalpinifolia (Tabela 3), seguindo a mesma ordem no verão. Essas mesmas espécies, no inverno, obtiveram maiores valores de densidade (DR) e freqüência relativa (FR), também em ordem decrescente. Quanto a este parâmetros (DR e FR) no verão a única mudança foi que Mimosa caesalpinifolia obteve maiores valores do que Sp.5, que estava acima dela no inverno.

Resultados parecidos ocorreram no pasto, onde as espécies de maiores IVI, Panicum maximum, Solanum palinacanthum e Galactia sp, também tiveram sua ordem trocadas, pois no verão Galactia sp., que apresentava menores valores de DR e FR, passou a ter maiores valores desses parâmetros do que Solanum palinacanthum no inverno.

Tanto na parcela do fragmento quanto na MB2, os maiores valores para os parâmetros calculados no inverno se mantiveram para as mesmas espécies no verão. As espécies de maiores valores para o fragmento foram: Alchornea sp., Caliandra sp. e Erytroxylum pulchrum e para a MB2 foram: Panicum maximum, Sp5 e Eucalyptus citriodora Tabela 3. Parâmetros fitossociológicos calculados para as áreas de estudo. IVI - Índice de valor de importância; DR - Densidade relativa; FR - Freqüência relativa.

Parcela Inverno Verão IVI DR FR IVI DR FR

MB1 Panicum maximum Sp5 Mimosa caesalpinofolia

IVI DR FR IVI DR FR

101.205 47.568 37.724

32.895 17.105 12.500

31.469 18.182 11.189

119.438 49.485 29.688

46.296 15.079 8.730

14.222 24.000 12.444

MB2 Panicum maximum Sp5 Eucalyptus citriodora

181.326 37.155 13.431

57.759 13.793 4.310

58.772 13.158 3.509

186.968 50.228 6.660

56.42 20.41 2.29

54.474 18.947 2.632

TESTEMUNHA Panicum maximum Solanum palinacanthum Galactia sp.

194.946 48.185 25.867

63.362 17.672 8.621

55.114 19.886 11.364

134.119 22.199 73.687

38.127 8361 27.425

37.361 9.059 25.784

FRAGMENTO Alchornea sp. Caliandra sp. Erytroxylum pulchrum

145.269 29.594 25.317

48.916 9.598 4.334

37.339 12.446 6.009

229.910 21.145 9.597

139.43 6.186 2.577

35.897 8.791 4.029

CONCLUSÕES • Foram obtidos resultados diferenciados na amostragem de espécies devido a diferentes graus de degradação e diferentes formas de ação dos fatores climáticos em cada uma das quatro parcelas, já que apresentam tipologias de vegetação específicas. • A maior oferta de atributos ambientais no verão, permitiu o aumento da diversidade de espécies amostradas nas parcelas, sendo: 4 espécies a mais na área testemunha, 6 no fragmento; 10 na MB1 e 11 na MB2. Contudo, o maior número de indivíduos foi constatado no inverno. • Estes resultados mostram a eficiência das medidas biológicas no processo de reabilitação dos ecossistemas e ainda, que a influência da sazonalidade não só contribui, como também é essencial para o aumento na diversidade de espécies dentro das parcelas.

AGRADECIMENTOS Agradecemos o apoio A Pedreira Vigne Ltda e ao CNPq pela Bolsa de Apoio a Pesquisa concedida ao Laboratório de Manejo de Bacias Hidrográficas/UFRuralRJ.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BAZZAZ, F.A. Plant Species Diversity In Old-Field Successional Ecosystems In Southern Illinois.

Ecolgy. V.56, p. 485-488. 1975.

FIDERJ. Indicadores Climatológicos. Série Sipe . Rio de Janeiro, 1978. 156p. (mapas).

FINEGAN, B. Forest Succession. Nature , V.312, p.109-114, 1984.

GANDARA, F.B. & KAGEYAMA, P.Y. Indicadores de sustentabilidade de florestas naturais. Série Técnica IPEF . V.12, nº 31, p. 79-84. 1998.

MANTOVANI,W. & MARTINS,F.R. O método de pontos. In: Congresso Nacional de Botânica, 41, 1990, Ceará. Resumos... Fortaleza, SBB, 1990, 401 p.

MARTINS,S.V. Recuperação de matas ciliares. 2001. 146p. Ed. Aprenda fácil. Viçosa, MG.

PINHEIRO, C.A.A. Dinamismo dos processos erosivos em fontes pontuais de emissão de sedimentos para a Baía de Spetiba . 2004. Dissertação Mestrado, UFRRJ, Seropédica, RJ.

NEPSTAD, D.C.; UHL,C.; PEREIRA,C.A.; SILVA,J.M.C. Estudo comparativo do estabelecimento de árvores em pastos abandonados e florestas adultas na Amazônia oriental. In: GASCON,C. & MOUTINHO,P. (Eds.) Floresta Amazônica: Dinâmica, Regeneração e Manejo. 1998. P.191-218.

SARTORI,M.S. Variação da regeneração natural arbórea no sub-bosque de Eucaliptus saligna Smith. Manejado por talhadia, localizado no município de Itatinga, SP. 2001. .95p. Dissertação de Mestrado em Ciências da Escola Superior de Agricultura”Luiz de Queiroz”.

SILVA,A.M.; SCHULZ, H.E. & CAMARGO, P.B de.Erosão e hidrossedimentologia em bacias hidrográficas. Ed.RiMa, São Carlos, SP. 2002. 140p.

SOCIETY FOR ECOLOGICAL RESTAURATION SCIENCE & POLICY WORKING GROUP. 2002. The SER Primer on Ecological Restauration. < www.ser.org/> acessado em Set/ 2003.

SPOLIDORO,M.L.C.V. Fatores ambientais que afetam a distribuição e freqüênci a de capinzais na Serra do Madureira - Mendanha, Rio de Janeiro. 1998. 75f. Monografia (Especialização em Ciências Ambientais) - Instituto de Florestas, UFRRJ, Seropédica.

VALCARCEL, R. & SILVA, Z.de S. Eficiência conservacionista de medidas de recuperação de áreas degradadas: proposta metodológica. Floresta e ambiente, ano 4,1997.

SCHULZ,J. P. La regeneración natural de la selva mesofitica tropical de Surinam después de su aprovechamiento. Instituto Florestal Latino-Americano de Investigacion y Capacitacion. Boletin n.23, 1967. p. 3-27.

Anexo 01: Ocorrência das espécies amostradas nas quatro parcelas, nas duas estações do ano (inverno/ verão) em Nova Iguaçú, RJ. • - ocorreu no inverno / × - ocorreu no verão.

Famílias/Espécies M

B1

MB

2

TE

ST

FR

AG

Famílias/Espécies M

B1

MB

2

TE

ST.

FR

AG

ACANTHACEAE FLACOURTIACEAE Chamaeranthenum venasum

- - - • ×

Casearia sp. - - - • ×

ANACARDIACEAE GRAMINEAE Astronium aff graveolens

- - - • ×

Panicum maximum • ×

• ×

• ×

-

ARALIACEAE LABIATEAE Philodendrum sp. - - - •

× Hyptis suavolens × • - -

ASCLEPIADACEAE Sida spinosa • ×

• ×

• ×

-

Oxipetalum sp. - - - • ×

Sida sp. × - - -

ASTERACEAE Sidastrum micranthum

• • ×

- -

Chaptalia interregima - × × - Waltheria indica - × • ×

-

Emilia sonchifolia × - - - Wissaluda amplissima - • - - Eupatorium × × - - MIMOSACEAE

maximilianii Porofilum ruderale • - - - Caliandra sp. - - - •

× Pterocaulon sp. • × • •

× - Inga fagifolia •

× - - -

Tridax procumbens - × - - Leucaena leucocephala

• ×

× - -

BIGNONIACEAE Mimosa bimucronatha

• ×

• ×

• ×

Arrabidea leucopogon • × × - - Mimosa caesalpinifolia

• ×

• ×

- -

Arrabidea sp. • • - - MYRTACEAE Cybistax antisyphilitica - × - - Eucaliptus citriodora - • - - Tabebuia chrysotricha - - - •

× Eugenia cuprea - - - •

× BOMBACACEAE Eugenia fumicifolia - × - •

× Pseudobombax grandiflorum

• • ×

- - Eugenia jabolana - - • -

BROMELIACEAE Eugenia uniflora • ×

- - -

Bromelia antyacantha - - - • ×

Pisidium guajava • ×

• ×

• ×

-

Cryptantus sp. - - - • ×

ORCHIDACEAE

CACTACEAE Stenocladis maculata - - - × Sp.70 x PASSIFLORACEAE CAESALPINACEAE Passiflora sp. × - - × Piptadeia gonoacantha

- × - - RUBIACEAE

Senna obtusifolia - - × - Alseis floribunda • ×

- - -

CLETHRACEAE Spermacoce verticilata

× • ×

× -

Clethra brasiliense × × - - Chomelina sp. - × - - COMBRETACEAE RUTACEAE Terminalia catappa × - - - Sp10 •

× - - •

× COMELLINACEAE Sp. 60 - - - × Commelina diffusa • × - - - Sp. 62 × •

× - -

CUCURBITACEAE SAPINDACEAE Momordica charantia - - - • Serjania caracasana - - - •

× DIOSCORIACEAE SOLANACEAE Sp. 65 - - - × Solanum

palinacanthum × - •

× -

ERYTROXYLACEAE VERBENACEAE Eritroxylum pulchrum - - - •

× Lantana camara - •

× - -

EUPHORBIACEAE Alchornea sp. - - - •

× INDETERMINADAS

× Croton sphaeroginus - - - •

× Sp.2 •

× • ×

- -

Jatropha gossypífolia - × - - Sp.5 • ×

• ×

- -

Sp. 66 - - - × Sp.31 - • - - FABACEAE Sp.45 - - - •

× Aschinomene viscosa Sp.51 - - - •

× Clitoria sp - - •

× - Sp. 55 - - - •

× Desmodium tortuosum - - × - Sp.56 - - - •

× Galactia sp. × × •

× - Sp.68 - - - ×

Macherium rohrii • × • ×

- - Sp.69 - - - ×

Vigna sp. • × × × -

MAGALHÃES,M.A.F.; CORTINES,E ; MELO,A.L; VALCARCEL,R. (2005). Influência da sazonalidade nos processos de regeneração espontânea na serra Madureira-Mendanha, RJ. In: VI Simpósio Nacional sobre Áreas Degradadas, e II Congresso Latino Americano de Recuperação de Áreas