a influência da erosão na regeneração de clareiras
DESCRIPTION
A eficácia na restauração de áreas impactadas pela indústria petrolífera na Amazônia é um dos indicadores da sustentabilidade desta atividade econômica. O aperfeiçoamento das técnicas para restaurar ecossistemas perturbados passa pelo conhecimento da influência recíproca dos fatores bióticos e abióticos, importantes para entender o mosaico de espécies e a estrutura das comunidades. O desafio é integrar a pesquisa ecológica com a geomorfológica. A chave está em trabalhar com fenômenos que ocorrem na mesma escala de tempo e espaço. Desta visão vem o objetivo da tese: estudar como a erosão interfere e sofre interferência na restauração de áreas que utilizam a sucessão ecológica como princípio. As áreas estudadas estão contidas em um raio de 20 km ao redor das coordenadas 65°11’15”W e 04°51’55”S, Coari – Amazonas, Brasil. Os instrumentos para obtenção de dados foram: a) análise de imagens de satélites; b) observações diretas; c) levantamento da microtopografia; d) coleta e ensaios com amostras do banco de sementes no solo; d) acompanhamento da mortalidade em plantios e sua relação com processos erosivos; e) inventário da regeneração. Estes dados foram coletados e tratados por estatística descritiva, testados e correlacionados, considerando os sítios de erosão e deposição, no contexto de características locais: i) solo exposto; ii) regeneração e iii) dossel do plantio. Os resultados mostram que em 76% das áreas onde foi realizado o plantio de árvores o solo permanece exposto, ou ocupado por espécies invasoras exóticas. Proponho o abandono da denominação clareira para as áreas impactadas pela indústria petrolífera, tendo em vista a intensidade do distúrbio. Em substituição apresento uma classificação das áreas degradadas em função do uso antes da restauração e do substrato: a) infraestrutura; b) prospecção e pesquisa; c) poço; d) empréstimo; e) bota-fora. O banco de sementes vem sendo recomposto após o distúrbio, a quantidade de sementes viáveis no banco aumenta das áreas de erosão para as de deposição (p=0,0062). Esta diferença é menor quanto maior for a proteção do solo. A diversidade de sementes cresce com o aumento da proteção do solo pela vegetação. A mortalidade das plantas cultivadas apresentou correlação significativa (r=0,74) com a presença de processos erosivos. O distúrbio provocado durante a abertura e utilização da área pode comprometer a resiliência do ecossistema. Nestes casos, a regeneração natural que ocorre é compatível com a sucessão primária e a restauração precisa ser enfocada como tal. Por isto recomendo que as técnicas para restauração da floresta impactada pela exploração de hidrocarbonetos sejam aperfeiçoadas e adequadas à intensidade do distúrbio causado, em cada área e dentro de uma mesma área.TRANSCRIPT
INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZÔNIA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM
CIÊNCIAS DE FLORESTAS TROPICAIS - PPGCFT
A INFLUÊNCIA DA EROSÃO NA REGENERAÇÃO DE CLAREIRAS
JORGE GLAUCO COSTA NASCIMENTO
Manaus, Amazonas
Dezembro de 2009
JORGE GLAUCO COSTA NASCIMENTO
A INFLUÊNCIA DA EROSÃO NA REGENERAÇÃO DE CLAREIRAS
ORIENTADOR: Dr. GIL VIEIRA
CO-ORIENTADOR: Dra. SUELY DE SOUZA COSTA
Tese apresentada ao Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia – INPA, Programa de Pós Graduação em Ciências de Florestas Tropicais - PPGCFT como parte dos requisitos para obtenção do título de Doutor em Ciências de Florestas Tropicais.
Manaus, Amazonas
Dezembro de 2009
II
SINOPSE:
Estudo da influência recíproca da erosão na sucessão
vegetal em áreas impactadas em processo de
restauração, na província petrolífera de Urucu, na
Amazônia Ocidental Brasileira. Aspectos como
cicatrização do dossel, banco de sementes,
estabelecimento de plantas foram avaliados. Propõe
uma classificação das áreas degradadas pela indústria
do petróleo.
III
DEDICATÓRIA
Aos que contribuíram para esta tese.
Em especial a Daniela, Emanoela, Jorge Henrique e Jorge Caetano .
IV
AGRADECIMENTOS
A Universidade do Estado da Bahia – UNEB pelo irrestrito apoio prestado. Aos
dirigentes, colegas professores e funcionários do Departamento de Ciências Exatas e da
Terra – DCET I e da Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação – PPPG.
Sou grato ao Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia por ter me acolhido. Ao
meu orientador Dr. Gil Vieira e a co-orientadora Dra. Suely de Souza Costa, com carinho e
firmeza me guiaram nesta caminhada. A rede CT-Petro Amazônia que prestou o apoio
necessário aos trabalhos de campo e articulações com a empresa petrolífera. A
pesquisadora MSc Raquel Medeiros auxiliar de campo, revisora, amiga que se transformou
em irmã. Ao MSc Geângelo Calvi e MSc Lianna Molinaro, pelo auxilio no trabalho de campo
e desenvolvimento da pesquisa. A Dra Isolde Ferraz pela leitura e correção do capítulo
sobre a interferência da erosão no banco de sementes. A botânica pesquisadora MSc Ieda
Amaral, pelo incentivo e apoio. A abençoada secretária do curso de Ciências de Florestas
Tropicais Ana Clycia, sempre alerta com as datas e disposta me a auxiliar. Sou grato ao
parabotânico Francisco Quintiliano do Santos – Caroço, pela identificação das plantas e
ensinamentos. Aos estagiários Akis Silva, Juliana Fonseca e Radiely Oliveira, prestaram
auxilio valioso nos trabalhos de laboratório.
A PETROBRAS pelo apoio nos trabalhos de campo, em especial ao pessoal da área
de Saúde, Segurança e Meio Ambiente – SMS.
A Universidade do Estado do Amazonas UEA, Laboratório de Sementes, na pessoa
da professora MSc Maria da Gloria Mello e Sheila Carvalho, com carinho e paciência me
atenderam e abrigaram o experimento de germinação de sementes. A Dra. Katell Uguen,
pelas correções, incentivo e amizade.
A EMBRAPA Amazonia Ocidental nas pessoas do Dr Wenceslau Teixeira e MS
Gilvan Martins pelas análises de solo, esclarecimentos e contribuições para esta tese.
Ao Sistema de Proteção da Amazônia – SIPAM, Centro Regional de Manaus,
Coordenação de Inteligência, pelo apoio vigoroso e assessoria em sensoriamento remoto e
geoprocessamento, em especial ao MSc Daniel Assumpção. Ao Dr. Moacir Campos da
coordenação de sensoriamento remoto pelas correções e idéias no capítulo sobre erosão e
cicatrização do dossel.
V
RESUMO
A eficácia na restauração de áreas impactadas pela indústria petrolífera na Amazônia é um dos indicadores da sustentabilidade desta atividade econômica. O aperfeiçoamento das técnicas para restaurar ecossistemas perturbados passa pelo conhecimento da influência recíproca dos fatores bióticos e abióticos, importantes para entender o mosaico de espécies e a estrutura das comunidades. O desafio é integrar a pesquisa ecológica com a geomorfológica. A chave está em trabalhar com fenômenos que ocorrem na mesma escala de tempo e espaço. Desta visão vem o objetivo da tese: estudar como a erosão interfere e sofre interferência na restauração de áreas que utilizam a sucessão ecológica como princípio. As áreas estudadas estão contidas em um raio de 20 km ao redor das coordenadas 65°11’15”W e 04°51’55”S, Coari – Amazonas, Brasil. Os instrumentos para obtenção de dados foram: a) análise de imagens de satélites; b) observações diretas; c) levantamento da microtopografia; d) coleta e ensaios com amostras do banco de sementes no solo; d) acompanhamento da mortalidade em plantios e sua relação com processos erosivos; e) inventário da regeneração. Estes dados foram coletados e tratados por estatística descritiva, testados e correlacionados, considerando os sítios de erosão e deposição, no contexto de características locais: i) solo exposto; ii) regeneração e iii) dossel do plantio. Os resultados mostram que em 76% das áreas onde foi realizado o plantio de árvores o solo permanece exposto, ou ocupado por espécies invasoras exóticas. Proponho o abandono da denominação clareira para as áreas impactadas pela indústria petrolífera, tendo em vista a intensidade do distúrbio. Em substituição apresento uma classificação das áreas degradadas em função do uso antes da restauração e do substrato: a) infraestrutura; b) prospecção e pesquisa; c) poço; d) empréstimo; e) bota-fora. O banco de sementes vem sendo recomposto após o distúrbio, a quantidade de sementes viáveis no banco aumenta das áreas de erosão para as de deposição (p=0,0062). Esta diferença é menor quanto maior for a proteção do solo. A diversidade de sementes cresce com o aumento da proteção do solo pela vegetação. A mortalidade das plantas cultivadas apresentou correlação significativa (r=0,74) com a presença de processos erosivos. O distúrbio provocado durante a abertura e utilização da área pode comprometer a resiliência do ecossistema. Nestes casos, a regeneração natural que ocorre é compatível com a sucessão primária e a restauração precisa ser enfocada como tal. Por isto recomendo que as técnicas para restauração da floresta impactada pela exploração de hidrocarbonetos sejam aperfeiçoadas e adequadas à intensidade do distúrbio causado, em cada área e dentro de uma mesma área.
VI
ABSTRACT One of sustainability indicator of economic activity in the oil industry in the Amazon is the effectiveness in the restoration of impacted areas. The improvement of restoration techniques to recover disturbed ecosystems pass by knowledge of the reciprocal influence of biotic and abiotic factors, and it’s important to understand the mosaic distribution and structure of the communities. The challenge is to integrate ecological and geomorphological researches. The key is work with phenomena that occur on the same scale of time and space. In this point of view the goal of the thesis can be defined as: how erosion interfere and suffer interference in the restoration of areas that use ecological succession as a principle. The studied areas are contained in a 20 km around the coordinates 65 ° 11'15 "W and 04 ° 51'55" S. The tools used to collect the data were: a) analysis of satellite images, b) direct observations, c) survey the microtopography d) collection and testing with samples of the soil seed bank, d) monitoring of mortality in plantations and relation to erosion processes, e) inventory of regeneration. These data were collected and processed considering the sites of erosion and deposition in the context of local characteristics: i) exposed soil, ii) regeneration and iii) restored canopy. The data were processed by descriptive statistics, tested and correlated and th76,59% of the areas were trees was planted, the soil remain exposed or occupied by exotic invasive species. I propose renounce the designation for clearing in the areas impacted by the oil industry because the term refers to an approach focused on secondary succession. In stead of I present a classification for degraded areas in terms of use before the restoration and substratum: a) infrastructure, b) exploration and research, c) well d) loan and) send-off. The seed bank has been recovery after disturb. The quantity of viable seeds increases in the areas of bank from erosion to the deposition (p= 0,0062), this difference is smaller as great is the ground cover. The diversity is higher with the ground cover increase. The trees planted mortality showed significant correlation (r=0,74) with the presence of erosion process. The disturbance caused during the opening and use of the area can compromise the ecosystem resilience. In these cases the natural regeneration that occurs is consistent with the primary succession. The restoration needs to be focused as such. Because that I recommend the improvement in the techniques for restoration in the forest impacted by the exploitation of hydrocarbons, appropriate to the intensity of the disturbance caused in each area
VII
SUMÁRIO
CAPÍTULO 1
CONSIDERAÇÕES INICIAIS
1
1.1 OBJETIVO
1
1.2 INTRODUÇÃO
2
1.3 EMBASAMENTO TEÓRICO
4
1.3.1SUCESSÃO VEGETAL 4
1.3.2 CLAREIRAS 7
1.3.3 EROSÃO 10
1.3.4 INTERAÇÕES DA COBERTURA VEGETAL COM A EROSÃO
16
1.4 OBJETIVO DA TESE
20
1.4.1 HIPÓTESES
20
1.5 CARACTERIZAÇÃO DA PAISAGEM 20
1.5.1 LOCALIZAÇÃO 20
1.5.2 TEMPO GEOLÓGICO 22
1.5.3 TEMPO HISTÓRICO
28
VIII
CAPÍTULO 2
O PLANTIO DE ÁRVORES TEM FAVORECIDO O CONTROLE DA EROSÃO
E A CICATRIZAÇÃO DO DOSSEL FLORESTAL NA AMAZÔNIA? O CASO
DE URUCU – AM, BRASIL
34
2.1 OBJETIVO
34
2.2 RESUMO
35
2.3 INTRODUÇÃO
36
2.4 METODOLOGIA
39
2.5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
46
2.6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
58
CAPÍTULO 3
CLASSIFICAÇÃO DAS ÁREAS ABERTAS PELA PESQUISA E
EXPLORAÇÃO DE HIDROCARBONETOS NA AMAZÔNIA OCIDENTAL
59
3.1 OBJETIVO
59
3.2 RESUMO
60
3.3 INTRODUÇÃO
61
3.4 MATERIAL E MÉTODOS
64
3.4.1 COLETA DE DADOS DIRETOS E INDIRETOS
64
3.4.1.1 Pesquisa Bibliográfica 64
IX
3.4.2 LEVANTAMENTOS SISTEMÁTICOS DE CAMPO
64
3.4.3 ANÁLISE DE IMAGENS ORBITAIS
66
3.4.4 CLASSIFICAÇÃO
67
3.5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
69
3.6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
86
CAPÍTULO 4
EFEITO DA EROSÃO NO BANCO DE SEMENTES NAS ÁREAS EM
RESTAURAÇÃO DE URUCU, AM, BRASIL
87
4.1 OBJETIVOS
87
4.2 RESUMO
88
4.3 INTRODUÇÃO
89
4.4 METODOLOGIA
92
4.4.1 SELEÇÃO DAS ÁREAS
92
4.4.2 COLETA DE AMOSTRAS DO BANCO DE SEMENTES
94
4.4.3 TRATAMENTO DAS AMOSTRAS EM LABORATÓRIO
95
4.4.4 ACOMPANHAMENTO DA GERMINAÇÃO
96
4.5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
98
X
4.6 CONSIDERAÇÕES FINAIS 110
CAPÍTULO 5
EFEITO DA EROSÃO NO ESTABELECIMENTO DE PLANTAS
CULTIVADAS EM ÁREAS ABERTAS PELA INDÚSTRIA PETROLÍFERA NA
AMAZÔNIA
111
5.1 OBJETIVO
111
5.2 RESUMO
112
5.3 INTRODUÇÃO
113
5.4 MATERIAL E MÉTODOS
116
5.4.1 O EXPERIMENTO DE COMPETIÇÃO INTER E INTRA ESPECÍFICA
117
5.4.2 O ESTUDO DOS PROCESSOS EROSIVOS
118
5.4.3 TRATAMENTO DOS DADOS
120
5.5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
120
5.6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
131
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
133
BIBLIOGRAFIA 135
XI
LISTA DE TABELAS
CAPÍTULO 1
1
Tabela 1 – Classificação dos canais de escoamento em função do
aprofundamento, (Bigarella et al., 2007).
11
Tabela 2 – Efeitos das glaciações cenozóicas na paisagem da Amazônia
Ocidental. (Base: Tricart 1966, 1975, 1977; Haffer e Prance 2002).
27
CAPÍTULO 2
34
Tabela 1 – Modelo de planilha para compilação dos dados.
44
Tabela 2 – Variação das classes dossel do plantio/regeneração/solo exposto
entre 1986 e 2007. Os valores são percentuais da área total (112,4 hectares).
Urucu, AM, Brasil.
51
Tabela 3 – Teste de Mann-Whitney para verificação das diferenças entre as
classes de mapeamento, nos intervalos de tempo considerados. Urucu, AM,
Brasil.
51
Tabela 4 – Percentual da área total de 112,4 hectares recobertos com as
classes dossel do plantio/regeneração/solo exposto, no ano de 2007 e em
relação ao tempo de plantio. Urucu, AM, Brasil.
52
CAPÍTULO 3
59
Tabela 1 – Classificação das áreas impactadas pela indústria petrolífera na
Amazônia Ocidental, com base em Urucu, Am, Brasil.
84
XII
CAPÍTULO 4
87
Tabela 1 – Quantidade de amostras do banco de sementes coletadas em cada
tipo proteção do solo e no conjunto. Urucu, AM, Brasil.
97
Tabela 2 – Relação entre a proteção do solo e a idade dos plantios visando a
restauração. Para as 36 áreas escolhidas de forma aleatória. Ano de referência
2007. Urucu, AM. Brasil.
99
Tabela 3 – Sementes germinadas no experimento do banco de sementes em
diferentes tipos de cobertura protetora do solo. Urucu, AM, Brasil.
99
Tabela 4 – Dependência dos resultados de germinação entre os pontos de
erosão e de deposição, para as diferentes coberturas protetoras do solo e o
total de amostras. Correlação de Spearman (ρ). Urucu, AM, Brasil.
101
Tabela 5 – Resultado da pesagem (kg) das amostras do banco de sementes
para um mesmo volume de solo (0,004m3). Urucu, Am, Brasil.
103
Tabela 6 – Relação de dependência entre o peso da amostra e a quantidade
de sementes germinadas. Correlação de Spearman (ρ). Urucu, AM, Brasil.
105
Tabela 7 – Diversidade (H’), Shannon (1948) e dominância (d) (Berger e Parker
1970) para as sementes germinadas no experimento do banco de sementes.
Urucu, AM, Brasil.
106
XIII
CAPÍTULO 5
111
Tabela 1 – Declividade das quadras onde foi realizado o plantio, Urucu 2006.
Urucu, AM,Brasil.
124
Tabela 2 – Percentual de mudas mortas por quadra em cada uma das áreas.
Urucu, AM, Brasil.
128
XIV
LISTA DE FIGURAS
CAPÍTULO 1
1
Figura 1 – Diferentes tipos de canais de escoamento das águas pluviais e processos
erosivos associados, (Fonte: USDA/NRCS 2002).
11
Figura 2 – Influência da vegetação na redução da perda de solo e do escoamento.
Chuvas com intensidade alta > 100 mm.h-1 e intensidade baixa < 25 mm.h-1. (Fonte:
Garcia-Fayos, 2004 - modificado).
12
Figura 3 - Modelo de relações entre a cobertura vegetal e a erosão em ambientes
mediterrâneos. Este modelo representa os efeitos da cobertura vegetal sobre a
erosão, assim como o efeito da erosão sobre a cobertura vegetal, e a
retroalimentação entre a cobertua vegetal e a erosão do solo. (Fonte Garcia-Fayos,
2004 - modificado.).
18
Figura 4 – Localização da província petrolífera de Urucu. Amazonas, Brasil.
21
Figura 5 – Bacia Amazônica. (Fonte: Nasa - modificado)
22
Figura 6 – Bacias sedimentares do Solimões, Amazonas e Parnaíba. Em 1 arco de
Iquitos; 2 arco de Carauari; 3 arco do Purus. (Fonte: Barata e Caputo, 2007 -
modificado).
23
Figura 7 – Campos de óleo e gás na bacia do Solimões. Destacada a província de
Urucu. (Fonte: Barata e Caputo, 2007 - modificado).
24
Figura 8 - Seção geológica da Bacia do Solimões, segundo (Eiras,1999). (Fonte:
Petrobras.)
25
XV
Figura 9 – Em “1” exposição da estratigrafia da formação Içá em Urucu. Em “2”
conglomerado basal da formação Içá no piso de uma área. Em “3” detalhe do pacote
mosqueado do topo da formação. Urucu, AM, Brasil .
26
Figura 10 – Precipitação média e número de dias chuvosos. Urucu, AM, Brasil.
(Fonte: Estação meteorológica Urucu).
29
Figura 11 – Temperatura média mensal e pluviosidade.Urucu, AM, Brasil. (Fonte:
Estação meteorológica Urucu).
29
Figura 12 – Balanço hídrico com dados da estação de Tefé. Tefé, AM, Brasil. (Fonte
INMET 2009)
30
Figura 13 – Água armazenada no solo com dados da estação de Tefé. Tefé, AM,
Brasil. (Fonte INMET 2009)
30
Figura 14 – Esboço gemorfológico da província petrolífera de Urucu. Urucu, AM,
Brasil. (Base: Imagem SRTM NASA)
32
Figura 15 – Dossel da floresta nas imediações das coordenadas 04053´09” S e
65019´59,79” W. À esquerda vista de cima para baixo e à direita vista de baixo para
cima. Urucu, AM, Brasil.
33
CAPÍTULO 2
34
Figura 1 – Localização das 39 áreas estudadas. Urucu, AM, Brasil.
41
Figura 2 – Atributos que interrelacionados definem as classes de mapeamento em
campo das 39 áreas estudadas em Urucu, AM, Brasil.
45
XVI
Figura 3 – Quantidade de áreas abertas nos intervalos de tempo considerados
neste estudo. Urucu, AM, Brasil.
47
Figura 4 – Idade do plantio em 2007 das 39 áreas estudadas. Urucu, AM,
Brasil.
47
Figura 5 – Classes de vegetação mapeadas nos anos de 1991 e 1995, nas 39 áreas
estudadas. Urucu, AM, Brasil. (LUC, RUC, J, são denominações da empresa para
identificação das áreas).
49
Figura 6 – Classes de vegetação mapeadas nos anos de 2001 e 2007, nas 39 áreas
estudadas. Urucu, AM, Brasil. (LUC, RUC, J, são denominações da empresa para
identificação das áreas)
50
Figura 7 - Aspectos locais das áreas de 2,66 ha, à esquerda; 4,18 ha no centro e 2,4
ha à direita, em setembro de 2008. Em “A” gramínea Andropogon bicornis L iniciando
a invasão da área, ao fundo o plantio (regeneração) e depois a floresta. Em “B”
erosão no interior do plantio expondo o sistema radicular e comprometendo a
estabilidade das árvores. Em “C” solo exposto às intempéries e a erosão, o que limita
a colonização pela vegetação. Entre junho e setembro de 2001 foram plantadas:
6.000 mudas na área de 2,26 ha; 14.270 mudas na área de 4,18 ha e 4.620 mudas
na área de 2,4 ha. Base imagem Quickbird setembro de 2004, disponível no
aplicativo web Google Earth. Urucu, AM, Brasil.
55
Figura 8 – Em “A”, crosta formada pelo impacto das gotas de chuva (1). Em “2” um
micropedestal também modelado pelas gotas de chuva. O escoamento superficial
rebaixa a superfície. Em “B” em primeiro plano, área de espraiamento e deposição
de partículas. No segundo plano, canais anastomosados - filetes. Urucu, AM, Brasil.
56
Figura 9 – Em “C” marcas de onda com partículas depositadas transversais ao fluxo.
A ponta da lapiseira indica a direção do fluxo de água. Em “D” sulco de erosão com a
deposição de partículas no leito. Urucu, AM, Brasil.
57
XVII
Figura 10 – Erosão rebaixando a superfície, expondo o sistema radicular das
touceiras de gramíneas. A erosão limita a sobrevivência até mesmo de plantas
ruderais invasoras. Urucu, AM, Brasil.
57
CAPÍTULO 3
59
Figura 1 – Tamanho X Quantidade de áreas abertas pela empresa petrolífera.
Urucu, AM, Brasil.
73
Figura 2 – Pluviosidade média associada à quantidade de plantios no mês, entre os
anos de 1991 a 2005. Urucu, AM, Brasil.
76
Figura 3– Presença das 20 espécies mais utilizadas nas 167 áreas recuperadas,
no período de 1991 a 2005. Urucu, AM, Brasil.
77
Figura 4 – Estimativa dos investimentos anuais na restauração de áreas entre os
anos de 1991 a 2005. Urucu – AM, Brasil.
77
Figura 5 – Acompanhamento da regeneração de área com 2,83 ha. Em julho de
1996 foram plantadas 28.000 mudas de 13 espécies diferentes. Entre 2001 e 2007 a
maior parte da área continuava com solo exposto. Urucu, AM, Brasil.
79
Figura 6 – Imagem Quickbird de 2004 da área de 2,83 ha. As fotos sobre a imagem
orbital são de outubro de 2008. As setas indicam o local de onde a foto foi tirada e o
ângulo de visada. Trata-se da mesma área da Figura 5. Urucu, AM, Brasil.
79
Figura 7 – Relação das áreas de solo exposto, regeneração e floresta para áreas de
empréstimo e poços no ano de 2007. Urucu – AM, Brasil
81
Figura 8 – Áreas de exploração petrolífera na Amazônia Ocidental. Observar nas
images menores o uso de gramíneas no controle da erosão e o plantio de mudas de
árvores.
85
XVIII
CAPÍTULO 4
87
Figura 1 – Localização das áreas de coleta de amostras do banco de sementes,
Urucu, AM, Brasil.
93
Figura 2 – Tipos de cobertura protetora do solo. Em “A” solo exposto; em “B”
gramínea; em “C” dossel do plantio. Urucu, AM, Brasil.
94
Figura 3 – Amostra do banco de sementes. Volume de 0,004m3. Urucu, AM,
Brasil.
95
Figura 4 – Em “A” bandejas preparadas para irem para o viveiro. Em “B” distribuição
das amostras no viveiro. Manaus, AM, Brasil.
96
Figura 5 – Contagem e identificação da germinação. Manaus, AM, Brasil.
97
Figura 6 – Média diária da variação da radiação solar incidente sobre as bancadas
durante a germinação das amostras do banco de sementes. Fevereiro de 2008.
Manaus, AM, Brasil.
98
Figura 7– Relação entre as áreas que apresentaram maior quantidade de sementes
germinadas no ponto de erosão e no ponto de deposição. Urucu, AM, Brasil.
100
Figura 8 – Escoamento superficial em área degradada. Observar a deposição de
partículas transversais ao fluxo da água e a colonização pela vegetação às margens
do canal de escoamento. Urucu, AM, Brasil.
102
Figura 9 – Gramíneas crescendo às margens de uma área de deposição de
sedimentos. Urucu,AM, Brasil.
104
Figura 10 – As espécies que mais germinaram nos pontos de erosão e de deposição
no banco de sementes das áreas com solo exposto. Urucu, AM, Brasil.
107
Figura 11 – As espécies que mais germinaram nos pontos de erosão e de deposição
no banco de sementes das áreas recobertas por gramíneas. Urucu, AM, Brasil.
1 107
XIX
Figura 12 – As espécies que mais germinaram nas amostras do banco de sementes
nas áreas recobertas pelo dossel do plantio. Urucu, AM, Brasil.
107
Figura 13 – As espécies mais encontradas no inventário ao redor dos pontos de
coleta. Realizado em mês com média de pluviosidade 60 mm. Urucu, AM, Brasil.
108
Figura 14 – As espécies mais encontradas no inventário ao redor dos pontos de
coleta. Realizado em mês com média de pluviosidade 250 mm. Urucu, AM, Brasil.
109
CAPÍTULO 5
111
Figura 1 – Planialtimetria da área J 94 com a distribuição das quadras,Urucu,2006.
Urucu, AM, Brasil.
119
Figura 2 – Corte I – J, paralelo às linhas de plantio na quadra 8 da LUC 15. Os F3,
F4, F5, F6 e F7 são os poços de sondagem. Urucu, AM, Brasil.
123
Figura 3 – Rebaixamento da superfície expondo o sistema radicular da planta.
Urucu, AM.Brasil.
125
Figura 4 – Correlação entre o total de plantas mortas e as plantas mortas
associadas a processos de erosão r=0,742. Urucu, AM, Brasil.
128
CAPÍTULO 1
CONSIDERAÇÕES INICIAIS
1.1 OBJETIVO
Introduzir o tema da tese e seus fundamentos norteadores.
2
1.2 INTRODUÇÃO
A expansão da pesquisa e exploração de hidrocarbonetos na Amazônia
Ocidental ameaça a rica biodiversidade e sociodiversidade ali existente. A eficácia
dos trabalhos desenvolvidos pela indústria petrolífera para a restauração das áreas
degradadas é um dos indicadores da sustentabilidade desta atividade econômica.
No Brasil, para minimizar os impactos ambientais a empresa petrolífera
investe na restauração das áreas. Faz uma abordagem dendrológica, focada na
regeneração natural assistida. Na base desta linha de ação estão os fundamentos
da sucessão vegetal secundária. Neste contexto esta tese está contida na rede CT-
Petro Amazônia que reúne diversas instituições e pesquisadores na busca do
desenvolvimento de tecnologias para a recuperação de ecossistemas e conservação
da biodiversidade na Amazônia brasileira. Os estudos relacionados à restauração
das áreas, em sua grande maioria, têm sido direcionados aos aspectos ecológicos,
florestais, botânicos, faunísticos e os ligados à ciência do solo. Credita-se isto não
só a abordagem conceitual de ecólogos, biólogos, engenheiros florestais e
agrônomos, mas, também, ao reduzido número de pesquisa e instrumentos
disponibilizados pelos geocientistas a esses pesquisadores. Mesmo sendo
importantes, poucas são as pesquisas que integram os diferentes campos da
ciência.
O desafio desta pesquisa é mostrar aspectos da interface entre a ecologia e a
geomorfologia. Objetiva estudar a influência recíproca entre erosão1 e sucessão
vegetal. Essa integração tem como elo entre os fatores bióticos e abióticos a água
em movimento. Analisa o plantio de árvores e sua eficácia no controle da erosão e
cicatrização do dossel. Apresenta uma proposta de classificação das áreas abertas
e utilizadas pela indústria de pesquisa e exploração de hidrocarbonetos,
fundamentada nos usos pretéritos e substrato, que implicam em diferentes respostas
à regeneração natural e as técnicas de restauração. Estuda o efeito da erosão,
transporte e deposição sobre o banco de sementes e o estabelecimento de mudas
de árvores plantadas.
1 Erosão – A palavra é utilizada no sentido do trabalho mecânico realizado pela água em movimento e que também pode ser realizado pelo
vento. Envolve o desprendimento, transporte e a deposição de partículas.
3
O primeiro capítulo contém a introdução, o embasamento teórico, a
localização da área, a caracterização da paisagem e os objetivos. Os capítulos
subseqüentes, elaborados na forma de artigos, remetem as informações básicas
como localização e caracterização da área ao conteúdo deste primeiro capítulo.
O segundo capítulo tem o objetivo de analisar a eficácia do plantio de árvores,
para o controle da erosão e cicatrização do dossel. A análise é fundamentada na
variação cronológica espacial da relação entre dossel → solo exposto →
regeneração → dossel do plantio, a partir da classificação automática
supervisionada de uma série cronológica de imagens orbitais. Apóia a interpretação
em dados diretos e no resultado de pesquisas desenvolvidas no âmbito da rede CT-
Petro Amazônia. Estudo inovador que permite uma visão histórica e evolutiva da
província petrolífera e das atividades de restauração ali promovidas. Destaca que as
áreas utilizadas no contexto da exploração de hidrocarbonetos sofrem alterações
profundas, que por vezes superam a resiliência do ecossistema. Condição que é
diferenciada das clareiras naturais e das abertas para uso da atividade
agropecuária.
O terceiro capítulo tem como objetivo classificar as áreas utilizadas pela
indústria petrolífera. As áreas são classificadas em função dos diferentes usos,
porque estes usos implicam em diferentes alterações no ecossistema. O que resulta
em maior, ou menor, resiliência quando de sua regeneração natural ou induzida.
O quarto capítulo testa o efeito do processo erosão→deposição na
quantidade e diversidade de propágulos no banco de sementes do solo,
considerando este efeito em diferentes tipos de exposição do solo as intempéries.
Estudo importante para entender os padrões de estabelecimento das espécies, a
estrutura das comunidades de plantas e com isto possibilitar o desenvolvimento de
técnicas para restaurar os ecossistemas perturbados. Na Amazônia e no Brasil esta
pesquisa com banco de sementes em áreas em processo de restauração é
inovadora.
O quinto capítulo testa a influência da erosão no estabelecimento de mudas
plantadas para restaurar a floresta. Apresenta a relação de dependência entre a
mortalidade de mudas e a presença de processos erosivos. Discute esta
dependência a partir da perspectiva ecológica. Evidenciando a importância do
4
controle da erosão nos plantios que buscam a restauração. Após o artigo são
apresentadas as conclusões da tese e recomendações para continuidade das
pesquisas e aperfeiçoamento das técnicas empregadas na restauração florestal. A
bibliografia citada finaliza o trabalho.
1.3 EMBASAMENTO TEÓRICO
O embasamento teórico desta tese abriga conceitos da ecologia e da
geomorfologia, estão contidos na teoria da sucessão vegetal, clareiras, erosão e nas
interações entre a vegetação e a erosão, que são apresentados a seguir.
1.3.1 SUCESSÃO VEGETAL
Este tema é relevante para esta tese porque as técnicas de restauração têm
raízes na teoria da sucessão. O aperfeiçoamento da restauração florestal em Urucu
passa pela mudança na forma de como enfocar a sucessão vegetal nas áreas
degradadas.
A sucessão ecológica é um dos conceitos fundamentais em ecologia. Trata da
modificação seqüencial na densidade e frequência de espécies animais e vegetais
em uma comunidade biótica. Quando o processo diz respeito apenas à comunidade
de plantas recebe a denominação de sucessão vegetal. A sucessão desenvolvida a
partir de um ambiente estéril, geralmente caracterizada pela baixa fertilidade do solo,
denomina-se sucessão primária (Gorham et al., 1979). A sucessão primária
pressupõe ausência de legado biológico, isto é, sem prévia vegetação, banco de
sementes, ou matéria orgânica que origine a vegetação primária. A sucessão
desenvolvida em locais previamente habitados, que sofreram alterações ambientais
causadas ou não pelo ser humano, na qual participam sementes ou plântulas da
vegetação preexistente, denomina-se sucessão secundária (Glenn-Lewin et al.,
1993). O tema foi tratado pelo holismo neo-clemensiano até a metade do século XX.
Nos dias atuais prevalece o modelo reducionista. A clássica dicotomia entre holismo
e reducionismo constitui um marco adequado para quem estuda a teoria da
sucessão (Walker, 2005).
5
O holismo concentra sua atenção nas trocas, nas diversidades, na
produtividade, na biomassa, na eficiência da reciclagem de nutrientes e outras
características dos ecossistemas. O paradigma norteador é a natureza em equilíbrio.
Considera que o desenvolvimento da vegetação em um lugar segue uma série fixa e
previsível de etapas, que culminam com uma comunidade estável de plantas em
equilíbrio com o ambiente físico. Este estágio é denominado clímax. No caso, a
sucessão diz respeito apenas às interações entre a comunidade biótica – plantas e
animais. O retrocesso ocorre somente no caso de uma interferência como o fogo ou
a erosão. A comunidade clímax em uma região esta determinada pelo clima,
constituindo assim o clímax climático. Com o passar do tempo este conceito foi
aperfeiçoado, considerando uma multiplicidade de outros estados de equilíbrio, a
exemplo do clímax edáfico. Esta teoria está fundamentada no conceito de equilíbrio
da natureza (Clements 1916 e 1936; Whittaker, 1953; Deléage, 1991; Vallauri, 1997;
Walker e Del Moral, 2003).
Os reducionistas, ao estudarem a sucessão, enfatizam as perturbações
(distúrbios), os fenômenos estocásticos, as histórias de vida e interações entre
espécies. Convencidos que a sucessão é a conseqüência imprevisível da interação
de cada espécie com seu entorno biótico e abiótico. Um novo paradigma foi
colocado para os estudos ecológicos, o da natureza em fluxo. As conseqüências
desta mudança de paradigma são diversas. Em substituição ao conceito de clímax,
apresenta o conceito de equilíbrio dinâmico. O equilíbrio do sistema apresenta
oscilações a cada instante, devido à entrada de um elemento exótico ao sistema. A
evolução da biodiversidade modifica constantemente o sistema, inclusive em se
considerando um sistema fechado (Gleason, 1926; Pickett e Mc Donnel 1989;
Glenn-Lewin et al.,1992; Vallauri, 1997, Pickett e Parker, 1994; Gratzer et al., 2004).
Mesmo com diferentes enfoques, existem tendências gerais para caracterizar
as trocas no funcionamento dos ecossistemas durante a sucessão, a saber: a) a
biomassa e a produção são incrementadas ao longo da sucessão, com taxas
diferenciadas. O que supõe uma diminuição do quociente entre produção primária e
biomassa; b) a massa de heterótrofos aumenta com relação à biomassa total; c) o
comprimento das cadeias tróficas aumenta; d) o número de espécies aumenta assim
como a diversidade de espécies; e) a reciclagem intensa de nutrientes aumenta e a
taxa de renovação diminui; f) os mecanismos de homeostasia são mais efetivos,
6
graças a uma maior longevidade dos organismos; g) a sucessão é, portanto, um
processo auto-organizado (Margalef, 1963, 1997; Odum, 1969, 1992; Diersen 2000;
Solè e Bascompte, 2006).
Os distúrbios são um importante fator a interferir na sucessão vegetal, são
eles os resposáveis pela abertura de clareiras nas florestas. Trata-se de um
mecanismo dinâmico que modifica as interações competitivas, os mosaicos
sucessionais e a trajetória do ecossistema. A dinâmica do ecossistema é função das
interações espaço temporais do regime de eventos. A análise do distúrbio considera
sua dimensão temporal, espacial e magnitude. A dimensão temporal inclui a data de
ocorrência, freqüência e previsibilidade. A frequência diz respeito às repetições que
o distúrbio acontece em um intervalo de tempo. A previsibilidade esta relacionada à
periodicidade do distúrbio, seu ciclo de ocorrência em um intervalo de tempo.
Fatores que ditam o ritmo da sucessão e regeneração da floresta. A dimensão
espacial corresponde à extensão (escala) e a localização do distúrbio, refletindo no
tamanho da clareira e sua posição geográfica. A magnitude diz respeito à
severidade, indicada por seus efeitos no ecossistema. A magnitude se reflete no tipo
de queda, na geometria, no ambiente interno e na capacidade de regeneração da
área afetada. As variações entre as características temporais, espaciais e a
magnitude dos distúrbios podem afetar a resiliência dos ecossistemas nos locais
afetados pelo distúrbio. Assim como a utilização de diferentes definições de
clareiras levam a resultados diversos no estudo de sua dinâmica (Glenn-Lewin et al,
1993; van der Meer et al, 1994; Jentsch, 2007).
Os distúrbios naturais acarretam a queda de uma ou mais árvores e são
provocados pela morte de um indivíduo, escorregamentos de solo, furacões,
blowdown, fogo, dentre outros. Existem também distúrbios não naturais, causados
pelos seres humanos. Estudos em clareiras originadas por distúrbios não naturais a
exemplo de incêndios, corte seletivo, desmatamento, mudanças no uso do solo,
foram desenvolvidos por pesquisadores como Higuchi et al., (1997); Zimmerman et
al., (2000); Hooper et al., (2004 e 2005); Holl (2006), Oliveira, et al., ( 2006), Jardim
et al., (2007), Laurence et al.,( 2007). As áreas objeto deste estudo foram todas
abertas por distúrbios não naturais.
7
1.3.2 CLAREIRAS
As áreas abertas e utilizadas pela exploração de petróleo são genericamente
denominadas clareiras. A restauração destas áreas impõe uma reflexão sobre o que
é uma clareira; seja no aspecto da sucessão vegetal; seja na resposta às práticas de
restauração; seja na realidade observada em campo.
No estudo da sucessão, atenção especial deve ser dedicada às bordas das
manchas de vegetação. Isto porque são nas bordas que os processos de
substituição são mais intensos. O processo de sucessão é uma combinação
hierárquica de processos elementares, ou seja: a) a planta individual é a unidade
básica que atinge o sítio e neste local sobrevive e morre; b) a dinâmica dentro e as
interações entre populações determina um grau de integração entre indivíduos, uma
comunidade vegetal stricto senso; c) onde uma comunidade termina há uma borda
(Orlóci, 1993). As bordas normalmente estão associadas às clareiras.
Por definição clareira natural é uma abertura no dossel que se estende
verticalmente para o solo, através de todos os níveis da vegetação, limitada pela
vegetação maior que dois metros de altura (Brokaw 1982). Ou ainda pode ser
definida como uma área do solo, sob a abertura do dossel, delimitada pelas bases
das árvores de dossel que circundam a abertura do mesmo (Runkle 1981). As
clareiras são consideradas protagonistas na regeneração de florestas tropicais,
contribuindo para diversidade das mesmas. O estudo das clareiras naturais pode ser
dividido em duas grandes linhas: 1) Estudos sobre a estrutura – tamanho, tipo de
queda, geometria, zoneamento interno, ambiente de clareira e periodicidade; 2)
estudos sobre a regeneração – fontes de regeneração, evolução da clareira, grupos
ecológicos, sucesso de colonização (Hubbell e Foster, 1986).
O tamanho e a distribuição das classes de tamanho das clareiras são
considerados fundamentais para o entendimento da composição e dinâmica da
floresta, na medida em que o tamanho condiciona a entrada de luz e determina a
área dos mosaicos que irão compor a estrutura da floresta. O tipo de queda gera
situações distintas quanto à entrada de luz e revolvimento do solo. A geometria das
clareiras procura entender as clareiras a partir de figuras geométricas
tridimensionais, cada qual com diferenças na entrada de luz e por conseqüência no
processo de regeneração. A diversidade de identificação de formas e maneiras de
descrever indica que o ideal é considerar cada clareira dentro das particularidades
8
de sua formação (Oldeman, 1978; Runkle, 1982; Brokaw, 1985; Hubbell e Foster,
1986; Almeida, 1989; Martinez-Ramos et al.,1989; Clark, 1990; Tabarelli e
Mantovani 1999; Lundquist e Beatty, 2002).
As diferenças na entrada de luz e disponibilidade de nutrientes dentro de uma
mesma clareira cria diferentes ambientes, denominados - zonas. O zoneamento
interno considera os diferentes ecossistemas criados no entorno da árvore caída.
Há, também, o zoneamento considerando a borda e o centro da clareira, na medida
em que há diferenças microclimáticas e estruturais entre o centro e a borda,
influenciando a regeneração das espécies (Orians, 1982; Hubbell e Foster 1986;
Popma et al.,1988; Brown 1993).
A abertura e fechamento de clareiras é o principal mecanismo de manutenção
das florestas tropicais. Consiste, basicamente, na renovação florestal através de um
processo contínuo de crescimento e morte que tem a clareira como o início de novos
ciclos de crescimento (Watt 1947, Brokaw, 1985; Hubbell e Foster, 1986, Whitmore
1989, 1990). Embora estudos como de Montgomery & Chazdon (2002) destaquem
mecanismos de regeneração sem a influência de clareiras.
A periodicidade na abertura das clareiras é um importante componente dos
distúrbios em florestas tropicais, na medida em que o período de abertura afeta a
composição do banco de sementes e plântulas disponíveis para colonização do
espaço aberto (Bazzaz 1983, Dalling et al., 1997, 2002). Isto porque a grande
maioria das espécies vegetais não produz sementes continuamente ao longo do ano
(Garwood 1983, Van Schaik et al., 1993). Assim como as sementes que chegam
antes, ou logo após a formação da clareira, tem mais chances de germinação e
estabelecimento do que aquelas envoltas pela serrapilheira ou sob o solo (Denslow
e Hartshorn 1994). Na Amazônia, Índia, México, Costa Rica e Panamá o pico de
formação de novas clareiras corresponde à estação de maiores índices
pluviométricos (Uhl et al., 1988; Nelson, et al., 1994; Dalling e Hubbell 2002; Brokaw
1982; Brandani et al., 1988).
No processo de regeneração da floresta o estabelecimento de novos
indivíduos se dá por propágulos oriundos da dispersão (chuva de sementes), pelo
banco de sementes, plântulas ou ainda a partir da reprodução vegetativa. O balanço
entre estes modos de regeneração influencia o sucesso ou a dominância de cada
espécie na comunidade. Na regeneração de clareiras naturais ou artificiais a
9
dispersão de propágulos é um elemento chave. Trata-se de um processo que ocorre
no espaço e no tempo, podendo ser classificada como primária ou secundária. A
dispersão primária pode ser: a) baricórica; b) pelo vento (anemocória); c) por animais
(zoocória); d) auto-dispersão (autocória); e) hidrocória. A dispersão secundária é
feita por processos abióticos e por animais. Ocorre após a semente chegar ao solo
pela dispersão primária. Comparativamente, a dispersão secundária promovida
pelos animais é mais estudada que a realizada pelos fatores abióticos. (Van der Pilj,
1982; Schupp et al., 1989; Howe et al.,1985; Harper,1997; Kennard et al., 2002;
Rodrigues et al., 2004; Araújo, 2002, Nascimento et al. 2002; Siqueira 2002; Vander
Wall et al., 2005).
As sementes que chegam ao solo pelos mecanismos de dispersão - chuva de
sementes - bem como aquelas presentes na serrapilheira compõem o banco de
sementes. Entendido como reservatório de sementes viáveis existente em
determinada parcela do solo (Baker, 1989; Garwood, 1989). A regeneração tem pelo
menos quatro processos relacionados ao banco de sementes: 1) colonização e
estabelecimento de populações; 2) manutenção da diversidade de espécies; 3)
estabelecimento de grupos ecológicos; 4) restauração da riqueza de espécies (Uhl
et al., 1988). A composição das sementes do banco necessariamente não tem
correspondência direta com a composição florística da mata primária. As plantas
pioneiras, por produzirem sementes em maior quantidade, predominam no banco de
sementes (Leal Filho, 2000). As sementes menores penetram com maior facilidade
nas gretas e fendas do solo e as que possuem dormência, permanecem mais tempo
viáveis (Grime et al., 1988; Thompson, 1979; Thompson e Grime 1979). O sucesso
da regeneração tem ligação com a densidade de sementes prontas para germinar e
as condições ambientais favoráveis para seu estabelecimento. Como algumas
sementes são fotossensíveis germinam com rapidez quando a luz do sol chega até
elas, podendo estas plântulas permanecer em estado de latência. Em função do
tempo de permanência das sementes no solo, o banco de sementes pode ser
classificado em: persistente e transitório. No persistente, as sementes permanecem
aptas a germinar por períodos superiores a um ano. Nos transitórios as sementes
permanecem aptas a germinar em parte do ano. Os estudos sobre a regeneração de
clareiras são especialmente focados na sucessão secundária. (Cheke et al., 1979;
Roberts, 1981; Richards, 1998).
10
Além das sementes, chegam ao solo diferentes materiais disponibilizados
pela biota. Principalmente, folhas, caules, frutos, flores e resíduos animais. Dentre
outras funções ecológicas a serrapilheira desempenha um importante papel na
minimização da erosão. Ela absorve até 300 vêzes o seu peso em volume de água,
minimizando assim o escoamento superficial (Dias e Oliveira Filho, 1997; Barnes et
al.,1997; Ferreira et al., 2005). Os restos vegetais representam obstáculos ao
escomento superficial diminuindo assim a velocidade do escoamento e evitando a
concentração do fluxo. Ao reduzir a velocidade e minimizar a concentração em um
único canal diminui o poder erosivo da água em movimento.
1.3.3 EROSÃO
A erosão é um fenômeno resultante da desagregação, transporte e deposição
das partículas de solo pela ação seqüencial ou isolada do vento, da chuva e do
escoamento superficial. A erosão costuma ocorrer na superfície do solo, removendo
a porção mais fértil do perfil, onde há melhores condições físicas e biológicas para o
desenvolvimento do sistema radicular das plantas. É um processo natural, com a
participação da gravidade, a partir do qual os relevos e irregularidades do modelado
terrestre se equilibram (Guerra., 2007).
A erosão é um processo que pode ser subdividido em três fases. A primeira
consiste do desprendimento das partículas da rocha ou dos agregados do solo. Este
desprendimento habitualmente ocorre pela ação da gravidade com a ajuda de outras
forças como a ação do vento, da água ou da temperatura. Sendo que os agregados
de solo podem se desprender pela ação das gotas de chuva. Em uma segunda fase,
as partículas desprendidas na fase anterior são transportadas pelos agentes
erosivos como a gravidade, a água e o vento. Durante o transporte, estas partículas
podem atuar como agentes abrasivos, na medida em que ao entrarem em contato
com o solo podem provocar o desprendimento de novas partículas. Na terceira fase
ocorre a deposição das partículas, oportunidade em que a energia dos agentes de
transporte diminui, ou diminuem as irregularidades do terreno, ou mesmo a
vegetação passa a reter o fluxo de partículas no todo ou em parte (Garcia-Fayos,
2004).
11
Existem dois tipos de erosão: a natural e a acelerada. A erosão acelerada é a
provocada pelos seres humanos. Ambas podem se manifestar como erosão laminar
e erosão em sulcos (gully erosion). A erosão laminar pode ser difusa (sheet erosion)
ou concentrada (rill erosion), (Figura 1).
Figura 1 – Diferentes tipos de canais de escoamento das águas pluviais e processos erosivos associados, (Fonte:
USDA/NRCS 2002 - modificado).
Os canais de escoamento são moldados por processos erosivos e podem ser
classificados em função do aprofundamento do entalhamento (Bigarella et al., 2007)
(Tabela 1).
Tabela 1 – Classificação dos canais de escoamento em função do aprofundamento, (Bigarella et al., 2007).
Tipo Profundidade Tipo Profundidade
Ranhura ou filete Até 5cm Vala 30 a 100cm
Sulco 5 a 30 cm Ravina > 100cm
12
A vegetação interfere no
sentido de minimizar a erosão
na medida em que: a) aumenta
a estabilidade dos agregados
do solo; b) aumenta a coesão
do solo; c) protege do impacto
das gotas de chuva; d) aumenta
a capacidade de infiltração; e)
reduz o escoamento superficial
(Garcia-Fayos, 2004), (Figura
2).
Figura 2 – Influência da vegetação na redução da perda de solo e
do escoamento. Chuvas com intensidade alta > 100mm.h-1
e intensidade baixa < 25 mm.h
-1 (Fonte: Garcia-Fayos, 2004 - modificado).
Franken et al., (1992) estudando a interceptação da chuva pelo dossel da
floresta nos arredores de Manaus concluiu que em media 77% da precipitação
chega ao solo. Na Amazônia Venezuelana Jordan e Heuveldop (1981) concluíram
que 95% da precipitação chega ao solo. Valores maiores dos que os encontrados
para a floresta na Malásia onde a interceptação da chuva pela floresta varia de 25 a
80% (Sim, 1972). Os diferentes estratos florestais fragmentam os pingos das chuvas
em frações menores e a energia cinética se dissipa no impacto com as folhas. Ao
chegar à superfície do terreno a serrapilheira fragmenta ainda mais a gota de chuva
e amortece o impacto da água sobre o solo. Considerando índices pluviométricos
acima de 2.000mm anuais, um volume considerável de água chega e a transita
sobre o solo.
Estas sucessivas interceptações fazem com que sob o dossel da floresta a
infiltração ocorra intensamente. Com a saturação de água no solo passa a
predominar o escoamento difuso, que molda a forma côncava das vertentes e forma
vales em “V” (Ab Saber, 1965). Em função da declividade da vertente, dos índices
pluviométricos, características físicas do solo, do peso da vegetação e da ação de
animais, podem se instalar processos como “creep” e a solifluxão, que ocorrem de
forma localizada nas vertentes (Tricart, 1965). De forma generalizada o escoamento
difuso transporta de maneira lenta e efetiva o solo nas áreas florestadas. A perda
anual de solos em florestas tropicais húmidas varia de 30 a 350 kg.ha-1.ano-1,
13
valores próximos aos encontrados para o bioma caatinga e cerrado (Leprun, 1994).
A variação dos valores medidos pode estar relacionada a: a) periodicidade e
intensidade das chuvas; b) estrutura vertical da floresta (organização dos diferentes
estratos florestais); c) quantidade e tamanho dos fragmentos vegetais da
serrapilheira; d) características físicas do solo (Pradini et al., 1976; Ponçano e
Cristofoletti, 1987; Tavares e Vitte 1989; Martini et al., 2006).
Um caminho para entender os fatores envolvidos na erosão do solo passa
pela compreensão da Equação Universal de Perda de Solo – USLE que é um
modelo desenvolvido por Wischmeier e Smith (1965; 1978) com a finalidade de
gerenciar os dados empíricos da perda de solos obtidos em múltiplas parcelas de
cultivo nos Estados Unidos. Seu objetivo era quantificar as perdas de solo pela
agricultura devido à erosão hídrica e relacioná-los com diversos parâmetros do solo
e das precipitações, para poder estabelecer um modelo capaz de prever a taxa de
erosão a partir de uns poucos fatores. Sua representação matemática é A= R K LS
C P. Onde: A = perda média anual de solo; R = erosividade das chuvas; K =
erodibilidade dos solos; LS = fator topográfico - declividade / comprimento da
encosta; C = cultivo e manejo; P = prática conservacionista.
Estes fatores podem ser agrupados em duas categorias:
1) R K LS ligam-se ao potencial natural de erosão laminar dos solos.
Dependem das características naturais e só podem ser modificados através
de mudanças no ambiente. Como mudanças climáticas ou erosões
importantes a ponto de modificar a topografia;
2) C P estão relacionados às formas de ocupação e uso da terra. Podem ser
alterados pela intervenção humana, a exemplo da modificação do tipo de
cultivo.
A erosividade das chuvas (R) é a capacidade potencial da chuva causar
erosão no solo. O conceito corresponde às perdas por erosão devido às chuvas, em
solo perfeitamente uniforme, com comprimento de rampa e declividade
padronizados, totalmente homogêneo, com cobertura vegetal também padronizada.
A erosividade das chuvas está relacionada à erosão pluvial e pode causar: a)
desagregação do solo em partículas; b) obstrução dos poros do solo pelas
14
partículas; c) redução da capacidade de infiltração de água pelo selamento (Cardoso
et al., 2004). A quantidade de solo desestruturado está relacionada a: a) intensidade
da precipitação; b) velocidade com que a gota atinge o solo; c) tamanho da gota.
A interceptação da chuva pela floresta equatorial representa uma importante
parcela do total de água que cai sob a forma de chuva. Parte desta água retorna à
atmosfera, por evaporação, antes de chegar ao solo. A floresta é capaz de
interceptar algo em torno de 25,6% a 11,6% do total de chuvas (Ferreira e Dallarosa,
2005). Sendo que a gota de chuva que chega ao solo é fragmentada pelos
sucessivos estratos da floresta. Por outro lado, no caso do desflorestamento, a
erosão do solo chega a ser 1.000 vezes maior. (Pradini et al., 1976; Fritsch e
Sarrailh, 1986; Ferreira et al.,2005).
A erodibilidade dos solos (K) pode ser conceituada como o índice relativo às
propriedades inerentes ao solo, que reflete a sua susceptibilidade à erosão.
Portanto, trata-se de um fator intrínseco a cada tipo de solo. As propriedades do solo
que influenciam na erosão são: a) as que controlam a velocidade de infiltração da
água – permeabilidade e capacidade de absorção; b) As de ordem coesiva –
resistem à dispersão, salpicamento, abrasão, força de transporte das chuvas e
enxurradas (Bertoni e Lombardi Neto, 1985).
O fator topográfico (LS) significa que a perda de solo por erosão está na
razão direta do comprimento da rampa e da inclinação do terreno. Representa as
perdas de solo esperadas para uma unidade de área em um declive qualquer em
relação às perdas de solo correspondentes de uma parcela unitária de 22,1m de
comprimento com 9% de declividade. Atribui-se um maior potencial erosivo às
encostas mais íngremes. Assim como é maior a perda de solos nas encostas mais
longas, quando comparadas às encostas mais curtas.
O fator uso e manejo (C) está relacionado à interação dos diferentes graus de
proteção oferecidos pelas culturas em seus diferentes estágios de desenvolvimento.
Bem como a incidência dos fatores climáticos, à produtividade dos solos e ao
manejo decorrente dos tratos culturais. Trata-se do quociente entre a erosão medida
na parcela padrão, utilizada para determinação da erodibilidade do solo (K).
Portanto, é um fator que tem que ser determinado experimentalmente, a partir do
15
comparativo entre uma parcela mantida sem vegetação e preparada para o plantio,
com uma parcela semelhante, porém cultivada.
O fator prática conservacionista (P) é um fator dificilmente separável do fator
uso e manejo (C). Trata-se da relação das perdas de terra ou água em um terreno
cultivado segundo as normas conservacionistas, com um terreno análogo plantado e
cultivado contrariando as normas conservacionistas.
O modelo da USLE embora tenha sido revisado e melhorado (Sanroque et al.,
1983; Renard et al., 1991, 1998; Sonneveld e Nearing, 2003), tem sido criticado por
suas carências e falta de ajustes às previsões fora das condições climáticas na qual
foi desenvolvido. Inclusive quando se considera um período longo de tempo. A
equação não leva em consideração as interações entre os fatores envolvidos, como
os parâmetros hidrológicos e geomorfológicos. Também não é capaz de quantificar
a erosão em sulcos e canais (Morgan, 1997). Mas tem o seu valor intrínseco, por ter
sido um marco conceitual e ter estudado o papel da vegetação no controle da
erosão e suas relações com os outros fatores que a desencadeiam.
A abertura do dossel altera por completo esta dinâmica. O sistema passa a
buscar outro ponto de equilíbrio dinâmico. Para entender a erosão em Urucu é
preciso conhecer como são abertas as áreas, que tem dimensões que variam de
0,02 hectares a sete hectares. O distúrbio está representado por: a) retirada de toda
cobertura vegetal e banco de sementes; b) retirada dos horizontes do solo pela
extração mineral para as obras civis e/ou pela terraplanagem, normalmente ficando
a rocha intemperizada como piso; c) compactação como complemento à
terraplanagem e/ou trânsito de veículos e máquinas pesadas; d) eventual
contaminação por óleo e graxas e/ou deposição de resíduos sólidos e de lavra.
Com o dossel aberto aumenta a radiação solar incidente no terreno, refletindo
em aumento da temperatura e redução da disponibilidade hídrica. As gotas de chuva
passam a impactar diretamente o solo, desagregando grumos e aumentando ainda
mais a compactação pela formação de uma crosta fina, favorecendo o escoamento
superficial. Processo conhecido como erosão pluvial (Poesen e Savat, 1980, 1981).
A erosão pelo escoamento das águas pluviais que merecem maior atenção e
controle por parte da companhia petrolífera são aquelas próximas as tubovias e vias
de acesso, tendo em vista os prejuízos materiais que causam e podem causar.
16
Nestes locais se desenvolvem sulcos de erosão até vossorocas (Vieira et al., 2005).
Nas áreas abertas utilizadas para empréstimo, perfuração de poços e bota fora, a
erosão atua com intensidade. Arruda (2005), quantificou a erosão nestes sítios em
30 parcelas em diferentes áreas. A média destas medidas é de 170,12 ± 94,36
ton.ha-1.ano-1. Valor que varia em função da declividade, intensidade da chuva,
tempo da precipitação e do intervalo entre as precipitações.
1.3.4 INTERAÇÕES DA COBERTURA VEGETAL COM A EROSÃO
Este estudo transdisciplinar resgata os princípios do que foi denominado
como “moderna ecologia”, quando se reconheceu que as comunidades de plantas
mudam quando o substrato muda. Estas comunidades vegetais têm participação
ativa na mudança do substrato (Cowles, 1899). A dinâmica de abertura do dossel
nas florestas tropicais pode estar relacionada a um fenômeno comum na natureza,
conhecido como “criticalidade auto-organizada”. Sistemas criticamente auto-
organizados, ou no estado crítico, são aqueles sistemas onde os elementos
constituintes podem influenciar uns nos outros, direta ou indiretamente (Solé e
Monrubia, 1995; Solé et al., 1999). Os processos bióticos, relacionados a sucessão
vegetal, e os abióticos, relacionados a erosão, estão contidos nesta abordagem
ampla.
Ao interrelacionar ecologia com a geomorfologia o desafio está em integrar
diferentes paradigmas, métodos de pesquisa, abordagens e medidas de sucesso.
Os eixos que limitam e definem este enfoque são: a) a estrutura e os processos dos
ecossistemas; b) a escala de tempo e espaço onde a dinâmica natural acontece
(Thoms e Parsons, 2002; Wu e Hobbs, 2002; Sebastian, 2007). Este desafio passa
por uma melhor compreensão e integração da pesquisa ecológica com a
geomorfológica. Entender como estes processos interagem e qual o processo de
resposta entre eles é importante para o desenvolvimento de técnicas efetivas de
restauração. Os processos ecológicos e geomorfológicos ocorrem na mesma escala
de tempo e espaço, integrar estudos sobre os processos erosivos com os de
sucessão vegetal não é o único caminho, mas é representativo do novo paradigma
(Mayer e Rietkerk, 2004; Renschler et al., 2007).
17
Dois autores lançaram as bases teóricas que permitiram começar a estruturar
esta tese, um ecólogo (Grime, 1977), e um geógrafo (Tricart, 1977). Sob a ótica da
ecologia Grime (1977) considera que a diversidade genética da maioria das plantas
vasculares é fruto de pressões resultantes da combinação específica entre
competição, estresse e distúrbios. O estresse está associado à limitação da
produção de biomassa, motivada por restrições ou excesso quanto ao provimento de
luz, água e nutrientes. O distúrbio está ligado a destruição parcial ou total da
biomassa, motivada por herbivoria, ataque de patógenos ou erosão do solo. Para
diferentes intensidades de um e do outro, as plantas adotam diferentes estratégias
de ocupação do espaço. Para baixa intensidade de distúrbio e estresse adotam a
estratégia da competição; para os distúrbios de baixa intensidade e alta intensidade
de estresse adotam a estratégia de tolerância ao estresse; para alta intensidade de
distúrbio e baixa intensidade de estresse adotam a estratégia ruderal. Entretanto,
quando é alta a intensidade do distúrbio e do estresse não há estratégia viável para
o desenvolvimento de plantas vasculares (Grime, 1977).
Sob a ótica das geociências, nas florestas tropicais existe uma integração
dialética entre a alteração geoquímica das rochas e a erosão superficial, sendo que
os processos de lixiviação e lessivagem promovem a disjunção das ligações ferro-
argila, instabilizando os horizontes superficiais, preparando-os para o processo
erosivo (Büdel, 1982). O estudo das paisagens intertropicais identifica esta fase
como biostasia (Erhart, 1956), ou fitoestasia (Tricart, 1977), na medida em que os
processos morfogenéticos são fracos ou nulos, existindo um equilíbrio entre o
potencial geoecológico e a exploração biológica. Período que o balanço
morfogenético é negativo, com a pedogênese predominando sobre a morfogênese,
meio estável (Tricart, 1977). No meio estável há um “optimum” para o
desenvolvimento da vida. Na resistasia (Erhart, 1956) ocorre a retirada dos
elementos residuais (elementos minerais e hidróxidos de ferro e alumina) gerados
na fase biostática havendo um desequilíbrio, com a morfogênese predominando
sobre a pedogênese (balanço morfogenético positivo), repercutindo no potencial
geoecológico do sítio, meio instável (Tricart, 1977). Nesta fase os processos
erosivos se manifestam de forma perceptível, sendo que existe um antagonismo
entre a morfogênese e o desenvolvimento da vida (Casseti, 2007).
18
Sob a ótica da geomorfologia, a erosão é um dos fatores de estresse mais
importantes no estabelecimento das plantas. A erosão atua diretamente sobre a
vegetação descalçando as raízes, retirando e redistribuindo plantas e propágulos.
Indiretamente atua lixiviando nutrientes e reduzindo a capacidade de acumulação de
água. A erosão hídrica é uma força ecológica capaz de modificar a composição da
vegetação e seu padrão espacial. Ao mesmo tempo a vegetação é capaz de manter
a erosão sob controle. Existindo retroalimentação entre este sistema de interação
(Garcia-Fayos, 2004) (Figura 3).
Figura 3 - Modelo de relações entre a cobertura vegetal e a erosão em ambientes
mediterrâneos. Este modelo representa os efeitos da cobertura vegetal sobre a erosão, assim como o efeito da erosão sobre a cobertura vegetal, e a retroalimentação entre a cobertura vegetal e a erosão do solo (Fonte Garcia-Fayos, 2004 - modificado).
A figura 3 apresenta um modelo de relações entre a erosão e a vegetação. A
linha “OAC” apresenta o valor da cobertura vegetal necessário para manter a erosão
controlada. A partir de “O”, conforme aumenta a erosão maior cobertura vegetal será
necessária para manter a erosão controlada. Uma vez alcançado o ponto de
inflexão da curva “OAC” os valores de erosão são tais que passam a restringir a
cobertura vegetal. Ou seja, a partir da inflexão da curva “OAC” a cobertura vegetal
não é mais capaz de controlar a erosão, passando a ser comprometida por esta. A
linha “BAD” mostra que quanto menor a erosão do solo mais se desenvolve a
cobertura vegetal. Assim quanto a cobertura vegetal se aproxima de zero a erosão é
mais intensa, ponto “B”. Quando a cobertura vegetal é mais desenvolvida “D” o valor
19
da erosão é mínimo. A interseção das curvas “OAC” e “BAD” em “A” (círculo
vermelho) mostra que a erosão e a cobertura vegetal estão em equilíbrio dinâmico.
A partir da figura 3 se pode predizer a variação esperada no sistema para
quaisquer variações de valores entre a erosão do solo e cobertura vegetal. Qualquer
valor de erosão contido no setor “OAD” não afeta negativamente a cobertura vegetal
e está tenderá a crescer até o ponto “D”. O setor “BAC” do diagrama tem erosão
atuante o que renova e posteriormente restringe o desenvolvimento da cobertura
vegetal. Há perda de plantas e a cobertura vegetal é minimizada, na medida em que
o sistema tende para “B” ou “C”. A linha “OA” representa um limiar crítico onde à
direita a cobertura vegetal se desenvolve e a erosão diminui e a esquerda a erosão
aumenta na medida em que a vegetação diminui. Este limiar é específico para cada
sistema e pode ser modificado na medida do aumento de sua complexidade, como a
inserção do fator tempo ou de variações de precipitação (Thornes 1988, 1990;
Thornes e Brandt 1994).
Estudos em diferentes ecossistemas e com diferentes objetivos
demonstraram que a erosão do solo diminui a taxa de crescimento das plantas.
Assim como a redução da umidade na zona das raízes favorece o desenvolvimento
da erosão, tendo em vista a perda do vigor das plantas (Thornes, 1985). A erosão
regressiva, derivada do escoamento concentrado que avança de jusante para
montante entalhando a superfície do terreno, pode resultar na morte ou raleamento
da cobertura vegetal, que por sua vez tende a incrementar a erosão devido à
redução da resistência ao escoamento (Bull, 1979).
A influência da erosão no banco de sementes deve ser analisada no contexto
da dispersão secundária. Sendo mais susceptíveis ao transporte as sementes mais
leves e menores. As interações entre os fatores bióticos e a erosão são mais
estudadas nos ambientes fluviais e em ecossistemas mais secos. Locais onde os
processos erosivos são marcantes. Nas florestas tropicais nem sempre a influência
recíproca entre estes fatores é perceptível com facilidade. Isto porque os processos
geomorfológicos superficiais operam muito lentamente, tornando as interações com
os fatores ecológicos menos visíveis e de difícil mensuração. Com a abertura do
dossel e a exposição do solo às intempéries, esta situação se modifica. Facilitando a
identificação e mensuração da interrelação (Chambers e MacMahon, 1994; Richards
et al., 2002; Garcia-Fayos, 2004; Bochet e Garcia-Fayos, 2004; Gurnell, 2007;
Stallins, 2006).
20
1.4 OBJETIVO DA TESE
Caracterizar alguns aspectos de como a erosão interfere e sofre interferência
da restauração que tem a sucessão vegetal como princípio.
1.4.1 HIPÓTESES
A restauração das áreas degradadas tem contribuído para o controle da erosão e
a cicatrização do dossel florestal;
As áreas utilizadas pela indústria petrolífera podem ser agrupadas em classes;
A erosão influencia o banco de sementes;
A erosão influencia o estabelecimento de mudas;
1.5 CARACTERIZAÇÃO DA PAISAGEM
O entendimento das interações dinâmicas entre processos bióticos e abióticos
passa pelo conhecimento dos fatores ambientais que compõe a paisagem. Para
entender a paisagem é necessário ter noção de sua história e as mudanças em seus
atributos geológicos, geográficos, climáticos e biológicos. Modificações estas
responsáveis pela geodiversidade e biodiversidade hoje observada (Morley, 2000;
Haffer e Prance, 2002; Rossetti et al., 2005).
1.5.1 LOCALIZAÇÃO
As áreas pesquisadas estão localizadas na Amazônia Ocidental brasileira, no
estado do Amazonas, município de Coari, dentro do quadrilátero de coordenadas: a)
65o22’39”W / 04o52’22”S; b) 65o23’05”W / 05o10’00”S; c) 65o00’45”W / 05o10’00”S; d)
65o02’39”W / 04o44’46”S. O nome da Província Petrolífera de Urucu está relacionado
a sua proximidade do rio de mesmo nome. A exploração foi iniciada no ano de 1986
(Figura 4).
21
Figura 4 – Localização da província petrolífera de Urucu. Amazonas, Brasil.
21
22
1.5.2 TEMPO GEOLÓGICO
A Bacia Amazônica é caracterizada como fossa de afundamento entre os
escudos das Guianas e Brasil Central e a cordilheira dos Andes (Figura 5). Foi
depositada sobre rochas ígneas e metamórficas formadas a 2,6 bilhões e 500
milhões de anos antes do presente – A.P. Cortada pela calha do rio Amazonas duas
distintas bacias sedimentares, Amazonas e Solimões, encontram-se alojadas ente
cinco arcos estruturais que de oeste para leste são identificados como: Iquitos,
Carauari, Purus, Monte Alegre e Gurupá. Este último relacionado à separação dos
continentes que deu origem ao oceano Atlântico (Barata e Caputo, 2007) .
Figura 5 – Bacia Amazônica. (Fonte: Nasa - modificado)
A bacia do Solimões, de idade paleozóica, limita-se ao norte pelo escudo das
Guianas, ao sul pelo escudo do Brasil Central, a oeste pelo arco de Iquitos e a leste
pelo arco do Purus. O arco do Purus limitou a sedimentação entre as bacias do
Amazonas e Solimões durante grande parte do paleozóico (500-220 milhões de
anos A.P.). O arco de Carauari divide a bacia sedimentar do Solimões nas sub-
bacias do Jandiatuba, a oeste, e Juruá, a leste (Barata e Caputo, 2007) (Figura 6).
23
Figura 6 – Bacias sedimentares do Solimões, Amazonas e Parnaíba. Em 1 arco de Iquitos; 2 arco de
Carauari; 3 arco do Purus (Fonte: Barata e Caputo, 2007 - modificado).
Estes arcos estruturais no passado geológico tiveram importância relevante
na diversificação dos sistemas deposicionais e ecossistemas associados.
Entretanto, o mesmo não pode ser afirmado quanto ao papel destas estruturas na
distribuição da biodiversidade em nossos dias, como acreditam alguns autores
(Patton et al., 2000; Silva e Patton., 1998). Como os arcos encontram-se soterrados
desde o Cretáceo superior ou Terciário (70,6 milhões de anos A.P. a 20,43 milhões
de anos A.P.) (Caputo, 1991), eles não podem ser protagonistas na
compartimentação de zonas biogeográficas na maior parte do Cenozóico. Logo, não
puderam exercer influência determinante sobre a geodiversidade e a biodiversidade
atual (Milani e Araújo, 2003; Rossetti et al., 2005; Barata e Caputo, 2007).
Na Amazônia brasileira a bacia do Solimões é a primeira a produzir óleo e gás
comercialmente. Até o momento, foram identificados 15 campos de gás e três
campos de óleo e gás (Figura 7). Este potencial e a exploração podem aumentar
com a chegada do gás natural a Manaus, pelo gasoduto Coari-Manaus, que
incrementará a demanda sobre o produto. Assim como os investimentos previstos,
para os próximos 5 anos, na pesquisa e exploração de hidrocarbonetos na bacia
Amazônica. 1
2 3
24
Figura 7 – Campos de óleo e gás na bacia do Solimões. Destacada a província de Urucu. (Fonte: Barata e Caputo, 2007 - modificado).
As rochas que compõe a bacia do Solimões pertencem a dois contextos
geológicos deposicionais distintos. O primeiro corresponde ao intervalo de tempo
que vai de 495 a 248 milhões de anos A.P. Fazem parte desta sequência as
formações Benjamin Constant, formação Jutaí e os Grupos Marimari (formações
Uerê, com o Membro Arauá; Jandiatuba, com o Membro Jaraqui) e Tefé (formações
Juruá, Carauari e Fonte Boa) (Figura 8). Estas rochas são as que têm relevância
como geradoras e acumuladoras de hidrocarbonetos. No outro contexto temos as
rochas depositadas a partir de 142 milhões de anos A.P., conhecidas como Grupo
Javari. As formações Alter do Chão e Solimões fazem parte desta sequência (Eiras
et al., 1994).
As rochas da formação Alter do Chão estão representadas por arenitos
grossos, argilitos, conglomerados e brechas intraformacionais de coloração
vermelho amarronzado. Esta sequência é relacionada a sistemas deposicionais
fluviais. A formação Solimões está representada por sedimentos de granulação mais
fina como argilitos vermelho e cinza com fósseis abundantes e camadas de linhito e,
com menor representatividade, arenito grosso. Há controvérsias quanto ao sistema
deposicional relacionado a esta formação. Estudos fundamentados na fauna de
moluscos fósseis propõem a existência de um enorme sistema dominantemente
lacustre, com localizadas invasões marinhas. A comprovação desta teoria é
relevante para compreender a origem da biodiversidade da área. Na medida em
25
que, somente após o desaparecimento deste lago e a instalação do sistema fluvial
haveria condições para o desenvolvimento da floresta tropical (Rossetti et al., 2005).
Figura 8 - Seção geológica da Bacia do Solimões, segundo (Eiras,1999). (Fonte: Petrobras.)
Em contato por discordância erosiva sobre a formação Solimões ocorre a
formação Içá, representada por arenitos, argilitos e conglomerados. Os arenitos têm
coloração branca a avermelhada claro, granulação fina a grossa e compostos por
73% de quartzo, 25% de feldspato, 2% de muscovita secundariamente biotita e
minerais pesados (Rossetti et al, 2005). Os argilitos são de coloração amarelada a
avermelhada com finas laminações plano paralelas. Na base encontram-se
conglomerados formados por seixos de quartzo e fragmentos de argilito. No topo da
formação observa-se um horizonte argilo arenoso, mosqueado nas cores branco
avermelhado, sugerindo exposição a condições intempéricas. Ao contrário do
mapeado por outros autores (Eiras 1999; e Rossetti et al., 2005), em Urucu os
afloramentos observados pertencem a formação Içá (Figura 9).
Os litotipos acima descritos foram submetidos à dinâmica externa do Terciário
até o presente. Dinâmica esta que respondeu a instabilidade que conjugou o efeito
de três fatores: 1) instabilidade tectônica; 2) instabilidade no nível de base do
sistema fluvial, resultante de oscilações no nível do mar associadas a períodos
glaciais e interglaciais; 3) instabilidade climática.
26
Figura 9 – Em “1” exposição da estratigrafia da formação Içá em Urucu. Em “2” conglomerado basal da formação Içá no piso de uma área. Em “3” detalhe do pacote mosqueado do topo da formação. Urucu, AM, Brasil.
A instabilidade tectônica se manifestou por movimentos de subida e descida
de partes da crosta terrestre, tipo horst e graben. Está registrada na paisagem por
rios encaixados, migração de canais, terraços soerguidos, paleo várzeas, e
segmentos retilíneos de canais fluviais. No rio Urucu e tributários é comum a
alternância de segmentos meandrantes com retilíneos, sinalizando a presença de
áreas abatidas e soerguidas respectivamente. Lineamentos menores, orientados nas
direções NE-SW e NNE-SSW, são evidenciados por mudanças bruscas, 900, na
rede de drenagem (Costa et al., 1996). A instabilidade do nível de base do sistema
fluvial está associada às glaciações. Por sua vez as glaciações induziram
modificações climáticas na Amazônia. A Tabela 2 sintetiza a dinâmica associada a
alternância entre os períodos glaciais e interglaciais. Outras mudanças climáticas de
menor expressão espacial e temporal foram detectadas. Entretanto, estas não foram
capazes de criar ilhas de isolamento da vegetação. A paisagem da Amazônia é
poligênica, onde atuaram fatores ligados a dinâmica interna (geológica/estrutural),
dinâmica externa (intemperismo, morfogênese e pedogênese) e dinâmica climática
(glaciações e pulsos de aquecimento e resfriamento).
27
Tabela 2 – Efeitos das glaciações cenozóicas na paisagem da Amazônia Ocidental (Base: Tricart 1966, 1975, 1977;
Haffer e Prance 2002).
ATRIBUTOS GLACIAÇÃO INTERGLACIAL
CLIMA Armazenamento de água em zonas glaciais.
Instabilidade climática de curto prazo com fortes variações anuais, interanuais e diárias, no espaço e/ou no tempo
Degelo, aumento das águas livres e da evaporação.
Estabilidade climática a curto prazo com redução das amplitudes meteorológicas e dos contrastes temporais e/ou espaciais.
Chuvas violentas e irregulares.
Chuvas regulares.
VEGETAÇÃO Redução da biomassa com extensão das formações florestais descontínuas e/ou caducifólias.
Aumento da biomassa com extensão das formações vegetais densas e sempre verdes.
Separação dos biotopos e biocenoses da floresta pluvial em refúgios circundados por espaços não florestais.
Unificação dos biotopos e biocenoses da floresta pluvial por meio de novos espaços florestais. Não necessariamente idênticos aos precedentes.
DINÂMICA DO MODELADO
Regressão marinha, rebaixamento do nível de base dos canais fluviais implicando em maior poder erosivo dos rios.
Transgressão marinha elevando o nível de base dos canais fluviais e reduzindo o poder erosivo dos rios.
A montante erosão regressiva, dissecação e rebaixamento do relevo, escoamento difuso.
A montante dos canais há estabilização do relevo, o escoamento é concentrado.
A jusante presença de cones de dejeção, colúvios e planícies de espraiamento – terraços climáticos.
A jusante sedimentação em meio tranqüilo, por decantação ou precipitação, planícies e terraços aluviais.
Intemperismo incipiente do substrato, fossilização e rejuvenescimento dos solos, linhas de pedra. Nos maciços cristalinos predomina a esfoliação esferoidal, devido a bruscas alternâncias entre frio e calor, os elementos solúveis são mobilizados, os óxidos estão disponíveis para se concentrarem em crostas.
Intemperismo químico intenso e profundo do substrato, aprofundamento dos solos. Hidrólise progressiva e desintegração dos maciços cristalinos expostos no período glacial. Lixiviação dos elementos solúveis. Individualização e solubilização do ferro e alumínio, eliminação do material retido nos compostos orgânicos e minerais.
28
1.5.3 TEMPO HISTÓRICO
Apresentada as características que influenciaram a paisagem de Urucu como
hoje esta se encontra, são evidenciadas as características da paisagem que
influenciam de forma mais direta a atuação dos processos erosivos e a restauração
da floresta nos dias atuais.
Os dados meteorológicos em Urucu vêm sendo obtidos desde 1997. Para
uma abordagem climatológica estas informações ainda não são significativas, mas
servem para traçar um perfil mais próximo de alguns parâmetros meteorológicos
locais. Aguiar (2001) fez um estudo comparativo entre os dados de seis (6) estações
meteorológicas de municípios no entorno de Urucu, com o de três (3) estações
locais e mostrou que não existem discrepâncias entre as medições. Comparando os
dados das estações dos municípios do entorno com a de referência em Urucu, a
variação para um mesmo parâmetro foi menor que 10%. Mesmo considerando que
as estações dos municípios do entorno estavam em áreas urbanas e as de Urucu
dentro de clareiras. A exceção foi a da conhecida variabilidade da pluviosidade.
As chuvas em Urucu são predominantemente convectivas, irregulares em sua
distribuição no tempo e no espaço. Não sendo raro caírem na forma de aguaceiros
localizados, de grande intensidade volumétrica em um curto período de tempo.
Conforme os dados obtidos entre 1994 e 2004, o mês mais chuvoso é março,
média de 338 mm no período. O mês que menos chove é o de agosto, média de 79
mm. A média anual acumulada é de 2.486 mm. O mês que tem menos dias
chuvosos é o de agosto, com 12 dias,. A temperatura média anual é de 25,9oC. O
mês mais quente é setembro, com média de 26,4oC. O mês mais frio é julho, com
média de 25,5oC. A média da umidade relativa do ar é de 91% (Figuras 10 e 11)
29
Figura 10 – Precipitação média e número de dias chuvosos. Urucu, AM, Brasil (Fonte: Estação
meteorológica Urucu)
Figura 11 – Temperatura média mensal e pluviosidade.Urucu, AM, Brasil (Fonte: Estação meteorológica
Urucu).
Há falta de dados históricos para elaboração do balanço hídrico local.
Entretanto, os dados da estação meteorológica de Tefé permitem uma aproximação.
O déficit hídrico existe apenas durante o mês de agosto. Mas mesmo neste período
ainda restam 70 mm de água armazenada no solo. Nos demais meses do ano há
excedente hídrico. Sendo os meses de setembro e outubro o período de reposição
(Figuras 12 e 13).
30
Figura 12 – Balanço hídrico com dados da estação de
Tefé. Tefé, AM, Brasil (Fonte INMET 2009)
Figura 13 – Água armazenada no solo com dados da estação de Tefé. Tefé, AM, Brasil (Fonte INMET 2009).
Nas rochas da formação Içá, em Urucu, o modelado foi esculpido em três
compartimentos principais. O platô serve como divisor de águas das sub-bacias do
rio Urucu com o rio Coari, ambos tributários do lago de Coari, que deságua no rio
Solimões. São as porções mais elevadas do terreno, em cotas acima de 60 m, com
topos aplainados que vem sendo dissecados em lombas suaves, convexas, por
canais de drenagem pouco entalhados em forma de “V”. As vertentes são curtas e a
diferença de nível entre o topo e a base da vertente é menor que 5 m. A densidade
de drenagem é baixa e apresenta padrão retangular. A superfície plana favorece a
infiltração fazendo do intemperismo químico, representado pela hidrólise e pela
31
hidratação, o principal agente de degradação da paisagem (Opdecamp, 1998; Vitte,
2005). O solo predominante é o Cambissolo Hápico (Wenceslau 2009 - conversa
pessoal) com manchas de Argissolo Vermelho Amarelo, ambos fruto da pedogênese
sobre os sedimentos alterados da formação Içá. A dinâmica do meio é considera
estável, segundo classificação de Tricart (1977).
Entre as cotas de 50 m e 60 m predominam as colinas convexas. Os rios são
encaixados em vales na forma de “V”, com diferença de nível entre o topo e a base
da vertente que pode chegar a 10 m. A densidade de drenagem é maior que a
unidade anterior e o padrão retangular dentrítico. Os processos morfodinâmicos
predominam sobre o intemperismo no modelamento do relevo. O escoamento difuso
nas vertentes, creep e solifluxão, são processos característicos. A classe de solo
mais encontrada na unidade é do Argissolo Vermelho Amarelo. A dinâmica do meio
é “intergrade”, intermediária, na medida em que os processos morfodinâmicos e
pedogenéticos agem de forma concorrente (Tricart, 1977) (Figura 14).
As planícies e terraços fluviais estão situados nas cotas abaixo de 50 m, tem
forma aplainada, apresentando desmoronamento de margens e bordas dos canais.
O escoamento é concentrado e periodicamente ocorrem inundações. Os vales têm
forma de “U” e predominam os processos morfogenéticos relacionados à dinâmica
fluvial. Solos aluvionares, arenosos, são característicos desta unidade. O meio é
considerado instável na medida em que a morfogênese é o fator determinante no
sistema natural (Tricart, 1977).
32
Figura 14 – Esboço gemorfológico da província petrolífera de Urucu. Urucu, AM, Brasil. (Base: Imagem SRTM NASA)
O modelado encontra-se recoberto por floresta ombrófila densa, de terrafirme.
A altura das árvores está entre 20 e 30 m e a maioria tem DAP2 entre 10 e 30 cm.
Dentre as espécies mais abundantes estão a Eschweilera coriacea, Eschweilera
wachenheim, Microphollis guyanensis, Oenocarpus bataua e Chrysophllum
sanguinolentum (Amaral, 1996). Existe uma distribuição diamétrica decrescente com
todas as classes representadas, o que indica uma floresta madura, estabilizada e
com a perpetuação das espécies garantida. A diversidade de espécies é alta,
247/500 indivíduos, índice próximo ao encontrado para o Peru e superior aos
encontrados em estudos similares na Amazônia central e oriental (Amaral, 1996).
Esta cobertura vegetal em seus diferentes estratos cumpre importante papel
no sentido da estabilização do ecossistema. A fotossíntese utiliza pouco mais de
1% da energia proveniente da radiação solar, especialmente na faixa do espectro
entre o visível e o ultravioleta (Whitmore 1983; Vásques-Yanes & Orozco-Segovia
1984). A interceptação da radiação térmica (infravermelho) pela vegetação chega a
25% do total que atinge a superfície. O infravermelho próximo em grande parte é
refratado. O infravermelho térmico é absorvido provocando o aquecimento da planta,
2 DAP – Diâmetro acima do peito, obtido a 1,30m acima do solo.
33
forçando sua transpiração – evapotranspiração. Neste processo a planta consome
energia, interferindo em sua produtividade. Ao mesmo tempo em que promove o
fluxo da água infiltrada no solo para planta e da planta para atmosfera na forma de
vapor. Movimentação que influi no processo de formação do solo e é contabilizado
como déficit no escoamento, no olhar da hidrologia.
A vegetação também protege o solo dissipando a energia cinética das chuvas
e fornecendo galhos, folhas e restos vegetais que, dentre outros aspectos, servem
de obstáculos para a água das chuvas e o escoamento superficial. Além de reter
água nas folhas e na serrapilheira. Elementos que também são contabilizados no
balanço hídrico como déficit no escoamento.
A cobertura florestal protege o solo da incidência direta da radiação solar e da
chuva, minimizando o aporte direto de energia no sistema, que se comporta como
no estado de biostasia. Autores como Salati e Vose (1984), consideram o sistema
em equilíbrio. Este equilíbrio é dinâmico, na medida em que ocorrem trocas de
energia e fluxo de matéria (Figura 15).
Figura 15 – Dossel da floresta nas imediações das coordenadas 04053´09” S e 65
019´59,79” W. À
esquerda vista de cima para baixo e à direita vista de baixo para cima. Urucu, AM, Brasil.
34
CAPÍTULO 2
O PLANTIO DE ÁRVORES TEM FAVORECIDO O CONTROLE DA
EROSÃO E A CICATRIZAÇÃO DO DOSSEL FLORESTAL NA
AMAZÔNIA? O CASO DE URUCU – AM, BRASIL3
2.1 OBJETIVO
Analisar a eficácia da restauração das áreas degradadas no controle da
erosão e na cicatrização do dossel florestal;
3 Sendo preparado, na forma de artigo, para submissão à revista PlosOne
35
2.2 RESUMO
A diversidade socioambiental da Amazônia Ocidental está sendo ameaçada pela
exploração de petróleo. A eficácia das medidas de restauração ecológica da
indústria petrolífera nesta região é um dos aspectos na avaliação da
sustentabilidade desta atividade econômica. Este capítulo tem como objetivo
verificar a eficácia da restauração das áreas degradadas no controle da erosão e na
cicatrização do dossel florestal. Foram selecionadas 39 áreas em restauração que
somam 112,4 hectares. A cena LANDSAT 001_063, obtida nos anos de 1986, 1991,
1995, 2001 e 2007 foi tratada com técnicas de sensoriamento remoto e
geoprocessamento, tendo como apoio uma imagem Quickbird de setembro de 2004
e o controle de campo. Três classes de características locais foram analisadas pela
técnica de máxima verossimilhança: i) solo exposto; ii) regeneração; iii) dossel do
plantio. Os resultados indicaram que: 1) no ano de 2007 dentre as áreas em
restauração a classe solo exposto está representada em 76,59% da área total das
clareiras e apenas 4,8% está recoberta por dossel do plantio; 2) as espécies que
mais regeneram são gramíneas e ruderais, principalmente exóticas invasoras; 3) nos
plantios as espécies que melhor se estabeleceram foram aquelas tolerantes ao
estresse edáfico e hídrico; 4) o plantio de árvores tem contribuído apenas de forma
localizada no controle da erosão; 5) o dossel não está sendo cicatrizado, nem está
sendo recuperada sua funcionalidade, tampouco a sua diversidade biológica.
36
2.3 INTRODUÇÃO A Amazônia Ocidental é um “hot spot” da biodiversidade no mundo e a
exploração de hidrocarbonetos uma realidade na região. Os impactos
socioeconômicos e ambientais desta atividade são perceptíveis, a expansão prevista
ameaça as populações tradicionais, a vida selvagem, a biodiversidade e a paisagem
como um todo (Finer et al., 2008).
Os fundamentos das preocupações com os impactos socioambientais desta
atividade na Amazônia vêm sendo evidenciado em trabalhos como de Thomsen et
al. (2001); Laurance et al., (2001); O’Rourke e Connolly (2003); Sawyer (2004);
Martinez et al., (2007). As empresas petrolíferas anunciam na grande mídia os
investimentos e iniciativas para conservação ambiental e restauração ecológica.
Diante destas posições o objetivo deste estudo é analisar a eficácia da restauração
das áreas degradadas no controle da erosão e na cicatrização do dossel florestal.
Esta pesquisa foi desenvolvida no âmbito da rede CT-PETRO Amazônia, que reune
diversas instituições e pesquisadores na busca do desenvolvimento de tecnologias
para a recuperação de ecossistemas e conservação da biodiversidade na Amazônia
brasileira.
A implantação da província petrolífera de Urucu segue o modelo “ilha”, um
pedaço de terra de 36.000 hectares na margem direita do rio Urucu, cercado pela
floresta por todos os lados. Em linha reta, a cidade mais próxima, Tefé, fica a 180
km. Coari está a 250 km. O acesso é rigidamente controlado, feito somente por via
aérea e fluvial. Este modelo evitou a urbanização/favelização do entorno imediato e
os problemas decorrentes deste processo. Na área de influência direta de Urucu a
paisagem florestal foi transformada em urbano/industrial, sem qualquer ligação com
a história e a ecologia local, tipificando uma tendência global na gestão de
paisagens, polarizada entre um intenso e concentrado uso da terra e vastas áreas
sem utilização (Vos e Klijn, 2000; Antrop, 2006).
Em pouco mais de 20 anos de exploração do campo de hidrocarbonetos uma
área de 2.897,3 hectares (INPE, 2007) foi desmatada para instalação de poços, vias
de acesso, portos, aeroporto, tubovias, instalações industriais, canteiro de obras,
pátios de material e alojamentos. O primeiro efeito do desmatamento é a redução da
diversidade animal e vegetal no local diretamente atingido. A abertura do dossel
37
favorece a maior entrada de energia, via radiação solar e chuvas. Como
conseqüência, as condições microclimáticas no local são alteradas e os processos
biofísicos também. Nas clareiras naturais e abertas para atividades agropecuárias o
distúrbio não ultrapassa o horizonte superficial do solo. Nas áreas abertas pela
atividade petrolífera o distúrbio se estende à retirada da camada superficial do solo,
inclusive o banco de sementes, a fauna edáfica e toda porção aerada e
descompactada do solo.
Em Urucu as instalações para exploração de hidrocarbonetos e apoio a esta
atividade traz à superfície a rocha alterada – regolito. Este é o limite preferencial
para as atividades de extração de material de empréstimo e o substrato utilizado
para que a área de engenharia comece a preparar a sub-base para instalação de
vias de acesso, poços e a maior parte da infra-estrutura para produção. Este
processo resulta em trazer à superfície substrato mais compacto. O adensamento
natural médio do solo no piso destas áreas afetadas, calculado a partir de 30
medidas feitas por Arruda (2005), é de 1,43 ± 0,14 g/cm3. O que representa um
aumento de 56% em relação a compactação do solo na floresta. A porosidade é
65% menor que a média na floresta. A superfície resultante apresenta declives que
variam de 5% a 20% e infiltração da ordem de 5mm.h-1 (Segundo, et al., 2005).
A chuva na região de Coari tem erosividade de 8.899,90 MJ.ha-1.mm.ano-1,
sendo 1.350,50 MJ.ha-1.mm.ano-1, em março, a 158,87 MJ.ha-1.mm.ano-1 em agosto,
(Macedo et al., 2007). Incidindo nas superfícies desprovidas de vegetação,
compacta e ao mesmo tempo desagrega e transporta o solo (Poesen e Savat,
1981). As constantes chuvas com a reduzida infiltração nas áreas desmatadas
potencializa a erosão hídrica, com média de 170,12 ton.ha-1.ano-1 (Arruda, 2005),
variando em função de: a) das características físicas do solo; b) declividade; c)
periodicidade; d) intensidade das chuvas; e) presença e características da
serrapilheira; f) fitofisionomia. Parte do material desprendido e transportado pela
erosão é depositado no interior da própria área. A carga sólida exportada se
deposita em canais fluviais menores, sem poder para transportar o material que
recebem (Goch, 2007).
Atendendo preceitos legais e em conformidade com a certificação ISO 14000,
para minimizar os impactos da abertura do dossel nas áreas mineradas, de
38
perfuração e apoio, é feito o plantio de árvores, preferencialmente autóctones,
dentro do proposto pela técnica de regeneração natural assistida (Shono et al.,
2007). Nas obras viárias e tubovias o controle da erosão em taludes é feito por
hidrossemeadura, com gramíneas tipo Andropogon bicornis L, Panicum pilosum Sw,
Brachiaria spp. que costumam estar associadas a Pueraria phaseoloides (Roxt.)
Benth e Desmodium barbatum (L ) Benth.
A identificação de indicadores de sucesso é uma área sensível na avaliação
das práticas de restauração (Noss, 1999). Mantovani (1988) e Rodrigues e Gandolfi
(2001) propõe que a restauração deve contemplar medidas que propiciem o retorno
dos processos ecológicos, para isto devem ser adotadas práticas que possibilitem o
fim da perturbação e condições para o estabelecimento de propágulos, de modo a
permitir que a área restaurada se perpetue. A entrada de energia pelo sol, chuva e
vento domina as forças estruturadoras dos ecossistemas, sendo um bom indicador
para avaliar o sucesso da restauração (Ehrenfeld, 2000). Estes são os fundamentos
que direcionaram a escolha do controle da erosão e da cicatrização do dossel como
indicadores. A cicatrização do dossel controla a entrada de luz, ameniza o
microclima com a diminuição da temperatura e aumento da umidade relativa do ar e
do solo (Jennings et al., 1999), além de minimizar a erosão pluvial e a decorrente do
escoamento superficial. O microclima ameno e o controle da erosão facilitam o
estabelecimento de propágulos, otimizando a restauração e sua perpetuação
(Thornes, 1985; Garcia-Fayos, 2004).
O uso do sensoriamento remoto como ferramenta para o manejo sustentável
de florestas e o monitoramento das mudanças na cobertura florestal, inclusive em
sua estrutura, vem sendo amplamente utilizado em diferentes países e com
diferentes objetivos. A aplicação de métodos e técnicas de classificação das
imagens passa pela acurácia e precisão da imagem em registrar o que está
acontecendo no terreno e com a floresta (Franklin, 2001; Gautam et al., 2002;
Mayaux et al., 2005; Olander et al., 2008). A acurácia das imagens LANDSAT para
medição do desmatamento é de 90 a 95% em mosaicos de até um hectare, em se
tratando de áreas planas (Roy et al., 1991; Steininger 1996; LelMGruber et al.,
2005). O monitoramento da degradação da floresta assim como de sua regeneração
é mais complexo (DeFries et al., 2007). Nestes casos à utilização de imagens de alta
39
resolução e de séries históricas de imagens podem superar esta dificuldade (Asner
2001; Palace et al., 2008).
Existem diversas técnicas com medidas diretas para estimativa da cobertura
do dossel (Floyd e Anderson, 1987). Técnicas estas que são utilizadas de forma
ampla, inclusive para acompanhamento da restauração do dossel como aquela
indicada por Melo et al., (2007). O uso de imagens de satélite para monitoramento
do desmatamento em florestas tropicais úmidas cresce, especialmente em função
da importância dos estudos sobre estoques de carbono, a exemplo de Hansen et
al.(2008) que monitorou o desmatamento deste bioma, em diferentes continentes,
entre os anos de 2000 e 2005. O monitoramento do desmatamento na floresta
amazônica brasileira é feito pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – INPE,
projeto Monitoramento da Floresta Amazônica Brasileira por Satélite – PRODES
(INPE/PRODES) que vem acompanhando e quantificando as taxas de
desmatamento desde o ano 2000. O monitoramento do INPE é complementado por
trabalhos como de Peres (2006) que identificou o raleamento da floresta pelo
desmate seletivo na Amazônia brasileira; ou o de Laurance et al., (2002) que testou
em modelos a possibilidade do desmatamento ter diminuído na Amazônia brasileira
entre os anos de 1978 e 2000. Na Amazônia ocidental estudos sobre o
desflorestamento vêm sendo realizados a exemplo de Vinã et al (2004) que analisou
as taxas de desmatamento entre os anos de 1973 e 1996, na faixa de fronteira entre
a Colômbia e o Equador, zona produtora de coca e hidrocarbonetos.
O direcionamento desta pesquisa é dado pela pergunta norteadora: o plantio
de árvores tem favorecido o controle da erosão e a cicatrização do dossel da floresta
na província petrolífera de Urucu? Pergunta derivada da hipótese que a restauração
das áreas degradadas tem contribuído para o controle da erosão e a cicatrização do
dossel florestal em Urucu.
2.4 METODOLOGIA
Este estudo acompanha o desmatamento e a cicatrização do dossel florestal
com foco no controle da erosão, em 39 áreas utilizadas pela indústria petrolífera que
estão sendo restauradas ou que foram abandonadas. Para este acompanhamento
40
utilizou imagens LANDSAT, cena 001_063, obtidas nos anos de 1986, 1991, 1995,
2001 e 2007. Abordagem feita com técnicas de sensoriamento remoto e controle de
campo, conforme a seguir apresentado.
A contextualização da abertura do dossel em Urucu foi feita com base nos
dados do INPE/PRODES, entre os anos de 2000 a 2007, em anos anteriores a 2000
foram utilizadas as imagens LANDSAT. Segundo a empresa petrolífera, no ano de
2007 existiam 196 áreas degradadas utilizadas para perfuração de poços, apoio e
lavra de material de empréstimo, juntas somavam 214,6 hectares. Deste total foram
selecionadas todas as maiores que 1,8 hectares (20 pixels na imagem Landsat), um
conjunto de 39 áreas que somam 112,4 hectares (Figura 1).
Das 39 áreas foi levantado junto à empresa as seguintes informações: a)
tamanho da área; b) data do plantio com fins de restauração; c) quantidade de
árvores plantadas em cada área; d) espécies utilizadas. Com estas informações foi
possível: i) estimar o espaçamento do plantio dividindo a área informada pela
quantidade de mudas plantadas; ii) Estimar a regeneração natural pela constatação
da presença de espécies diferentes daquelas que foram cultivadas; iii) avaliar a
situação do plantio quanto ao controle da erosão e a cicatrização do dossel nos anos
posteriores ao plantio. A análise da evolução do plantio foi realizada pela
classificação das diferentes características locais de cobertura do solo em cada
área, como explicitado a seguir.
41
Figura 1 – Localização das 39 áreas estudadas. Urucu, AM, Brasil.
41
42
As 39 áreas selecionadas foram delimitadas na imagem Quickbird obtida em
setembro de 2004, disponível no aplicativo web Google Earth (acesso em 28 de
junho de 2007). Para execução desta tarefa foi utilizada a ferramenta de edição de
polígonos do software Google Earth Pro 4.0. Tais polígonos delimitadores foram
exportados em formato (kmz) para o software Global Mapper 8.0 e convertidos em
shapefile (.shp). No programa ArcGIS 9.2 os arquivos (.shp) foram reprojetados,
passando de Sistema de Coordenadas Geográficas - Datum SAD69 para a
Projeção South America Albers Equal Área Conic. Depois de reprojetados foi
calculada a área, em metros quadrados, de cada um dos polígonos.
As imagens TM LANDSAT 5, cena 001_063, composição R5G4B3 de junho
de 1986, julho de 1991, agosto de 1995, julho de 2001 e julho de 2007, foram
obtidas e posteriormente georreferenciadas no software Global Mapper 8.0.
Utilizando como referência o mosaico GeoCover Landsat Zulu cena S-20-00_2000
disponível em https://zulu.ssc.nasa.gov/mrsid/.
Os “shapes” dos polígonos delimitados na imagem Quickbird foram
superpostos nas imagens LANDSAT e passaram por uma classificação
supervisionada no software Envi 4.3. O método utilizado foi o de Máxima
Verossimilhança (Maximum Likelihood) e as classes definidas como: 1) solo exposto
(desmatamento – tons em rosa e textura lisa ou pouco rugosa na imagem); 2)
regeneração (regeneração natural e através de plantio – tons verde claro e textura
menos rugosa ou lisa na imagem); 3) dossel do plantio (tons verde escuro e textura
rugosa na imagem). A classificação esta restrita a superfície contida no interior dos
39 polígonos.
As cores e texturas para as classes mapeadas estão relacionadas a uma
realidade de campo. Realidade fruto da interrelação de dois ou mais atributos
ambientais. Neste estudo, que foca a cicatrização do dossel e o controle da erosão,
os atributos considerados são: vegetação, serrapilheira, processos erosivos ou
morfodinâmicos e formas associadas aos processos. A classe solo exposto está
relacionada à presença da vegetação de forma dispersa, em menos de 30% do
terreno. A classe regeneração está relacionada a qualquer tipo de cobertura vegetal
rasteira ou arbustiva (h≤ 5m), natural ou cultivada, que protege de 30% a 70% da
superfície do solo contra o impacto direto das gotas de chuva. A classe dossel do
43
plantio está ligada ao fechamento das copas das árvores cultivadas, interceptando a
chuva e a penetração direta da luz solar. Cada classe está relacionada à sua
funcionalidade, minimização da erosão. Não está necessariamente relacionada à
composição florística.
As classes e a classificação digital das áreas abertas foram confirmadas em
campo, com GPS de navegação. Oportunidade em que foi feita: 1) a identificação
visual das classes solo exposto, regeneração e dossel do plantio (Figura 3); 2)
Descrição das espécies predominantes em cada classe (identificação, altura,
diâmetro da copa); 3) processos erosivos (erosão pluvial, escoamento difuso,
escoamento em filetes, escoamento concentrado, deposição); 4) microformas (torres
de pedra, salpicos de chuva, crostas, superfícies lisas com partículas dispersas
maiores que a fração areia, canais anastomosados - filetes, marcas de onda, sulcos
de erosão, zonas de espraiamento de partículas, poças e alagadiços); 5)
documentação fotográfica.
A variação temporal das áreas ocupadas pelas classes mapeadas: solo
exposto, regeneração e dossel do plantio foi analisada a partir de intervalos de cinco
anos em média. Definidos pela série de imagens trabalhadas 1986 a 1991; 1991 a
1995; 1995 a 2001; 2001 a 2007. Intervalos definidos pelas datas das imagens
trabalhadas. Estes intervalos de tempo foram utilizados para definir períodos de
abertura do dossel e variação da proteção do solo pelas diferentes classes de
mapeamento.
Ainda no ArcGIS 9.2 os “shapes” das áreas abertas foram superpostos sobre
cada uma das imagens LANDSAT dos diferentes anos da cronosequência
1986/1991/1995/2001/2007, da mais antiga para mais nova. Verificando assim o
período de abertura do dossel de cada área degradada.
Os dados sobre as áreas ocupadas por cada uma das classes de
mapeamento, nos diferentes anos, foram compilados em uma planilha (Tabela 1).
44
Tabela 1 – Modelo de planilha para compilação dos dados.
CLASSE ÁREA
DOSS.PLAN.2001
REGENERA 2001
SOLO EXP. 2001
DOSS.PLAN.2007
REGENERA 2007
SOLO EXP. 2007
TT ... ... ... ... ... ...
XX ... ... ... ... ... ...
YY ... ... ... ... ... ...
Com o programa Excell 2007 e MINITAB 12, foram calculados os percentuais
das superfícies ocupadas pelas diferentes classes de mapeamento, em cada
polígono e do conjunto dos polígonos. A normalidade dos dados foi verificada pelo
teste de Anderson-Darling. O teste de Mann-Whitney foi utilizado para comparar os
valores, em hectare, das diferentes classes mapeadas nos diferentes anos
considerados neste estudo. Também foram elaboradas figuras e tabelas para
condensar e facilitar a compreensão dos resultados.
As pesquisas multidisciplinares realizadas no âmbito da rede CT-Petro
Amazônia serviram de subsídio para discussão dos resultados encontrados neste
estudo e para interpretação com base na literatura sobre restauração ecológica.
45
Figura 2 – Atributos que interrelacionados definem as classes4 de mapeamento em campo das 39 áreas estudadas em Urucu, AM, Brasil.
CLASSE / ATRIBUTOS
VEGETAÇÃO SERRAPILHEIRA PROCESSOS FORMAS
Solo exposto Até 30% de vegetação dispersa na superfície. Touceiras isoladas de gramíneas, mudas de plantio com altura (h) h≤ 1,0m e/ou diâmetro da copa ≤ 1,5m). Solo desprotegido ou com até 30% de cobertura vegetal dispersa.
Ausente. Podem estar presentes resíduos sólidos espalhados de forma isolada ou concentrado em um ponto. Cobertura do solo por resíduos sólidos (entulho, canos, terra, troncos e galhos) de até 20%.
Erosão pluvial em mais de 80% da superfície da área, escoamento difuso, escoamento em filetes, escoamento concentrado, deposição.
Torres de pedra, salpicos de chuva (salpicamento), crostas, superfícies lisas com partículas de areia ou maiores dipersas na superfície, marcas de onda, marcas de filetes, sulcos de erosão, zona de espraiamento, poças e alagadiços, gretas de ressecamento. Superfícies aplainadas e rampas com menos de 30% de declive
Regeneração Gramíneas e regeneração natural e plantios com (1,0 < h ≤ 5 m e/ou diâmetro da copa 1,5 a 2,5m). Touceiras de gramineas contíguas. Proteção do solo de até 70% da superfície. Solo protegido com cobertura vegetal de 30 a 80%.
Raizes de árvores cultivados e gramíneas, touceiras secas, folhas esparsas, restos de poda, resíduos sólidos. De 21 a 70% de cobertura do solo.
Erosão pluvial minimizada, atinge menos de 30% da superfície e de forma descontínua. Escoamento difuso. Escoamento em filetes e concentrado entre as touceiras de gramíneas ou entre as mudas plantadas (entre linhas de plantio), deposição.
Relíquias das formas anteriores, Salpicos de chuva esparsados, marcas de filetes e sulcos de erosão, raras áreas de espraiamento, poças e alagadiços. Superfícies aplainadas e rampas com menos de 30% de declive
Dossel do plantio Copas das árvores cultivadas ficam a menos de 30cm uma das outras ou se entrelação (h>5 m e/ou diâmetro da copa > 2,5m). Mais de 80% do solo recoberto pela copa das árvores
Presença de serrapilheira recobrindo mais de 70% do solo. Resíduos sólidos
Predomina o escoamento difuso, escoamento concentrado é raro.
Raras relíquias das formas anteriores. Sem marcas de erosão características. Presença de poças e alagadiços. Superfícies aplainadas
4 Para composição de bandas Landsat R5G4B3: solo exposto – tons rosa, textura lisa ou ligeiramente rugosa; regeneração – tons verde claro, textura lisa a rugosa; dossel de plantio – tons verde
escuro, textura rugosa. Urucu, AM, Brasil.
45
46
2.5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os dados analisados mostram que a abertura do dossel na província
petrolífera de Urucu teve início em 1986. Em junho de 1986 existiam duas áreas
abertas, próximas uma da outra, que correspondem ao primeiro poço de exploração.
Tendo como base os levantamentos do INPE/PRODES no período de 2000 a 20075,
verificou-se que o ritmo intenso de desmatamento na província de hidrocarbonetos
aconteceu entre junho de 1986 e o ano de 1997. Neste período de 11 anos ocorreu
80% de todo o desmatamento até 2007. Entre 1997 e 2006 o desmatamento foi de
19% do total desmatado, relacionado a ampliação da unidade de produção,
asfaltamento das vias de acesso, instalação de tubovias e as áreas de lavra de
material de empréstimo que dão suporte as obras civis. No ano de 2007 observou-se
em campo uma retomada das atividades que causam desmatamento como:
perfuração de poços; abertura e recapeamento de estradas; instalação de tubovias e
lavra de material de uso na construção civil.
As áreas objeto desta pesquisa e de restauração pela empresa petrolífera são
as de instalação de poços, mineradas e de apoio. Em conformidade com a série
histórica de imagens utilizadas, dentre as 39 áreas selecionadas 13 foram abertas
entre os anos de 1986 a 1991; 10 áreas foram abertas entre os anos de 1991 e
1995; e 15 foram abertas entre os anos de 1995 a 2001. Apenas uma foi aberta
entre 2001 e 2007 (Figura 3).
Dez anos se passaram entre o início da degradação das áreas e o início das
atividades de restauração. Entre 1995 e 2001 foram plantadas 65% das áreas
degradadas em Urucu. Quanto a idade dos plantios das áreas selecionadas nesta
pesquisa três não foram plantadas; cinco foram plantadas entre 2001 e 2007; vinte
e quatro foram plantadas entre 1998 e 2001, sete foram plantadas entre 1998 e
1995 (Figura 4).
Os dados da empresa mostram que o tempo entre a degradação da área e o
plantio visando a restauração vem diminuindo. Dentre as 39 áreas selecionadas dez
levaram mais de 10 anos para serem plantadas. A partir do ano 2000 o tempo
decorrido entre a abertura da área e o plantio ficou menor que cinco anos (Figura 5).
5 Disponível em http://www.obt.inpe.br/prodes/prodes._1988_2007.htm , acesso em 13/04/2008.
47
Figura 3 – Quantidade de áreas abertas nos intervalos de tempo considerados neste estudo. Urucu, AM,
Brasil.
Figura 4 – Idade do plantio em 2007 das 39 áreas estudadas. Urucu, AM, Brasil.
Segundo informação da empresa, nas 39 áreas foram plantadas 342.504
árvores de 44 espécies para revegetar um total de 112,4 hectares. A utilização
destas espécies não foi uniforme, o gênero Inga está presente em 82% dos plantios
(variedades Inga edulis Mart.; Inga cayennensi (Jacq.) Pers; Inga laurina (Sw.) Wild;
Inga capitata (Desv); o Hymenolobium modestum Ducke em 78% e a Vismia
guiannensis (Albl.) Choysi em 75%. A espécie exótica Myrcia fallax (Rich) DC foi
utilizada em 65% dos plantios. Em média foram plantadas 17± 4,78 espécies por
área. A diversidade de mudas plantadas variou em função da disponibilidade das
espécies no viveiro da empresa. Nos plantios com mais de 10 anos o espaçamento
entre as árvores foi de 1 X 1m. Nos plantios entre seis e nove anos o espaçamento
utilizado foi de 1,5 X 1,5m. Nos plantios com até cinco anos o espaçamento foi 2 X
2m. O plantio foi realizado em linhas paralelas, independente da microtopografia,
nenhuma técnica de proteção do solo ou controle de erosão foi empregada.
48
Nas áreas estudadas o observado em campo foi o predomínio da vegetação
rasteira, principalmente as gramíneas exóticas como Panicum pilosum Sw,
Andropogom bicornis L e Brachiaria humidicola (Rendle), utilizadas na
hidrossemeadura de taludes das vias de acesso e que se dispersaram para as
demais áreas. Estas plantas invadem as áreas em restauração e competem pela luz,
água e nutrientes com os propágulos vindos da floresta. Competem por água e
espaço das raízes com as mudas de árvores plantadas. Dentre as espécies
arbóreas que foram plantadas e sobreviveram predominam as espécies Inga edulis
Mart, Vismia guiannensis (Albl.) Choysi e a Myrcia fallax (Rich) DC. Nos meses mais
chuvosos foi observada a regeneração natural de propágulos das árvores cultivadas
e da floresta. Mas estes resistem ao desecamento somente nas áreas de dossel do
plantio. A diversidade florística está bastante simplificada, quando comparada com a
quantidade de mudas plantadas na oportunidade do trabalho de restauração e,
principalmente, com as áreas de floresta nativa local (Amaral et al., 2004) e a
regeneração natural destas florestas (Lima Filho et al., 2006; Ezawa et al., 2006;
Bastos et al., 2008).
Nas 39 áreas estudadas a classificação digital supervisionada mostrou que no
ano de 1986 toda a superfície das áreas estudadas estava protegida pela floresta
prístina. Em 1991, 21 das 39 áreas estudadas ainda não haviam sido abertas,
número que cai para oito em 1995. Em 2007 a superfície total com solo exposto era
de 76,59%. A área ocupada pela regeneração era de 18,60%, enquanto a superfície
total recoberta pelo dossel do plantio era de somente 4,81%. Nenhuma das 39 áreas
voltou à classe de floresta após a intervenção e plantio visando a restauração
(Figuras 5 e 6).
49
Figura 5 – Classes de vegetação mapeadas nos anos de 1991 e 1995, nas 39 áreas estudadas. Urucu, AM, Brasil. (LUC, RUC, J, são denominações da empresa para identificação das
áreas).
49
50
Figura 6 – Classes de vegetação mapeadas nos anos de 2001 e 2007, nas 39 áreas estudadas. Urucu, AM, Brasil. (LUC, RUC, J, são denominações da empresa para identificação das
áreas).
50
51
Ainda segundo a classificação digital supervisionada, entre os anos de 2001 a 2007
a superfície total recoberta pela regeneração teve um aumento: passou de 5,77%
para 18,60%, diferença significativa entre as classes de mapeamento segundo o
teste de Mann-Whitney (p<0,0001). A superfície total com solo exposto e dossel do
plantio diminuiu de 84,21% para 76,59%, e de 10,02% para 4,81%, respectivamente.
Entretanto, considerando o conjunto das áreas estas diferenças, segundo o teste de
Mann-Whitney, não foram significativas (p< 0,22 e p<0,22 ) (Tabela 2 e 3).
Tabela 2 – Variação das classes dossel do plantio/regeneração/solo exposto entre 1986 e 2007. Os valores são
percentuais da área total (112,4 hectares). Urucu, AM, Brasil.
Ano / Classe Dossel Plantio (%)
Regeneração (%)
Solo Exposto (%)
1986 100 0 0
1991 55,09 5,85 39,06
1995 33,30 9,28 57,42
2001 10,02 5,77 84,21
2007 4,81 18.6 76,59
Tabela 3 – Teste de Mann-Whitney para verificação das diferenças entre as classes de mapeamento, nos
intervalos de tempo considerados. Urucu, AM, Brasil.
ANO / CLASSE DOSSEL PLANTIO (p< )
REGENERAÇÃO (p< )
Solo Exposto (p< )
1986 – 1991 0,005 0,005 0,001
1991 – 1995 0,029 0,03 0,06
1995 – 2001 0,12 0,48 0,02
2001 – 2007 0,22 0,0001 0,22
O avanço da classe regeneração entre os anos de 2001 a 2007 não pode ser
creditado somente ao plantio e desenvolvimento de mudas em superfícies com solo
exposto. Isto porque dos 6,8 hectares de incremento na classe regeneração 4,6
hectares ocorreram sobre a classe dossel do plantio. Sabendo que as gramíneas
precisam receber a radiação solar direta, a ocupação das superfícies recobertas
pela classe dossel do plantio só pode acontecer com o desaparecimento do mesmo.
A redução de superfícies com a classe dossel do plantio e solo exposto e o
avanço da classe regeneração esta relacionada a três aspectos que se
complementam: 1) No ano de 2005 o Amazonas viveu a pior seca dos últimos 60
anos. O que pode ter impactado negativamente os plantios visando a restauração.
Com a volta da normalidade pluviométrica as plantas invasoras, que germinam mais
rapidamente e se adaptam bem a insolação direta, colonizaram as superfícies
disponíveis; 2) O aumento na dispersão das plantas invasoras. Relacionado ao
52
aumento do uso da hidrossemeadura, que disponibiliza propágulos para serem
dispersos pela água, vento, pessoas e animais. Permitindo assim a chegada e
colonização das áreas em restauração pela vegetação rasteira; 3) A abertura de
uma área de empréstimo, nas imediações das coordenadas 65°8’30”W e
04°51’40”S, transformou 4,3 ha de florestas (classe dosssel do plantio) em 1,77 ha
da classe solo exposto e 2,25 ha de classe regeneração, entre os anos de 2001 e
2007 (Figura 6).
Diferenças constatadas no percentual recoberto por uma ou por outra classe
nem sempre foram significativas quando submetidas a teste estatístico. Resultado
interpretado pelo fato da área expressa pelo percentual ser pequena diante do total
das áreas consideradas. Como as áreas foram analisadas no conjunto, o valor fica
diluído, perdendo significância estatística.
Os dados do ano de 2007 mostram que são os plantios entre seis e nove
anos que tem maior percentual de solo protegido por vegetação (regeneração e
dossel do plantio). O esperado é que este resultado correspondesse aos plantios
mais antigos (Tabela 4). Isto mostra que a idade do plantio não é um fator
determinante na presença desta ou daquela classe de cobertura vegetal sobre o
solo. Tampouco que a cobertura vegetal é homogênea em cada uma das áreas
estudadas. No ano de 2007 existiam, pelo menos, duas classes de mapeamento em
todas as 39 áreas (Figura 6). Fatores ambientais como compactação do solo,
processos erosivos, dessecamento, competição e facilitação, interferem na
restauração (Ezawa et al., 2006; Leal Filho et al., 2006; Molinaro e Vieira, 2007). Um
sinal que é necessário a adequação das técnicas de restauração às especificidades
do meio, inclusive dentro de uma mesma área.
Tabela 4 – Percentual da área total de 112,4 hectares recobertos com as classes dossel do
plantio/regeneração/solo exposto, no ano de 2007 e em relação ao tempo de plantio. Urucu, AM, Brasil.
Solo Exposto (%) Regeneração (%) Dos Plant (%)
Plantios com + de 10 anos 87 11 2
Plantios entre 6 e 9 anos 65 30 5
Plantios de 0 a 5 anos 78 15 7
2007 76,59 18,60 4,81
53
Em clareiras naturais ou mesmo áreas onde o solo é impactado apenas
superficialmente, a forma e o tamanho interferem na regeneração (Runkle, 1982;
Orians, 1982; Brokaw, 1985; Hubbell e Foster, 1986; Martinez-Ramos et al., 1989;
Almeida, 1989). No caso das áreas aqui selecionadas elas são muito maiores.
Enquanto clareiras naturais consideradas grandes ocupam área de 0,04 ha, as
áreas degradadas deste estudo têm mais de 1,8 ha. O constatado foi que o tamanho
não fez diferença para a regeneração destas áreas. A forma também pouco
interferiu na regeneração, ao contrário do constatado em outros tipos de abertura do
dossel (Figura 7).
Provavelmente devido ao tamanho e forma excepcionais das áreas, bem
como da intensidade do distúrbio, o zoneamento do centro para borda conforme
tratado por Hubbell e Foster (1986) e Brown (1993) não foi percebido. A radiação
solar atinge diretamente mais de 75% do piso da área, absorvendo a energia
luminosa e transformando-a em energia térmica. Limitando a redução da
temperatura e o aumento da umidade relativa do ar, característicos das áreas
internas da floresta, a uma estreita faixa, não maior que 10% da área total.
Áreas retangulares onde o lado menor tem até 50 metros transmitem a falsa
percepção de rápido florestamento, na imagem orbital. Isto porque as copas das
árvores das bordas se estendem sobre a área degradada, recobrindo-a com o
dossel. O piso da área continua desprovido de vegetação. Esta situação observada
em campo pode estar ocorrendo em áreas isoladas, de prospecção de
hidrocarbonetos, não incorporadas as áreas de produção.
A regeneração a partir da borda da área degradada é perceptível, embora
lentamente devido às condições, microclimáticas, edáficas e morfodinâmicas locais.
As maiores limitações à regeneração não dizem respeito às condições
microclimáticas nem a distância da fonte de propágulos. A chuva de sementes e sua
germinação não são limitadoras da regeneração. É a floresta que delimita as áreas
degradas. Assim como foi constatada a presença de plântulas de espécies arbóreas
florestais no piso das clareiras, no período de outubro a junho. As plântulas têm
dificuldade em se estabelecer devido ao dessecamento, compactação do solo e
competição com as gramíneas. Holl (2006), estudando áreas de pastagens
encontrou limitações para regeneração ligadas a chuva de sementes, germinação,
54
microclima e dificuldades com o solo, mas nada comparável a intensidade destas
alterações nas áreas em Urucu.
O grande percentual da classe solo exposto em detrimento da classe
regeneração pode estar relacionado à data de obtenção da imagem de 2007 - julho.
Período em que as gramíneas secam devido à reduzida disponibilidade de água no
solo. Motivada pela pequena capacidade de infiltração (densidade/crostas),
armazenamento (porosidade/permeabilidade) e a grande insolação. Os maiores
índices pluviométricos, de outubro a junho, facilitam a germinação e rebrota das
gramíneas, de espécies ruderais, e florestais. Oportunidade em que a classe da
regeneração amplia seu percentual de áreas cobertas. Esta oscilação faz com que a
partir do mês de setembro até novembro as taxas de perda de solo (erosão)
aumentem com a retomada de índices pluviométricos acima de 150 mm. O solo mais
úmido e a proteção da vegetação de gramíneas (regeneração), a partir de outubro,
contribuem para reduzir a perda de solo pela erosão, até o ciclo ser retomado.
55
Figura 7 - Aspectos locais das áreas de 2,66 ha, à esquerda; 4,18 ha no centro e 2,4 ha à direita, em setembro de 2008. Em “A” gramínea Andropogon bicornis L iniciando a invasão da área, ao fundo o plantio (regeneração) e depois a floresta. Em “B” erosão no interior do plantio expondo o sistema radicular e comprometendo a estabilidade das árvores. Em “C” solo exposto às intempéries e a erosão, o que limita a colonização pela vegetação. Entre junho e setembro de 2001 foram plantadas: 6.000 mudas na área de 2,26 ha; 14.270 mudas na área de 4,18 ha e 4.620 mudas na área de 2,4 ha. Base imagem Quickbird setembro de 2004, disponível no aplicativo web Google Earth. Urucu, AM, Brasil.
55
56
A erosão está presente pelo aporte de energia propiciado pela radiação solar e a
chuva, que incidem sobre o solo quase que sem obstáculos. Os processos erosivos mais
atuantes são a erosão pluvial, escoamento difuso, escoamento em filetes e mais
raramente em canais. Estes deixam marcas características como micropedestais, crostas,
superfícies convexas e lisas, filetes anastomosados, marcas de onda, sulcos de erosão e
bacias de decantação. A erosão causa o rebaixamento da superfície do terreno, expondo
as raízes e comprometendo a estabilidade das plantas (Figuras 8 a 10). O escoamento
difuso transporta os poucos nutrientes disponíveis e provoca déficit hídrico. Nas áreas de
deposição soterra as plantas e/ou causa alagamentos. Tamanho fluxo energético limita o
estabelecimento de plantas e a própria vida (Tricart, 1977; Grime, 1977).
A existência de grandes superfícies com solo exposto e elevadas taxas de perda
de solo sinaliza o comprometimento das áreas em restauração, de áreas florestadas no
entorno das áreas degradadas e, sobretudo, dos canais fluviais nas imediações (Arruda,
2005; Goch, 2007).
As áreas em que as mudas de árvores cultivadas melhor se estabeleceram foram
aquelas onde ocorreu o adensamento de uma só espécie de grande capacidade de
adaptação a insolação, solos compactados, pobre em nutrientes e estresse hídrico. No
caso espécies com o Inga edulis Mart, Vismia guiannensis (Albl.) Choysi, Myrcia fallax
(Rich) DC e a Clitoria racemosa Benth, árvores cujo sistema radicular superficial serve de
obstáculo ao escoamento, contribuindo para minimizar o poder erosivo da água que
escoa sobre o solo.
Figura 8 – Em “A”, crosta formada pelo impacto das gotas de chuva (1). Em “2” um micropedestal também modelado
pelas gotas de chuva. O escoamento superficial rebaixa a superfície. Em “B” em primeiro plano, área de espraiamento e deposição de partículas. No segundo plano, canais anastomosados - filetes. Urucu, AM, Brasil.
57
Figura 9 – Em “C” marcas de onda com partículas depositadas transversais ao fluxo. A ponta da lapiseira indica a
direção do fluxo de água. Em “D” sulco de erosão com a deposição de partículas no leito. Urucu, AM, Brasil.
Figura 10– Erosão rebaixando a superfície, expondo o sistema radicular das touceiras de gramíneas. A erosão limita a
sobrevivência até mesmo de plantas ruderais invasoras. Urucu, AM, Brasil.
A marcante presença de espécies ruderais, especialmente as invasoras, esta
associada às limitações físicas do solo, água e nutrientes. A presença de plantas
invasoras em áreas distantes e isoladas do sistema viário de Urucu, no meio da floresta,
evidencia a amplitude da dispersão destas espécies (Liding-Cisneros e Zelder, 2002;
Koike, 2006). Carece avaliar as conseqüências ecológicas da incorporação destas
sementes ao banco de sementes da floresta primária. As características físicas do solo e
a dinâmica do meio induzem a deficiência hídrica, fatores que estreitam o nicho ecológico
(Hutchinson 1957) e por conseqüência o nicho regenerativo (Grubb 1977). Este
estreitamento limita a regeneração às plantas tolerantes ao estresse edáfico, hídrico e
nutricional. Facilitando assim o estabelecimento das plantas invasoras, ruderais e de
poucas espécies arbóreas. Com outro olhar, a presença destas plantas é uma forma da
58
natureza mostrar o caminho para a restauração dos sítios degradados. No caso a
manipulação da sucessão primária, ao invés da sucessão secundária, como vem sendo
feito (Suding et al., 2004).
2.6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Apesar dos esforços, o plantio de árvores não tem dado resultados significativos
para o controle da erosão em Urucu. Uma estimativa modesta sinaliza que mais de
170.000 toneladas de terra foram transportadas para os canais fluviais e floresta ao redor
das 39 áreas degradas. Em muitos destes canais o assoreamento é visível. O dossel
florestal não foi cicatrizado em seu aspecto estético, funcional nem ecológico. Sendo o
petróleo um recurso mineral esgotável, urge que a empresa petrolífera coloque em prática
tecnologias adaptadas e testadas para a situação das áreas estudadas, que permitam a
restauração compatível com o dano ambiental por ela causado.
59
CAPÍTULO 3
CLASSIFICAÇÃO DAS ÁREAS ABERTAS PELA PESQUISA E
EXPLORAÇÃO DE HIDROCARBONETOS NA AMAZÔNIA OCIDENTAL6
3.1 OBJETIVO
Classificar as áreas utilizadas pela indústria petrolífera;
6 Submetido à revista Acta Amazonica, na forma de artigo.
60
3.2 RESUMO
A instalação das atividades de pesquisa e exploração de hidrocarbonetos segue
normatização técnica afeita ao setor de engenharia, independente dos ecossistemas do
entorno. Portanto, as intervenções na Província Petrolífera de Urucu contido em um raio
de 20Km ao redor do ponto de coordenadas 65011’15”W e 04051’55”S pouco diferem das
outras Províncias Petrolíferas existentes na Amazônia Ocidental. A partir da hipótese que
as áreas abertas pela indústria de hidrocarbonetos diferem das clareiras naturais
proponho uma classificação com objetivo de facilitar a comunicação entre pesquisadores,
a contextualização e a interpretação dos resultados das pesquisas. Nesta classificação
foram analisadas 196 áreas abertas no período de 21 anos. Imagens de satélite e dados
de campo subsidiaram a análise temporal e espacial das intervenções que resultaram na
abertura do dossel. Informações que foram analisadas e associadas por ferramentas
estatísticas, de sensoriamento remoto e geoprocessamento. Subsidiam a classificação
estudos sobre a área total desmatada, uso, fatores intervenientes na abertura, técnica de
abertura, tamanho, forma, técnica de plantio, zoneamento interno, e avaliação da
regeneração. Em 21 anos foram abertos 2.897,3 ha, sendo 2.772,7 ha para obras de
infraestrutura. Outros 214,6 ha foram destinados a instalação de poços e lavra de material
de empréstimo. A denominação área degradada é adequada para identificar as áreas
abertas pela indústria petrolífera, tendo em vista a magnitude do distúrbio e seus reflexos
no ecossistema. A denominação “clareira” adéqua-se, somente, as áreas utilizadas para
pesquisa, quando não há remoção dos horizontes superficiais do solo. A classificação
está ancorada no uso, área, substrato, regeneração natural, técnica de restauração. As
seguintes classes são propostas: pesquisa, poço, empréstimo, bota-fora e infra-estrutura.
61
3.3 INTRODUÇÃO
A prospecção e exploração de hidrocarbonetos na Amazônia ocidental é uma
realidade. São 35 companhias trabalhando com 180 blocos exploratórios, distribuídos em
uma área descontínua de 688.000 km2 de cinco (5) países: Peru, Equador, Bolívia,
Colômbia e Brasil. No território brasileiro a pesquisa exploratória soma um total de 67.000
km2 (Finer et al, 2008). Em Urucu no Estado do Amazonas, Brasil, a exploração é feita
desde 1986 no meio da floresta primária, em uma área de 36.000 hectares. É importante
que exista uniformidade na denominação das áreas impactadas por esta indústria, de
modo a facilitar a interlocução entre os pesquisadores.
Classificar significa por em ordem, distribuir em classes, agrupar tendo por base
aspectos de semelhança entre os elementos classificados (Houaiss, 2004). A
classificação é uma atividade fundamental na aquisição do conhecimento. É um código
fundamental, ordenador de nossa cultura (Foucault, 1966). Como processo meio, a
classificação se desenvolve com base em dois referenciais básicos: 1) a natureza da
informação objeto de classificação; 2) as características e necessidades específicas da
comunidade usuária frente ao propósito último de uso da informação (Langridge, 1977).
Ao propor uma classificação pragmática de áreas impactadas pela pesquisa e exploração
de hidrocarbonetos privilegia-se o uso dado às mesmas e as ações que sobre ela se
pretende desencadear (Apostel, 1963). Este é o desafio desta pesquisa.
As normas internacionais de engenharia para implantação das diferentes
instalações que dão suporte as atividades de pesquisa e exploração de hidrocarbonetos
são rígidas e focadas, sobretudo, na qualidade e segurança patrimonial e dos
trabalhadores. Recentemente a questão da saúde e do meio ambiente foram
incorporadas. Mas muito ainda precisa ser feito para adequar as intervenções ao
ecossistema onde a atividade está inserida. Especialmente para minimizar danos
ambientais e facilitar a restauração das áreas degradadas.
A rede CT-Petro Amazônia é compostas por diversas instituições e pesquisadores
de múltipla formação. A rede desenvolve esforços no sentido de melhor conhecer os
impactos da indústria petrolífera na floresta tropical. Bem como desenvolver tecnologias
mais eficazes para restauração das áreas impactadas.
62
Quando as intervenções da indústria petrolífera ocorrem na floresta o primeiro
impacto é o desmatamento, denominado de forma genérica como “abertura de clareira”.
Por extensão, toda e qualquer transformação no uso do solo em área de floresta passou a
ser denominada “clareira”. Do simples desmatamento ao decapeamento de até 15 m de
profundidade, instalação de um porto, poço ou planta industrial.
Por definição clareira natural é uma abertura no dossel provocada por distúrbios
naturais que se estende verticalmente para o solo, através de todos os níveis da
vegetação, devendo ser limitada pela vegetação com altura média de dois metros acima
do solo (Brokaw, 1982). Ou ainda pode ser definida como uma área do solo, sob a
abertura do dossel, delimitada pelas bases das árvores de dossel que circundam a
abertura do mesmo (Runkle, 1981). Há 30 anos a ecologia tropical trabalha com o
binômio: clareira ↔ floresta, dada a importância deste na regeneração e diversificação
biológica (Oldeman, 1978; Orians, 1982; Brokaw, 1985; Hubbell e Foster, 1986; Whitmore,
1989 e 1990; Brown 1993; Denslow e Hartshorn, 1994; Eysenrode et al., 1998; Dalling e
Hubbell 2002).
Tendo como fundamento os diferentes nichos regenerativos (Grubb, 1977), a
disponibilidade de água, luz e nutrientes para o estabelecimento das plantas (Grime, 1977
e 2001), o estudo das clareiras naturais pode ser dividido em duas grandes linhas: 1)
Estudos sobre a estrutura – tamanho, tipo de queda, geometria e ambiente interno da
clareira ai inserido o zoneamento; 2) estudos sobre a regeneração – fontes de
regeneração, evolução da clareira, grupos ecológicos e sucesso de colonização (Uhl,
1988, Vieira e Higuchi 1990; Brown et al., 1996; Vieira, 1996).
Outro importante fator nestes estudos são os distúrbios, mecanismo dinâmico que
modifica as interações competitivas, os mosaicos sucessionais e a trajetória do
ecossistema. A dinâmica do ecossistema é função das interações espaço temporais do
regime de eventos (Jentsch, 2007). A análise do distúrbio considera sua dimensão
temporal, espacial e magnitude (Glenn-Lewin et al, 1993). As variações entre as
características temporais, espaciais e a magnitude dos distúrbios podem afetar a
resiliência dos ecossistemas nos locais atingidos pelo distúrbio. Assim como a utilização
de diferentes definições de clareiras levam a resultados diversos no estudo de sua
dinâmica (Van der Meer et al., 1994).
63
Os distúrbios naturais acarretam a queda de uma ou mais árvores e são
provocados pela morte de um indivíduo, escorregamentos de solo, furacões, blowdown,
fogo, dentre outros. Existem também distúrbios não naturais, causados pelos seres
humanos. Estudos em clareiras originadas por distúrbios não naturais a exemplo de
incêndios, corte seletivo, desmatamento, mudanças no uso do solo, foram desenvolvidos
por pesquisadores como (Higuchi et al., 1997; Zimmerman et al., 2000; Hooper et al.,
2004, 2005; Holl, 2006, Oliveira, et al., 2006, Jardim et al., 2007, Laurence et al., 2007).
Em Urucu os distúrbios não naturais são diferenciados. Além do desmatamento há
remoção dos horizontes do solo, junto com ele o banco de sementes e a maior parte dos
seres viventes. Estas são as áreas objeto preferencial das pesquisas da rede CTPetro
Amazônia.
A escolha do local aonde realizar a pesquisa começa pelo conhecimento dos locais
disponibilizados pela empresa petrolífera. Em um segundo momento passa pelas
questões intrínsecas da pesquisa e do pesquisador. Este procedimento pode interferir na
implantação, desenvolvimento e na análise dos resultados da pesquisa. Pois nem sempre
o pesquisador está informado das peculiaridades e histórico da área onde a pesquisa será
desenvolvida. Em especial quanto às características do distúrbio em suas dimensões
temporais, espaciais e magnitude.
As áreas são tratadas indistintamente como “clareiras”, somente sendo
diferenciadas pela identificação fornecida pela empresa a partir dos usos por ela
reconhecidos: 1) Poços; 2) Jazidas ou Clareiras. Existem situações onde ocorre a
superposição de diferentes usos do solo, permanecendo a denominação do primeiro uso.
Por exemplo, empréstimo num primeiro momento e depósito de resíduos sólidos (bota-
fora) em outro momento. Permanecendo a identificação/denominação primeira (jazida).
Em uma mesma área aberta também ocorre o uso múltiplo, embora a denominação
destaque um único uso. Ou duas denominações para uma mesma área aberta,
inexistindo um limite físico ou perceptível ao olhar.
A necessidade da classificação das áreas veio a partir da constatação prática das
diferenças entre uma clareira e as áreas utilizadas pela indústria do petróleo. Diferenças
passíveis de causar interferências na realização e interpretação de experimentos, na
regeneração natural e na restauração. Classificação norteada por duas hipóteses: as
áreas afetadas pela pesquisa e exploração de petróleo diferem das clareiras naturais e
64
das artificiais trabalhadas na literatura temática (1). As peculiaridades destas áreas
permitem o agrupamento em conjuntos similares quanto ao uso, regeneração natural, e
respostas às práticas de restauração (2).
3.4 MATERIAL E MÉTODOS
3.4.1 COLETA DE DADOS DIRETOS E INDIRETOS
A obtenção de dados diretos e indiretos está respaldada em três passos, a saber:
1) pesquisa bibliográfica; 2) levantamentos sistemáticos de campo e; 3) análise de
imagens orbitais. Na apresentação de cada um destes passos os atributos considerados
na classificação são identificados por letras, que por sua vez seguem a ordem de
apresentação dos resultados. A ordem de apresentação dos resultados é: a) área total
desmatada; b) usos do solo; c) fatores intervenientes na abertura de áreas; d) técnica de
abertura das áreas (distúrbio); e) tamanho; f) forma; g) técnicas de plantio; h)
zoneamento; i) avaliação da regeneração. Estas informações foram cruzadas com
técnicas de sensoriamento remoto, geoprocessamento e estatística buscando
fundamentar a classificação.
3.4.1.1 Pesquisa Bibliográfica
A bibliografia utilizada está relacionada a pesquisa em ecologia tropical sobre
clareiras. E estudos específicos desenvolvidos em Urucu, com o respaldo da Rede CT-
Petro Amazônia. Além de planilhas e mapas fornecidos pela empresa com informações
sobre identificação de 196 áreas, tamanho, data do plantio (mês e ano), quantidade e
espécies cultivadas.
3.4.2 LEVANTAMENTOS SISTEMÁTICOS DE CAMPO
Os levantamentos sistemáticos de campo foram realizados em períodos alternados
entre janeiro de 2006 a julho de 2008. Cada uma das 196 áreas identificadas nas
planilhas apresentada pela empresa, confirmadas nas imagens de satélite e possíveis de
65
serem acessadas por meio terrestre foram visitadas. Em cada uma destas áreas foram
obtidas coordenadas com GPS Garmin, modelo 60CSX, e realizada documentação
fotográfica com máquina Olympus modelo SP550UZ. Cada área identificada foi descrita
quanto ao uso do solo (b), técnica de abertura (d), tamanho (e), forma (f), técnica de
plantio (g), regeneração natural (h), desenvolvimento do plantio a partir da identificação
visual das espécies, estimativa visual da altura das árvores, área da copa projetada no
solo e aspecto geral das árvores cultivadas (i).
Com teodolito de leitura eletrônica Alkon, modelo EDT – 05, foi realizado o
levantamento planialtimétrico com eqüidistância de 10 cm entre as curvas de nível em três
áreas. Nesta oportunidade foi implantada uma malha de 10x10m. Malha esta utilizada em
sondagem a trado até a profundidade de 2 m. Durante as sondagens o material
proveniente dos furos foi descrito quanto a sua cor, granulometria, textura, umidade
aparente e partículas maiores. Toda vez que se constatava variação ou mudança no
substrato eram coletadas amostras. Os dados de sondagem associados ao perfil
topográfico permitiram a construção de secções transversais, que facilitaram a
visualização tridimensional do substrato e melhor caracterização da superfície e do uso do
solo (b).
Em 36 áreas foram realizadas duas sondagens até a profundidade de 20 cm cada
uma. A análise visual deste material permitiu conhecer as possíveis variações e limitações
superficiais para o estabelecimento de plantas. A compactação do solo foi analisada a
partir dos resultados obtidos por Arruda (2005), que estudou este aspecto em 30 das 196
áreas objeto deste estudo. Perfurações e análises de solo foram importantes para
caracterização do substrato e avaliação da magnitude do distúrbio (d).
O inventário foi realizado em 36 áreas. Em cada uma destas áreas foram feitos
dois inventários: um em local de atuação de processos de erosão e outro em local de
atuação de processos de deposição. Cada inventário cobriu uma superfície circular com 2
m de raio, totalizando 12,5 m2, sendo 25,1 m2 inventariados em cada uma das áreas. As
plantas menores que 40 cm foram identificadas (regeneração). A presença de
determinada espécie nas áreas abertas, os grupos ecológicos a que pertencem e a
quantidade de espécies regeneradas por período de plantio foram informações utilizadas
na caracterização da regeneração (g, h e i).
66
3.4.3 ANÁLISE DE IMAGENS ORBITAIS
A quantificação do desmatamento foi feita com base nos dados da Agência
Espacial Brasileira - INPE para os anos de 1997, 2000, 2001, 2002, 2004, 2006 e 2007
(INPE, 2007). Complementada por análises feitas em uma série histórica de imagens
LANDSAT e imagem Quickbird (a).
Obtidas as imagens TM LANDSAT 5, cena 001_063, composição R5G4B3 de
junho de 1986, julho de 1991, agosto de 1995, julho de 2001 e julho de 2007, estas foram
georeferenciadas no software Global Mapper 8.0 utilizando como referência o mosaico
GeoCover Landsat Zulu cena S-20-00_2000 disponível em
https://zulu.ssc.nasa.gov/mrsid/. Também foi utilizada uma imagem Quickbird de
setembro de 2004, disponível no aplicativo web Google Earth.
As áreas abertas foram delimitadas na imagem Quickbird. Para execução desta
tarefa foi utilizada a ferramenta de edição de polígonos do software Google Earth Pro 4.0.
Tais polígonos delimitadores foram exportados em formato (.kmz) para o software Global
Mapper 8.0 e convertidos em shapefile (.shp). No programa ArcGIS 9.2 os arquivos (.shp)
foram reprojetados, passando de Sistema de Coordenadas Geográficas - Datum SAD69
para a Projeção South America Albers Equal Área Conic. Depois de reprojetados foi
calculada a área, em metros quadrados, de cada uma das aberturas (e e f ).
As imagens LANDSAT passaram por uma classificação supervisionada no software
Envi 4.3. O método utilizado foi o de Máxima Verossimilhança (Maximum Likelihood). As
classes foram definidas em: i) floresta (tons verde escuro e textura rugosa na imagem); ii)
área em regeneração (regeneração natural e através de plantio – tons verde claro e
textura menos rugosa ou lisa na imagem); iii) solo exposto (desmatamento – tons em rosa
na imagem). A classificação foi restrita a superfície contida no interior de 39 polígonos
maiores que 1,8 hectares. As classes e a classificação digital das áreas abertas foram
confirmadas em campo, com GPS de navegação, por meio de identificação visual. Com
este procedimento foi possível conhecer a variação em hectares, entre floresta,
regeneração e solo exposto para cada uma destas 39 áreas abertas (polígonos) e avaliar
a regeneração com enfoque na cicatrização do dossel (i).
Ainda no ArcGIS 9.2 os “shapes” das áreas abertas foram superpostos sobre cada
uma das imagens LANDSAT dos diferentes anos, da mais antiga para mais nova.
67
Verificando assim o período de abertura. O shape das áreas abertas foi superposto ao
mapa geológico da CPRM - Serviço Geológico do Brasil, (2006), geomorfológico e de
vegetação do RADAMBRASIL(1978), buscando a identificação de padrões e controles
naturais para abertura de áreas na floresta (c).
Nas imagens orbitais também foi feita uma caracterização do uso do solo (b)
mediante a observação visual, quando a resolução da imagem assim permitiu. Este dado
indireto foi confirmado em campo, no caso de Urucu. Com o programa Google Earth Pro
4.0 áreas de exploração de hidrocarbonetos na Amazônia Ocidental no Peru, Equador, e
Colômbia foram visitadas e comparadas quanto à forma, tamanho, superfície e uso, com
o observado em Urucu. Visita ao site das empresas resposáveis pela exploração permitiu
conhecer algumas técnicas utilizadas na restauração. Elementos que possibilitaram
conferir se o observado no campo de óleo e gás estudado se repetia nestes locais.
3.4.4 CLASSIFICAÇÃO
A classificação proposta vem do cruzamento das informações diretas (sondagens,
inventário, práticas de restauração, constatação de uso – motivo da intervenção e
alterações no ambiente) com as indiretas (geologia, geomorfologia, forma, tamanho,
interpretação do uso) pela superposição destas no programa ArcGIS 9.2 e análises
estatísticas. Exercício que permitiu a comparação entre as áreas abertas pela indústria e
as clareiras naturais, a partir dos fatores ambientais relevantes para restauração. Isso
possibilitou o delineamento de padrões das áreas abertas, permitindo sua classificação
em função do uso, regeneração natural e as práticas de restauração.
A técnica de abertura foi analisada a partir da observação pessoal quando da
abertura de áreas e por informações obtidas em conversa pessoal com funcionários da
empresa petrolífera. O tamanho foi medido a partir de polígonos traçados nas imagens
Quickbird, tendo como limite da área aberta o contato entre a borda da copa das árvores
e o solo desprotegido (projeção ortogonal da borda da copa da árvore no solo).
Confirmado com as planilhas fornecidas pela empresa. No caso de diferença entre o
medido na imagem e o fornecido pela empresa privilegiou-se o medido na imagem.
Os diferentes tamanhos foram tratados no programa Systat 12 para cálculo de
estatística descritiva como intervalos de classe, média e porcentagem. A forma foi
68
identificada pela figura geométrica correspondente ao polígono utilizado na medição do
tamanho. As zonas no interior das áreas foram identificadas nos levantamentos de
campo, quando da observação dos plantios, inventário da regeneração e sondagens.
A regeneração foi avaliada a partir das imagens orbitais e técnicas de
sensoriamento remoto. Na medida em que a variação temporal do espaço ocupado pelas
classes floresta→solo exposto→regeneração→floresta foi processada. Também foram
utilizadas informações fornecidas pela empresa sobre a data do plantio, área plantada,
quantidade de árvores e número de espécies utilizadas, além das observações diretas
sobre o desenvolvimento dos plantios e inventários da regeneração realizados. O
conjunto de dados foi analisado no Programa Systat 12 para cálculo da estatística
descritiva.
A análise do distúrbio foi realizada pela observação pessoal direta dos
procedimentos da engenharia quando da implantação de um poço, área de empréstimo,
ou infraestrutura. As condições de atributos como solo, declive, microrelevo, processos
morfodinâmicos também forneceram elementos para análise do distúrbio. A análise
temporal esta fundamentada na interpretação da série histórica de imagens LANDSAT.
Identificado o período em que a área foi aberta, ainda nas imagens, houve a busca de
possíveis retomadas nas atividades impactantes (freqüência). O início da restauração foi
considerado a partir da data do início do plantio, informado nas planilhas da empresa.
A análise espacial do distúrbio considerou o tamanho da área, sua localização
geográfica e nas unidades geomorfológicas. A intensidade do distúrbio foi analisada pelos
procedimentos utilizados na abertura e suas conseqüências no substrato, nos processos
morfodinâmicos e no desenvolvimento dos plantios e na regeneração natural.
Dos padrões advindos destas análises foram propostas as classes em função de
seu uso, regeneração natural e resposta às técnicas de regeneração utilizadas. Os
padrões de uso observados foram comparados com os existentes em outras áreas de
pesquisa e exploração de petróleo na Amazônia Ocidental, utilizando imagens de alta
resolução disponíveis no Google Earth e visitas ao site das empresas responsáveis pela
exploração.
69
3.5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
a) Área Total Desmatada
A série histórica de imagens obtidas permitiu o acompanhamento do
desflorestamento em intervalos médios de cinco anos. A área total desmatada com corte
raso entre 1986 a 2007 soma 2.897,3 ha (INPE, 2007). Entre 1986 a 1997 foram
desmatados 80% deste total, com destaque para os primeiros cinco anos da série,
quando foram desmatados 47% da área aberta em 21 anos.
Os dados de desmatamento (INPE, 2007) são eficazes para medição da área total
desmatada. Entretanto, foram constadas defasagens pontuais, de até cinco anos, entre a
abertura da área e seu registro pelo acompanhamento do INPE. Fato que pode estar
relacionado ao método na classificação da imagem, e/ou a presença de nuvens.
b) Usos do Solo
As áreas são abertas para atender às seguintes necessidades: 1) infraestrutura 2)
pesquisa de hidrocarbonetos; 3) poços exploratórios e de produção de petróleo/gás; 4)
lavra de mineral da classe II (uso na construção civil);
1. Infraestrutura para suporte da pesquisa e exploração – Sua implantação exige
movimentação de terra expressiva, cortes e aterros e um conjunto de áreas de
empréstimo para sua implantação e manutenção. São espaços com superfície
plana, dimensões variáveis, e porções significativas de áreas impermeabilizadas e
sem vegetação. Abrigam portos, aeroporto, estradas, planta industrial,
administração, posto de combustível, depósitos e pátios de estocagem, oficinas,
alojamentos e refeitórios, lavanderia, escola, estações de processamento de
resíduos sólidos e líquidos, dentre outras;
2. Pesquisa de óleo e gás - As áreas abertas para pesquisa costumam ser alinhadas
e com intervalos de distância regulares entre elas. Geralmente não há acesso por
estradas. Foram melhores identificadas nas imagens de 1986, 1991 e 2007. Ocorre
o abate das árvores com motosserra e não há alterações profundas nos horizontes
do solo. A terraplanagem, quando feita, é localizada. A regeneração ocorre de
forma natural;
70
3. Poços de Exploração e Produção de óleo e gás - Os poços são identificados pelas
siglas RUC, LUC, SUC e IMT seguido de numeração. São áreas com superfície
plana. Normalmente associadas a lavra de material utilizado na terraplanagem e a
áreas menores, onde instalam os alojamentos do pessoal envolvido na atividade de
perfuração. A movimentação de terra é grande, há terraplanagem e compactação
do solo de forma extensiva. Existem áreas retangulares, de concreto, associadas a
estrutura do poço e interligadas com vias de acesso e tubovias. Estas vias
conectam os poços às estações de bombeamento, armazenagem e
processamento. Normalmente estão implantadas no topo cortado de elevações,
mas também foram observados em áreas rebaixadas, ou úmidas, como em
04o53’34,6”S e 65o9’25,8”W;
4. Lavra de Mineral da Classe II - Áreas de Empréstimo, identificadas como jazidas (J)
ou clareiras (CL) mais numeração. Servem para lavra de material siltico-argiloso e
argilo-siltoso, utilizados na terraplanagem de vias de acesso e outras ligadas a
infraestrutura. O material proveniente destes locais também é utilizado para formar,
após compactação, a base e a sub-base onde se implantam as instalações dos
poços. Toda porção de solo é retirada, restando no piso a rocha alterada. A
superfície varia de plana a declives que podem chegar a 15%. Algumas das áreas
lavradas são reutilizadas para diferentes usos ligados a infraestrutura.
5. Bota-fora – São locais de disposição final ou transitória de resíduos sólidos e
líquidos. Não foi constatada a abertura de área com este fim específico. São
reaproveitadas áreas de empréstimo exauridas e de poços abandonados, que
então passam a ser preenchidas. Herdam do uso que a antecedeu a identificação
(J, CL, LUC). A superfície geralmente é plana, mas podem existir taludes com até
20% de declive, fruto do aterramento dentro da área. São comuns restos de
asfalto, concreto, madeiras e troncos de árvore. Foi observada a disposição de
restos de óleo e lodo da estação de tratamento de efluentes, como também foi
constatado ocorrer o soterramento de um processo inicial de regeneração. A
identificação destas áreas foi feita em campo, com sondagens e identificação
visual.
71
Dos 2.987,3 ha abertos 2.772,7 ha (92,8%) são para infraestrutura. O
monitoramento da abertura de áreas indica uma drástica redução no desmatamento após
a implantação da infraestrutura na província petrolífera. Somente após a
desativação/exaustão dos poços é que estas áreas podem ser objeto de restauração.
Áreas de infraestrutura não são objeto de pesquisas pela rede CT-Petro Amazônia. A
exceção daquelas que apoiaram a perfuração de poços.
c) Fatores Intervenientes na Abertura de Áreas
Foram identificados três compartimentos geomorfológicos: 1) Platôs com topos
aplainados dissecados em lombas suaves, a partir da cota de 60m, recobertos por floresta
de terra-firme; 2) Colinas convexas e vales encaixados em forma de “V”, entre as cotas de
50 a 60 m, recobertos por floresta de terra firme; 3) Planície e terraços fluviais situados às
margens do rio Urucu e seus tributários de terceira ordem, abaixo da cota de 50m,
recoberto por floresta com espécies tolerantes ao alagamento. Das 196 áreas abertas
79% encontram-se nas colinas convexas, 15,6% estão situadas nos platôs e 5,2% na
planície e terraços fluviais. Não foram observados poços perfurados em platôs.
Analisando os fatores geológicos foi constatado que as aberturas do dossel
inicialmente obedecem a este critério. Relacionados ao tipo de rocha (litologia) e estrutura
subjacentes. Destes critérios se tem a locação das áreas de pesquisa e dos poços de
exploração. Descoberto o hidrocarboneto o critério de abertura de área fica ligado às
necessidades da infraestrutura.
As áreas são abertas suprindo necessidades operacionais que se pretende
atender. Seja na beira de rios, topos de morro ou meia encosta, independente da
cobertura florestal existente. Os aspectos ligados à geologia e a engenharia tem privilégio
na indicação do local. Assim os portos estão nas margens do rio Urucu, áreas de carga e
descarga contíguas aos portos, estação de tratamento de efluentes líquidos e resíduos
sólidos em área rebaixada fora da planície de inundação do rio Urucu, mas em local mais
baixo, próxima a um tributário deste. Estocagem de material em pontos medianos das
vias de acesso. Nos topos de morros tem-se o aeroporto e o Pólo Arara, dentre outros. As
vias de acesso preferencialmente estão implantadas sobre divisores de água.
d) Técnica de Abertura das Áreas (distúrbio)
O desflorestamento é feito com a técnica do “correntão” (dois tratores de esteira
ligados por uma corrente avançam sobre a área que se pretende ocupar, derrubando as
72
árvores entre as duas máquinas). Depois é feita a limpeza. Grande parte do material é
empurrado para as bordas da área. O que gera danos em outras árvores como a queda
de galhos e quebra de troncos, além de acentuar o declive nas bordas das áreas abertas,
interna e externamente.
As áreas abertas encontram-se em topos de morro e meia encosta, apenas 8,1%
das áreas abertas estão nas margens de rios. As intervenções são feitas com a utilização
de maquinário de terraplanagem. O padrão da intervenção é o corte e a compactação no
terço superior da encosta. Em se tratando de áreas úmidas ou rebaixadas, próximas a
igarapés, é feito o aterro e compactação do solo.
Ao explorar uma área como empréstimo de material ou mesmo na realização de
perfurações de prospecção/exploração o piso fica com a rocha alterada – regolito - em
superfície. Quando da instalação de poços e infraestrutura, costuma recobrir este pacote
com uma camada de até 20 cm de material de empréstimo compactado.
Os distúrbios a que são submetidas as áreas abertas para atender a exploração
petrolífera resultam em solos superficiais (0 a 10 cm) com densidade de até 1,76 g/cm3 e
porosidade de 32,43%. Reduzindo drasticamente a circulação vertical da água no perfil do
solo. Um incremento de até 217% na densidade do solo e redução de 49% na porosidade,
quando comparado com solos superficiais na floresta primária (Arruda, 2005; Teixeira et
al, 2004 e 2006). Na composição granulométrica predominam as partículas de silte,
seguida pela areia fina, argila e areia grossa. Ou predomina a fração areia fina seguida
pela argila, silte e areia grossa. Entretanto, a soma da fração areia fina e silte predomina
sobre as demais, representando um fator que potencializa a erodibilidade do solo
(Wischmeier et al., 1971; Angulo et al., 1984). O silte favorece o selamento superficial do
solo, o que diminui a porosidade e reduz a infiltração. Dificultando assim a germinação e
emergência de plântulas (Santos et al., 2002)..
Nas áreas de bota fora há necessidade de maior atenção. A variação de
comportamento entre os diferentes materiais depositados tornam imprevisíveis a variação
horizontal e vertical do solo quanto a compactação, porosidade, granulometria e
fertilidade.
73
e) Tamanho
A empresa identifica 196 aberturas em áreas de floresta (jazidas, clareiras e poços)
que juntas somam 214,6 ha. Um percentual de 7,1% do total das áreas desmatadas. São
68 poços de exploração e 128 áreas de empréstimo. Estas são as áreas objeto de
plantios para restauração e das pesquisas pela Rede CT-Petro Amazônia.
O tamanho médio das áreas de empréstimo é de 0,59 ha. A menor mede 0,02 ha e
a maior 4,57 ha. O intervalo entre 0,11 e 0,49 ha contém 52,3% das áreas, sendo que em
91% dos casos as áreas de empréstimo são menores que 1,5 ha. O conjunto das áreas
de empréstimo soma 75,4 ha, sendo que sete áreas (5,4%) respondem por 27,8% deste
total. Estes números mostram que estas áreas são abertas para atender necessidades
específicas, localizadas, especialmente para manutenção das vias de acesso. As áreas
com mais de 1,5 ha são utilizadas para atender demandas maiores, relacionadas a
implantação ou troca de pavimentação de estradas, ou mesmo a implantação de um
conjunto de poços (Figura 1).
Figura 1 – Tamanho X Quantidade de áreas abertas pela empresa petrolífera. Urucu, AM, Brasil.
O tamanho médio das áreas dos poços é de 2,07 ha, a menor mede 0,29 ha e a
maior 6,68 ha. O Intervalo entre 1 e 2,9 ha abriga 74,1% destas áreas. Sendo que 88%
dos poços estão implantados em áreas maiores que 1,5 ha. As áreas ocupadas pelos
poços somam 139,2 ha. O maior tamanho destas áreas está relacionado: a) necessidade
de movimentação de maquinário pesado e grandes estruturas na oportunidade da
perfuração e instalação do poço; b) prática de concentrar nas imediações do local da
74
perfuração a estocagem de equipamentos, materiais, parte administrativa e o alojamento;
c) questões de segurança ligadas a manutenção do poço, o controle e o combate a
incêndios e vazamentos; d) Necessidade das normas de engenharia absorverem valores
e princípios ambientais. Especialmente os ligados ao mínimo impacto ambiental e a
facilitação da restauração ambiental.
Os poços e áreas de empréstimo com mais de 2,5 ha representam 9,1% da
quantidade de áreas abertas e somam 30,4% da superfície desmatada para estas
finalidades. Correspondem aos locais de usos múltiplos como instalação de um conjunto
de poços, ou poços contíguos a áreas de empréstimo, poços associados à infraestrutura
como estações de bombeamento, pátio de estocagem de material. Há também áreas de
empréstimo com maior potencial e demanda de uso, por exemplo a área localizada em
04o52’37” S e 65o18’43,9” W, medindo 4,21 ha e a área localizada em 04o51’38,6” S e
65o08’29,6” W, medindo 4,57 ha.
Foram observadas áreas menores que um hectare, alinhadas e normalmente
isoladas, que não foram contabilizadas pela empresa nem por este trabalho. Aqui não foi
feita esta quantificação porque entre uma imagem e outra (cinco anos) o dossel estava
reconstituído. São desconhecidas as pesquisas da Rede CT-Petro Amazônia existentes
nas mesmas. Estas áreas foram associadas a atividade de prospecção de
hidrocarbonetos.
Estudos que classificam as clareiras naturais quanto a sua dimensão consideram a
área de 0,04 ha como muito grandes e reconhecem a relação entre o tamanho menor da
clareira e a maior facilidade para sua regeneração (Denslow 1980, Runkle 1982, Brokaw
1985b, Hubbell e Foster 1986). Em Urucu, de um total de 196 áreas abertas apenas 2%
(4) tem área menor ou igual a 0,04ha.
f) Forma
As áreas abertas têm a forma preferencial de um quadrilátero. Contornos
arredondados aparecem na medida em que a delimitação foi feita pela copa das árvores,
ou quando o limite esta representado por vias de acesso ou igarapés. A forma com
contornos retos evidencia a influência do planejamento pela equipe de engenharia, e a
execução do planejado segundo delimitação prévia da equipe de topografia. Quando na
forma retangular, em três dimensões se assemelham a forma cilíndrica (Hubbell e Foster,
1986) ou mesmo a forma elíptica (Runkle, 1982; Almeida, 1989; Tabarelli e Montovani
75
1999). Entretanto, a relação entre comprimento e largura tem escala diferenciada das
clareiras naturais, sendo maiores as abertas pela indústria petrolífera.
g) Técnicas de Plantio
Das 196 clareiras identificadas 29 (14,79%) não foram recuperadas. Os motivos
identificados para não recuperação foram: a) Edificações necessárias as atividade de
prospecção, exploração e transporte de petróleo e gás natural; b) Diminuto tamanho da
clareira; c) Área de difícil acesso.
O plantio visando a restauração nas outras 167 áreas tem abordagem dendrológica
e segue os seguintes passos: 1) liberação da área pela engenharia; 2) verificação do
estoque de mudas disponíveis no viveiro e planejamento do plantio (cálculo da quantidade
de mudas e espécies a serem utilizadas); 3) abertura de covas de 20X20X20cm, em linha
e com espaçamento regular; 4) plantio das mudas, quando é feita adubação na cova com
20g de macronutrientes na razão de 10 NH4NO3 :10 P2O5 :10 K2O; 5 e manutenção,
representada pelo corte das espécies invasoras, conservação da regeneração natural de
plantas arbóreas e replantio quando necessário; 6) substituição de espécies dominantes
visando o enriquecimento das áreas onde os plantios conseguiram se desenvolver,
técnica implementada a partir de 2007.
Ao longo do tempo ocorreram alterações nas técnicas de plantio. Foi detectado
aumento no espaçamento entre as árvores, na quantidade e qualidade de espécies
utilizadas no cultivo das áreas a serem recuperadas. O espaçamento inicial entre as
árvores era 1X1m. A partir do ano 2000 este espaçamento foi aumentado para 1,5 X 1,5m
a 2,0 X 2,0 m. Atualmente o plantio de árvores contratado fixa um espaçamento de 2 X 2
m. O aumento no numero de espécies utilizadas e o abandono do cultivo de espécies
exóticas como Myrcia fallax (Rich) DC e Clitoria racemosa Benth, também deixaram de
ser feitos a partir do ano de 2000.
A proteção do solo nas áreas cultivadas com fins de recuperação não era realizada
quando do início das atividades. Hoje, quando do uso de cobertura morta – serrapilheira -
é exigido contratualmente um afastamento não inferior a 20 cm das mudas plantadas.
Procedimento que não encontra respaldo nas boas técnicas de plantio, no observado no
interior da floresta e incapaz de minimizar a erosão ao redor da muda.
76
A adubação realizada na oportunidade do plantio é feita sem acompanhamento
técnico mais rigoroso. Na medida em que os quantitativos e produtos são definidos
quando da negociação de contratos com as prestadoras de serviço. Momento em que
muitas vezes sequer é conhecida a área a ser recuperada, sendo acordado o preço do
metro quadrado (m2) recuperado. Quando disponível, é utilizado composto orgânico
produzido pela compostagem do lixo, realizada no local, além dos macronutrientes.
Atendendo uma necessidade operacional e de forma experimental, em algumas áreas foi
utilizado o lodo residual proveniente da estação de tratamento de esgoto. O plantio é
realizado em qualquer período do ano, independente de menores ou maiores índices de
pluviosidade (Figura 2).
Figura 2 – Pluviosidade média associada à quantidade de plantios no mês, entre os anos de
1991 a 2005. Urucu, AM, Brasil.
As observações em campo e o tratamento dos dados disponibilizados mostram a
utilização de 44 espécies arbóreas de diferentes grupos ecológicos. A opção de quais
espécies a serem utilizadas em determinado plantio está vinculada ao estoque da muda
no viveiro. Como as espécies arbóreas e palmeiras florescem e frutificam em diferentes
períodos do ano, a disponibilidade de mudas, até certo ponto, obedece este ciclo natural
(Figura 3).
77
Figura 3– Presença das 20 espécies mais utilizadas nas 167 áreas recuperadas, no período de 1991 a 2005. Urucu,
AM, Brasil.
A técnica de plantio utilizada é a Regeneração Natural Assistida, que prevê etapas
como as praticadas em Urucu, (Shono et al., 2007). Trata-se de técnica de baixo custo de
implantação que privilega o estabelecimento de plantas arbóreas, realiza o plantio de
árvores e a retirada de barreiras naturais que dificultam a sucessão secundária. Nesta
técnica a empresa petrolífera investiu em 14 anos um valor estimado de 6,5 milhões de
reais (Figura 4). A regeneração natural assistida é utilizada em áreas onde a sucessão
natural está em progresso (Callaham et al., 2008). Este não é o caso das áreas
degradadas em Urucu, mas esta é a técnica que lá está sendo empregada.
Figura 4 – Estimativa dos investimentos anuais na restauração de áreas entre os
anos de 1991 a 2005. Urucu – AM, Brasil.
78
h) Zoneamento
As diferenças na vegetação mais evidentes foram as das bordas para o centro. As
zonas internas, quando ligadas ao substrato, estão relacionadas aos locais de predomínio
de processos de erosão e deposição. Zonas que acumulam água (poças) além de maior
umidade apresentam material descompactado, ligeiramente argilosos, proveniente da
deposição de sedimentos. Estes microambientes facilitam o estabelecimento da
vegetação em suas bordas e de plantas tolerantes a alagamentos em seu centro. As
áreas provedoras de sedimentos, mais expostas a erosão, limitam o estabelecimento da
vegetação pelo descalçamento das raízes, solo com maior compactação superficial e
menor umidade (Grime, 1977; Tricart, 1977; Guerra, 2007).
i) Avaliação da Regeneração
O acompanhamento da regeneração pelas imagens de satélite evidencia
limitações, mesmo com o plantio de 975.271 árvores ao longo de 21 anos. As 39 áreas
com mais de 1,8 hectares permanecem com 76,59% do solo exposto, correspondendo
86,05 hectares (Figura 5).
A regeneração natural está representada por gramíneas, herbáceas e raras
espécies arbóreas. Plantas exóticas, invasoras, como Andropogom bicornis Benths;
Brachiaria humidicola (Rendle); Panicum pilosum Sw, Pueraria phaseoloides (Roxt)
Benth, Mimosa pudica L., Desmodium barbatum (L) Benth foram e são introduzidas pela
hidrossemeadura nos taludes de estradas e tubovias, visando controlar a erosão. Pela
dispersão natural das sementes das plantas invasoras introduzidas estas invadem áreas,
mesmo isoladas, em toda a província de hidrocarbonetos. O que confirma a acertiva que
a invasão de comunidades vegetais nativas por espécies exóticas agressivas tem na
dispersão de sementes, em microsítio adequado, o seu primeiro passo (Liding-Cisneros e
Zelder, 2002) (Figura 6).
79
Figura 5 – Acompanhamento da regeneração de área com 2,83 ha. Em julho de 1996 foram
plantadas 28.000 mudas de 13 espécies diferentes. Entre 2001 e 2007 a maior parte da área continuava com solo exposto. Urucu, AM, Brasil.
Figura 6 – Imagem Quickbird de 2004 da área de 2,83 ha. As fotos sobre a imagem orbital são de outubro
de 2008. As setas indicam o local de onde a foto foi tirada e o ângulo de visada. Trata-se da mesma área da Figura 5. Urucu, AM, Brasil.
Também colonizam as áreas abertas plantas ruderais como Phyllanthus niruri;
Spermacoce verticillata L., Rynchospora pubera (Vahl.) Boeck. Foram identificadas 56
diferentes espécies de plantas inclusive gramíneas e herbáceas. Em 15% das áreas
80
inventariadas não foi constatada a regeneração de espécies arbóreas. Nos outros 85%
foram identificadas diferentes espécies como Vismia guianensis (Aubl.) Choisy, Inga
edulis Mart, Cecropia purpurascens. Dentre as espécies cultivadas as que melhor se
estabeleceram foram Inga endulis Mart.; Inga cayennensis Sagot ex Benth, Vismia
guiannensis (Alb.)Choysi, Myrcia fallax (Rich) DC e a Clitoria rancemosa Benth. Nos
plantios onde adensaram as duas últimas espécies citadas houve fechamento do dossel.
Mas não foi observada regeneração natural de árvores nativas sob suas copas. Os
resultados ora apresentados tem conformidade com outras pesquisas da Rede CT-Petro
Amazônia (Amaral et al., 2004; Ezawa et al., 2006) que identificaram as famílias de
plantas mais abundantes na regeneração de áreas abertas em Urucu.
A sucessão natural tem características de sucessão primária. Em áreas maiores,
isoladas, que não houve plantio, como em 04o52’51,1”S e 65o12’9”, após uma década de
abandono a regeneração natural é incipiente, verificando-se a colonização de uma única
espécie (Vismia guiannensis (Alb.) Choysi). A maioria das plantas não tem mais que 50
cm de altura, com as maiores chegando a 1,50 m, sem formação de copa. Ravinas com
mais de 1,3m de profundidade e 150 m de extensão estão instaladas e avançam por meio
da erosão regressiva. Poucas espécies invasoras colonizam esta área, face ao
isolamento e a alta intensidade do distúrbio e do estresse. Em áreas menores que um
hectare, em especial as com menos de 50m de largura ou comprimento, a observação
pelas imagens de satélite passa a impressão de regeneração plena, com fechamento do
dossel. Ao fazer a conferência em campo, o observado é o fechamento entre a copa das
árvores das bordas. O piso continua desprovido de vegetação, ou com plantas esparsas
que procuram se fixar e sobreviver no substrato hostil. Um exemplo está em 04o52’33,7”S
e 65o 09’6,9” W.
Onde o plantio foi realizado, o observado nas imagens é que não há crescimento
progressivo das áreas de regeneração e destas para floresta. Pelo contrário, há uma
redução das áreas florestadas que permanece após o plantio e uma tímida variação nas
áreas em regeneração. Resultado que também devem ser analisados com o devido
critério, tendo em vista a colonização por gramíneas e herbáceas transmitirem, na leitura
da imagem, uma falsa percepção de avanço da regeneração (resposta espectral em tons
verde claro, com pouca rugosidade); ou mesmo o solo exposto quando a superfície
apresenta touceiras esparsas de gramíneas (resposta espectral em tons rosa e textura
81
lisa). Características que confirmam a importância do controle de campo quando da
utilização das imagens LANDSAT para acompanhamento da regeneração.
As áreas de poços regeneram e respondem às praticas de regeneração de forma
mais lenta que as áreas de empréstimo. O tempo de plantio na maiorida dos casos não
pode ser associado a um tipo de cobertura protetora do solo. Plantios com mais de 10
anos tem mais de 50% da área com solo exposto. Enquanto plantios com sete anos
podem apresentar dossel (Figura 7).
Figura 7 – Relação das áreas de solo exposto, regeneração e floresta para áreas de
empréstimo e poços no ano de 2007. Urucu – AM, Brasil
As características físicas e químicas (Arruda 2005; Molinaro, 2005) do solo e os
processos erosivos se destacam na limitação do estabelecimento e desenvolvimento de
vegetação nestas áreas. O processo de sucessão não evolui satisfatoriamente, mesmo
com os propágulos chegando por diferentes agentes dispersores, plantio de mudas
adaptadas a região e uso de diferentes grupos ecológicos, com disponibilidade de água e
de luminosidade. As espécies invasoras e ruderais que predominam na regeneração
natural mostram a resposta da natureza ao distúrbio que a área foi submetida. Cabe aos
técnicos e cientistas trabalhar dentro desta realidade, fazendo da regeneração natural o
veículo facilitador e acelerador da sucessão primária, para desta restaurar a floresta.
Os usos que motivam a abertura das áreas implicam em distúrbios diferenciados.
Estas áreas respondem aos impactos regenerando de forma distinta, assim como fazem
ao responder às técnicas de restauração. Isto permite propor uma classificação que
privilegia o uso da área pela indústria petrolífera e considera aspectos como: substrato,
regeneração natural, práticas de restauração e tamanho (Tabela 1):
82
1) Áreas de infraestrutura – Grandes áreas com a maior parte da superfície
impermeabilizada, a regeneração natural não prospera. A restauração só
poderá ser implementada após a exaustão da província petrolífera, ou quando
da desmobilização da instalação. Normalmente estas áreas possuem sistema
de drenagem de águas pluviais. O problema reside nas saídas destes sistemas,
onde costumam ser observadas erosão, assoreamento e contaminação residual
de óleos e graxas. Resíduos sólidos e solos impermeabilizados e compactados
são os principais fatores limitantes para regeneração e restauração;
2) Áreas de Pesquisa – São áreas menores, de até 1ha, onde normalmente
inexiste alteração nas camadas superficiais do solo. Nestas áreas a
regeneração acontece de forma natural, a partir de uma sucessão secundária.
Havendo movimentação de terra ou compactação do solo a área não mais pode
ser considerada como área de pesquisa, em termos de restauração esta deve
ser tratada como uma área de empréstimo. A realização de estudos específicos
sobre a regeneração natural destas áreas trará maior conhecimento da
regeneração natural das áreas florestadas de Urucu. Assim como poderá
fornecer insumos para as práticas de restauração;
3) Instalação de poços - As áreas impactadas pela instalação de poços costumam
ser menores, apenas, que as de infraestrutura. O substrato é de rocha alterada
ou com uma camada compactada de até 20 cm. Existem superfícies
concretadas que medem, em média, 500m2 e instalações de bombeamento
e/ou vedação dos poços. A regeneração natural, quando ocorre, é com a
chegada de plantas invasoras. A compactação do solo faz com que as
respostas às praticas de restauração pautadas em abordagem dendrológica
sejam lentas, por vezes ineficazes. Devem ser adotadas medidas efetivas de
controle da erosão pluvial e as decorrentes do escoamento superficial. A
descompactação do solo é vital para o sucesso da restauração. A regeneração
e a restauração devem ser manejadas a partir da sucessão primária;
4) Áreas de empréstimo – jazidas – Normalmente são áreas menores que a de
poços. O substrato é constituído pela rocha alterada, podem existir núcleos
remanescentes do horizonte B ou C. A regeneração natural ocorre por plantas
invasoras, ruderais e arbóreas. No período mais chuvoso, propágulos de
espécies arbóreas chegam a germinar no piso das áreas, mas não conseguem
resistir aos meses de menores índices pluviométricos. As respostas às
83
iniciativas de restauração são lentas. O adensamento de espécies tolerantes ao
estresse tem dado respostas positivas no sentido do controle da erosão. A
regeneração e a restauração devem ser manejadas a partir da sucessão
primária;
5) Bota-fora – Depósitos de resíduos sólidos. Normalmente são reutilizadas áreas
de poços ou jazidas. Existe grande variação vertical e horizontal na composição
do solo, com a presença de restos de madeira, construção e obras civis, o que
permite classificar o solo como Antropossolos (Curcio, 2008). A existência de
material desagregado não implica em melhores condições para responder à
regeneração, as respostas às iniciativas de restauração são lentas. Plantas
ruderais colonizam estas áreas com maior facilidade que as de poços e
empréstimo. O adensamento de espécies tolerantes ao estresse fornece
respostas positivas quanto ao controle da erosão. A regeneração e a
restauração devem ser manejadas a partir da sucessão primária.
A observação de outras áreas de exploração de hidrocarbonetos na Amazônia
Ocidental por imagens de alta resolução e visitando os sites das empresas responsáveis
pela exploração sugere um mesmo padrão da ocupação. As áreas visitadas foram:
Camisea7 e Kepashiato no Peru, Lago Agrio no Equador e Orito na Colômbia. Todas
mostram o mesmo padrão de intervenção para instalação de poços e instalação de
infraestrutura. Na Colômbia e no Equador, a exploração tem mais tempo. As áreas de
Orito na Colômbia e Lago Agrio no Equador pouco se parecem com Urucu. A paisagem
florestada foi transformada em paisagem rural, no caso da primeira e urbana industrial no
caso da segunda. As que mais se parecem com Urucu são as áreas de exploração no
Peru. A diferença é o relevo mais acidentado, que potencializa a erosão. As empresas
petrolíferas responsáveis pela exploração das áreas em meio a floresta informam que
utilizam práticas similares de contenção de taludes e plantio de árvores (Figura 8) .
7 http://www.camisea.pluspetrol.com.pe/
84
Tabela 1 – Classificação das áreas impactadas pela indústria petrolífera na Amazônia Ocidental, com base em Urucu, Am, Brasil.
TIPOLOGIA/ATRIBUTOS USO REGENERAÇÃO NATURAL
PRÁTICAS DE RESTAURAÇÃO
TAMANHO PISO OBSERVAÇÕES
INFRA-ESTRUTURA Infra-Estrutura: Portos, aeroporto, via de acesso, alojamento, área industrial, estações de bombeamento, pátios de estocagem e similares
Não permitida Não implementada
+ 1,5 ha Concreto ou asfalto, mais de 30% do piso impermeabilizado. Rocha alterada
A restauração só poderá ser implementada após desmobilização da atividade de pesquisa e exploração do hidrocarboneto
PESQUISA ÓLEO E GÁS Prospecção de hidrocarboneto
Espécies florestais
Processos naturais
Até 1ha. Horizontes superficiais do solo. Não tem impermeabilização
Se houver decapitação de mais de 20 cm do horizonte A do solo deixa de ser classificada como tal e passa a categoria de Empréstimo.
POÇOS Exploração de hidrocarboneto
Predominam espécies ruderais e invasoras
Plantio de mudas de espécies arbóreas.
Tamanho médio de 2,07ha. Varia de 0,29 a 6,6 ha.
Rocha alterada, pode apresentar até 10% de área impermeável com estrutura de vedação e/ou produção de hidrocarboneto
74% destas áreas tem entre 1 e 2,9ha. É comum estar associada a áreas de lavra e infra-estrutura. As respostas as técnicas de restauração são mais lentas.
EMPRÉSTIMO Retirada de material de uso na construção civil
Predominam espécies ruderais e invasoras
Plantio de mudas de espécies arbóreas
Tamanho médio de 0,59ha. Varia de 0,02 a 4,57ha.
Rocha alterada. Pode apresentar remanescentes de horizontes sub-superficiais do solo.
91% destas áreas são menores que 1,5ha.
BOTA-FORA Deposição de resíduos sólidos e efluentes líquidos
Predominam espécies ruderais e invasoras
Plantio de mudas de espécies arbóreas
Até 2ha. Antropossolos com resíduos florestais e de obras civis. Pode apresentar até 10% de área impermeabilizada
Normalmente tem origem no reaproveitamento de áreas de empréstimo e mais raramente no reaproveitamento de áreas de poços
Características chave para enquadramento na classificação
Características complementares para enquadramento na classificação
84
85
Figura 8 – Áreas de exploração petrolífera na Amazônia Ocidental. Observar nas images menores o uso de gramíneas no controle da erosão e
o plantio de mudas de árvores.
85
86
3.6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Respondendo as hipóteses deste estudo, as áreas abertas pela indústria petrolífera
diferem das clareiras naturais e artificiais estudadas na literatura temática. As alterações
ambientais, sobretudo na compactação do solo são preponderantes. O tamanho das
áreas é significativamente maior, existindo diferenças ainda quanto a forma, zoneamento
interno e regeneração. As peculiaridades destas áreas permitem seu agrupamento em
conjuntos similares quanto ao uso, substrato, regeneração natural, práticas de
restauração e tamanho, no caso: áreas de infraestrutura, áreas de prospecção/pesquisa,
poços, empréstimo e bota fora.
A denominação clareira para as áreas abertas em Urucu deve ser substituída pela
denominação “área aberta” ou “área degradada”. O eufemismo “clareira” remete a uma
pré-concepção diagnóstica e estágios sucessionais diferenciados dos presentes nestas
áreas. O observado é uma sucessão primária. Portanto, o termo “clareira” não favorece a
comunicação entre pesquisadores tampouco a abordagem e interpretação dos resultados
das pesquisas. A denominação área aberta ou degrada deve vir acompanhada da
identificação de seu uso – classes: a) infraestrutura; b) prospecção/pesquisa; c) poço; d)
empréstimo; e) bota-fora.
A identificação do uso remete a padrões de tamanho e intensidade do distúrbio que
se reflete no tipo de substrato, assim como resposta as práticas de restauração. Práticas
de restauração adequadas precisam ser desenvolvidas ou adaptadas para cada uma
destas classes de uso, com foco voltado para sucessão primária. A classificação proposta
pode ser aplicada em outras áreas de pesquisa e exploração de hidrocarbonetos na
Amazônia Ocidental.
87
CAPÍTULO 4
EFEITO DA EROSÃO SOBRE O BANCO DE SEMENTES NAS ÁREAS EM
RESTAURAÇÃO DE URUCU, AM, BRASIL8
4.1 OBJETIVO
Identificar o efeito da erosão no banco de sementes;
8 Sendo preparado, na forma de artigo, para submissão à revista Restoration Ecology.
88
4.2 RESUMO
O conhecimento das relações entre os fatores bióticos e abióticos é chave para o
desenvolvimento de técnicas de restauração fundamentadas em processos ecológicos. O
objetivo desta pesquisa foi identificar o efeito da erosão no banco de sementes. A
pesquisa foi realizada na Amazônia Ocidental Brasileira, província petrolífera de Urucu,
Coari, AM, na área contida em um círculo com 20 Km de raio ao redor do ponto de
coordenadas 65011’15”W e 04051’55”S. Neste local foram selecionadas aleatoriamente 36
áreas em restauração, com três tipos de proteção do solo. Foram coletadas amostras do
banco de sementes em pontos de erosão e deposição interconectados. Inventários da
regeneração foram realizados nos locais de coleta nos meses de agosto e dezembro. As
amostras foram colocadas para germinar e acompanhadas durante 90 dias. Os dados
quantitativos e qualitativos foram tratados por estatística descritiva e não paramétrica. Os
pontos de deposição apresentaram maior quantidade de sementes germinadas (Mann-
Whitney = 0,0062). Os resultados mostraram uma dependência positiva entre as
sementes germinadas nos pontos de deposição com as dos pontos de erosão (ρ=0,55). A
diminuição do peso do solo está relacionada com sua maior proteção pela vegetação.
Esta diminuição é acompanhada pelo aumento da densidade e diversidade de sementes
no banco. As plantas que mais germinaram são invasoras e ruderais, de hábito rasteiro e
arbustivo, com sementes pequenas e leves. As sementes de árvores são raras e
germinam em maior quantidade e diversidade no período mais chuvoso, mas não
conseguem se estabelecer devido a compactação do solo e ao estresse hídrico. Neste
estudo ficou comprovado que os processos erosivos participam da dispersão secundária
e afetam a quantidade e diversidade de sementes no banco.
89
4.3 INTRODUÇÃO
A prospecção e exploração de hidrocarbonetos na Amazônica ocidental é uma
atividade econômica cada vez mais presente, que coloca em risco mananciais de água, a
floresta e sua biodiversidade e as populações tradicionais (Finer et al., 2008). Na
Amazônia Ocidental brasileira a área até então envolvida nesta atividade é de 67.000
km2. Daí a importância de direcionar esforços no desenvolvimento de pesquisas e
técnicas de restauração adequadas às diferentes intervenções e realidades
socioambientais existentes nesta floresta. Para o sucesso da restauração ecológica nesta
área é importante o conhecimento: a) do ecossistema que se pretende restaurar; b) da
dinâmica entre os fatores bióticos - banco de sementes – e abióticos – erosão - atuantes
no local afetado; c) de técnicas de restauração compatíveis com a realidade local e
direcionadas ao objetivo que se pretende atingir (Choi, 2007).
Este estudo trata de um tema transversal ao meio biofísico: identificar a influência da
erosão sobre o banco de sementes em áreas em restauração na Amazônia ocidental
brasileira. Pesquisa desenvolvida no âmbito da Rede CT Petro Amazônia, que fomenta o
treinamento, capacitação, intercâmbio e pesquisas na busca do desenvolvimento de
tecnologias para a recuperação de ecossistemas e conservação da biodiversidade na
Amazônia brasileira.
Nas florestas tropicais ainda são pouco conhecidas as relações entre os fatores
bióticos e abióticos, especialmente no tocante aos processos que ocorrem na escala de
tempo inferiores a 100 anos. A influência da erosão na dispersão de sementes foi prevista
em modelos (Thornes, 1985; Chambers e MacMahon, 1994). As pesquisas identificando e
quantificando esta interferência são mais comuns em ambientes fluviais (Richards et al.,
2002; Gurnell, 2007), em ecossistemas mais secos (Garcia-Fayos, 2004; Bochet e Garcia-
Fayos, 2004) ou mesmo em locais onde os processos erosivos são acentuados (Guàrdia
et al., 2000). Nas florestas tropicais nem sempre a influência recíproca dos fatores
bióticos e abióticos é perceptível com facilidade. Isto porque os processos
geomorfológicos superficiais operam muito lentamente, tornando as interações com os
fatores ecológicos menos visíveis e de difícil mensuração (Stallins, 2006).
A regeneração natural nas florestas ocorre por diásporos oriundos da dispersão via
chuva de sementes, pelo banco de sementes, plântulas ou ainda a partir da reprodução
90
vegetativa. O balanço entre estes modos de regeneração influencia o sucesso ou a
dominância de cada espécie na comunidade (Kennard et al., 2002). No presente estudo o
foco está direcionado ao banco de sementes, definido como o reservatório de sementes
viáveis em uma determinada área do solo. Reservatório que corresponde as sementes
não germinadas mas potencialmente capazes de substituir as plantas adultas que
porventura tenham desaparecido por morte natural ou não ou por distúrbio (Roberts,
1981; Baker 1989). A capacidade de formação do banco de sementes está relacionada ao
tamanho da semente (Thompson, 1987; Vernable e Brown, 1988). Formas pequenas e
compactas são características de espécies persistentes no banco de sementes pois
favorecem o enterramento, escape de predadores e costumam apresentar dormência
(Grime et al., 1988; Thompson et al., 1993; Rees, 1996). A composição do banco de
sementes no solo não tem, necessariamente, correspondência direta com a composição
florística da mata primária, predominam nestes reservatórios as plantas pioneiras. A
regeneração tem pelo menos quatro processos relacionados ao banco de sementes: a)
colonização e estabelecimento de populações; b) manutenção da diversidade de
espécies; c) estabelecimento de grupos ecológicos; d) restauração da riqueza de
espécies (Uhl et al., 1988). O sucesso da regeneração frente à necessidade de reposição
de uma planta tem ligação com a densidade de sementes prontas para germinar e as
condições ambientais favoráveis para seu estabelecimento (Garwood, 1989). Destacando
que as limitações quanto a disponibilidade de água e nutrientes e a insolação direta
favorecem o estabelecimento de espécies ruderais e invasoras, caso a dispersão de
sementes destas espécies alcancem o micro-sítio (Liding-Cisneros e Zelder, 2002, Koike,
2006).
Sob o dossel da floresta 74,2% a 87,1% da precipitação chega ao solo favorecendo
o intemperismo químico (Land e Öhlander, 2000; Ferreira et al., 2005). A erosão pela
retirada de solutos causa rebaixamento da superfície em valores entre 16 a 34 mm/103
anos, em arenitos mesozóicos e terciários similares ao da Amazônia Ocidental. Ocorre
também a erosão superficial do solo que varia em função da maior ou menor quantidade
de chuva, fechamento do dossel e quantidade de serrapilheira, em valores da ordem de
30 a 338 kg.ha-1.ano-1 (Barbosa e Fearnside, 2000). Havendo erosão superficial é justo
supor que o banco de sementes do solo poderá ser afetado por este processo. A retirada
da floresta aumenta a erosão do solo fazendo com que as medidas de erosão deixem de
91
ser feitas em kg.ha-1.ano-1 e passem a ser feitas em t.ha-1.ano-1 (Fritsch e Sarrailh, 1986).
Dado que é conseqüência das profundas alterações nos processos biofísicos atuantes.
Nas áreas degradadas pela indústria petrolífera o distúrbio resulta em: I) abertura
do dossel facultando a incidência direta da radiação solar no solo, o que reduz a umidade
do ar e do solo, ao tempo em que causa maiores perdas de água pelas plantas; II) no
impacto direto das gotas de chuva sobre o solo, o que desagrega ao mesmo tempo em
que compacta superficialmente o solo; III) em solos naturalmente adensados ou
compactados por máquinas e o trânsito de veículos pesados; IV) redução da infiltração; V)
aumento do escoamento superficial com perda de solo.
A compactação natural e artificial do solo dificulta o estabelecimento de novas
plantas devido: a) perda de solo e propágulos pela erosão; b) lixiviação de nutrientes do
solo pelo escoamento superficial; c) restrição a acumulação de água no solo pela redução
da infiltração; d) representar uma barrerira física para o desenvolvimento do sistema
radicular das plantas, dificultando a fixação de plântulas e o desenvolvimento de mudas
(Thornes, 1985; Jim, 1998; Pavao-Zuckerman, 2008).
A restauração destas áreas é feita tradicionalmente a partir da abordagem
dendrológica, fundamentada na regeneração natural assistida (Shono et al., 2007). O
plantio utiliza 44 espécies vegetais arbóreas de diferentes grupos ecológicos, utilizadas
em função da disponibilidade de mudas no viveiro. A hidrossemeadura é utilizada no
controle da erosão, principalmente às margens das vias de acesso e tubovias. Utiliza
gramíneas exóticas como Andropogon bicornis L, Panicum pilosum Sw, Brachiaria
humidicola (Rendle) que costumam estar associadas à Pueraria phaseoloides (Roxt.)
Benth e Desmodium barbatum (L ) Benth (Nascimento et al., 2009a).
A fonte da regeneração natural é a chuva de sementes, que alimenta a formação de
um novo banco de sementes. Os propágulos que chegam com a chuva de sementes
podem ser oriundos de áreas vizinhas ou mesmo distantes, e as sementes porventura
disponibilizadas pelas árvores cultivadas no âmbito da iniciativa para restauração.
Esta pesquisa foca a dispersão secundária, que ocorre quando um ou mais agentes
dispersores atuam após a dispersão primária. A dispersão secundária implica no
deslocamento do diásporo entre o local alcançado pela dispersão primária até outro, onde
então a semente passa a integrar o banco de sementes. O principal componente da
movimentação é no plano horizontal. A movimentação no plano vertical está relacionada a
92
possíveis diferenças topográficas do terreno, entre um ponto e outro atingido pelo
propágulo, ou mesmo a penetração da semente na coluna de solo. O agente dispersor
secundário tratado é o abiótico, especificamente o escoamento superficial (Chambers e
MacMahon, 1994; Willson e Traveset, 2000).
Determinados processos ecológicos e geomorfológicos ocorrem no mesmo local e
na mesma escala de tempo e espaço. Novas técnicas de restauração podem ser
desenvolvidas a partir da compreensão de como estes fatores interagem (Renschler et al.,
2007). Neste sentido, a pergunta que este estudo pretende responder é: Qual o efeito da
erosão na dispersão secundária de sementes e, por conseqüência, no banco de
sementes?
4.4 METODOLOGIA
Os processos bióticos e abióticos se adequam a transformação da paisagem
promovida pela exploração petrolífera. Para estudar o efeito da erosão no banco de
sementes e, por conseqüência, no processo de regeneração/restauração das áreas
afetadas foi adotada a abordagem descrita a seguir:
4.4.1 SELEÇÃO DAS ÁREAS
De forma aleatória foram selecionadas 36 áreas em restauração dentre as 196
existentes (Figura 1). Das 36 áreas, 20 são de empréstimo, 15 de poços e uma de bota-
fora.
93
Figura 1 – Localização das áreas de coleta de amostras do banco de sementes, Urucu, AM, Brasil.
93
94
Para efeito de aprofundamento da analise e com base no observado em
campo, as áreas foram classificadas em função da proteção do solo presente nos
pontos de coleta. As áreas selecionadas foram agrupadas em: 09 áreas com solo
exposto; 12 áreas com solo recoberto por gramíneas; e 15 áreas com solo protegido
pelo dossel do plantio - dossel. Entendendo como dossel a presença de uma ou
mais copas de árvores capazes de interceptar as gotas de chuva porventura
incidentes sobre o ponto de coleta e seu entorno imediato (±1m) (Figura 2). O tipo de
cobertura protetora do solo observado em campo foi confrontado com a data do
plantio visando a restauração, de acordo com o informado pela companhia.
Figura 2 – Tipos de cobertura protetora do solo. Em “A” solo exposto; em “B” gramínea; em “C” dossel do
plantio. Urucu, AM, Brasil.
4.4.2 COLETA DE AMOSTRAS DO BANCO DE SEMENTES
Em cada uma das 36 áreas foram identificados: um ponto de erosão,
topograficamente mais alto, e um ponto de deposição, topograficamente mais baixo.
Pontos estes conectados por um mesmo sistema de drenagem de águas pluviais.
Destacando-se que se trata de micro-relevo: diferenças de nível máxima de 0,9m em
declives de até 10% e rampas menores que 30m. Em cada ponto de erosão e de
deposição foi coletado um volume de terra de 0,004m3, na forma de bloco com
0,2x0,2x0,1m (Figura 3), totalizando 72 amostras. As amostras foram
acondicionadas em sacos plásticos devidamente identificados. As coletas foram
realizadas no mês mais quente, agosto, período de menores índices pluviométricos,
com media de chuvas não inferior a 60 mm. Simultaneamente a coleta de amostras
do banco de sementes foi feito o inventário da regeneração natural (plântulas com
até 0,4m de altura), em um raio de 2 m ao redor de cada ponto de coleta. A
regeneração natural também foi inventariada durante o período de pluviosidade
95
média de 250 mm – dezembro do mesmo ano. Oportunidade em que também foram
registradas as microformas e processos presentes nas áreas.
Figura 3 – Amostra do banco de sementes. Volume de 0,004m3.
Urucu, AM, Brasil.
4.4.3 TRATAMENTO DAS AMOSTRAS EM LABORATÓRIO
No laboratório as amostras foram colocadas para secar na temperatura
ambiente. Depois de secas foram destorroadas, pesadas e colocadas para germinar
em bandejas plásticas identificadas medindo 50 x 25 x 9 cm. A espessura da
camada de solo variou de três a sete centímetros. As amostras então foram
molhadas e colocadas nas bancadas do viveiro, protegido com tela polioretano de
15% de retenção da luminosidade. Para minimizar os riscos de contaminação das
amostras, as bancadas foram cobertas com tela, malha de 0,03 mm (Figuras 4a e
4b). Para avaliar possíveis contaminações foram colocadas, de forma aleatória, em
cada uma das bancadas, três bandejas com substrato das áreas degradas sem
sementes viáveis. A inviabilização das sementes porventura presentes no substrato
foi feita em estufa a 150o C num período de 24 horas. Para medir a radiação solar
incidente sobre as amostras, durante 30 dias foi instalado dentro da bancada, sobre
as bandejas, um sensor PAR, marca LI-COR, modelo LI 1000, acoplado a um
“dataloger” ajustado para medir a radiação a cada 30 minutos. A cada três (3) dias
as amostras foram molhadas, caso não houvesse ocorrido precipitações no período.
A germinação foi acompanhada por um período de 90 dias (fevereiro a abril de
2008).
96
Figura 4 – Em “A” bandejas preparadas para irem para o viveiro. Em “B” distribuição das amostras no viveiro.
Manaus, AM, Brasil.
4.4.4 ACOMPANHAMENTO DA GERMINAÇÃO
A germinação das sementes foi monitorada por um período de 90 dias. A
cada 15 dias as plântulas emergentes eram retiradas, colocadas sobre as bancadas
do laboratório, contadas, fotografadas e depois descartadas (Figura 5). Distinguindo
na contagem a área em que foram coletadas e se provenientes de pontos de
deposição ou erosão. Separando na contagem as que eram monocotiledôneas das
dicotiledôneas (Magnoliopsida). Estas informações foram registradas em planilhas
específicas (Tabela 1) e analisadas por métodos estatísticos no conjunto e em
relação a proteção do solo. As plântulas retiradas e fotografadas que não puderam
ser identificadas de imediato foram repicadas, para o desenvolvimento das mudas e
com isto permitir a identificação botânica do conjunto de espécies germinadas em
cada uma das amostras. Foi coletado material botânico nas áreas estudadas, as
quais foram identificadas por meio de morfologia comparada com as exsicatas do
herbário do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia e consultas a literatura
especializada. O material identificado foi classificado nas categorias taxonômicas
família, gênero, espécie, obedecendo a classificação do APGII, as correções dos
táxons foram confirmados na pagina do Missouri Botanical Garden - MOBOT.
97
Figura 5 – Contagem e identificação da germinação. Manaus, AM, Brasil.
Tabela 1 – Quantidade de amostras do banco de sementes coletadas em cada tipo proteção do solo e no
conjunto. Urucu, AM, Brasil.
CLASSES EROSÃO (n) DEPOSIÇÃO (n)
Solo exposto 9 9
Gramíneas 12 12
Dossel do plantio 15 15
Conjunto de amostras 36 36
Os resultados foram tratados utilizando-se os programas Systat 12 e Minitab
12.1. Os dados de peso do solo e germinação, em seu conjunto e com base nos
diferentes tipos de proteção do solo foram tratados por estatística descritiva. Para
verificar a normalidade da distribuição os resultados foram submetidos ao teste de
Anderson-Darling a 5%.
A comparação dos resultados da contagem das sementes germinadas foi feita
pelo teste de Mann-Whitney a 5%. As relações de dependência entre a quantidade
de sementes germinadas nas amostras de erosão e de deposição, entre o peso das
amostras e a quantidade de sementes germinadas foram avaliadas pela correlação
de Spearman.
A diversidade (H’) (Shannon, 1948) e a dominância (Berger e Parker 1970),
foram calculadas para o conjunto das sementes germinadas nos pontos de erosão e
de deposição, e em função das diferentes classes de proteção do solo. Quanto aos
inventários, foi feita uma comparação entre as espécies detectadas no período mais
e menos chuvoso.
98
4.5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
A radiação solar incidente variou no período do dia e durante o período
de observação. O valor mínimo de radiação solar detectado foi de 5,7µmol.m-2.s-1 às
7:00h, e o máximo de 1.739µmol.m-2.s-1, às 13:00h. A média diária foi de
252,71µmol.m-2.s-1 , sendo a menor média diária de 87,03µmol.m-2.s-1 e a maior
média diária de 472,43µmol.m-2.s-1 (Figura 6).
Figura 6 – Média diária da variação da radiação solar incidente sobre as bancadas
durante a germinação das amostras do banco de sementes. Fevereiro de 2008. Manaus, AM, Brasil.
Nos estudos sobre o processo de restauração de áreas perturbadas, em Urucu,
a idade dos plantios, geralmente é um parâmetro considerado na análise, a exemplo
de Amaral (2004); Antonhy (2006), Ezawa et al., (2006). Então inicialmente examinei
a relação existente entre o tipo de proteção do solo e a idade dos plantios. As áreas
que não foram plantadas não se regeneraram naturalmente, sendo que uma tem
mais de 10 anos de abandono. Isto mostra que a magnitude do distúrbio causado
superou a capacidade de resiliência destas áreas. Por outro lado, existe um ponto
de coleta com cobertura de dossel e menos de 5 anos de plantada. O que sugere
que nem todas as áreas foram impactadas da mesma maneira (tabela 2). O
estabelecimento das plantas cultivadas em Urucu responde a fatores bióticos e
abióticos como: compactação do solo, processos erosivos, pluviosidade, competição
e facilitação entre as espécies invasoras e nativas (Leal Filho et al., 2006; Molinaro
et al., 2007; Nascimento et al., 2009b). Como diferentes fatores interferem no
estabelecimento e desenvolvimento dos plantios, a classificação dos sítios em
99
restauração pelo tipo de proteção do solo ou o uso pela indústria e substrato é mais
adequada que pela idade dos plantios (ver capítulo 3).
Tabela 2 – Relação entre a proteção do solo e a idade dos plantios visando a restauração, para as 36 áreas
escolhidas de forma aleatória. Ano de referência 2007. Urucu, AM. Brasil.
Não plantadas > de 5 anos 6 a 9 anos 10 a 15 anos Total
Solo Exposto 4 3 2 0 9
Gramínea 0 3 6 3 12
Dossel do plantio 0 1 6 8 15
O total de sementes germinadas foi de 16.444. As monocotiledôneas
representam 78% deste total. Nos pontos de deposição germinaram 60% das
sementes. Na medida em que aumenta a cobertura protetora do solo aumenta a
quantidade de sementes. Resultado que se repete para sementes de
monocotiledôneas e dicotiledôneas, a exceção das monocotiledôneas nos pontos
protegidos por gramíneas (Tabela 3). Os resultados encontrados não apresentaram
distribuição normal, no total ou nas diferentes classes de cobertura vegetal protetora
do solo (p<0,05). Eles têm significado estatístico, na medida em que o teste de
Mann-Whitney mostrou uma diferença bastante significativa entre a quantidade de
sementes germinadas nos pontos de erosão quando comparados com os de
deposição (p=0,0062). Assim como para a quantidade de sementes de
monocotiledôneas (p=0,0033) No caso das sementes de dicotiledôneas esta
diferença existe, mas é menos significativa (p=0,0413). O que pode ser explicado
pela menor quantidade de sementes de dicotiledôneas, especialmente nas áreas de
erosão.
Tabela 3 – Sementes germinadas no experimento do banco de sementes em diferentes categorias de cobertura
protetora do solo. Urucu, AM, Brasil.
Categoria Erosão Deposição Total
Mono Dico Mono Dico
Solo exposto 52 48 118 103 321
Gramínea 3357 153 2293 1002 6805
Dossel do plantio 1899 1022 5101 1296 9318
Total Germinado 6531 9913 16444
Mono = monocotiledônea; Dico=dicotiledônea.
A maior quantidade de sementes germinadas nas amostras dos pontos de
deposição indica um possível deslocamento das sementes dos pontos de erosão
100
para estes locais, especialmente de monocotiledôneas. Esta diferença é menor, mas
continua existindo para as dicotiledôneas. A maior quantidade de sementes de
monocotiledôneas nos pontos de erosão e de deposição e nos diferentes tipos de
proteção do solo pode ser relacionado a menor produção de sementes pelas
dicotiledôneas. Estes dados reforçam o entendimento de Vander Wall et al. (2005),
sobre a possibilidade de algumas pesquisas superestimarem os fatores bióticos e
subestimarem os fatores abióticos na dispersão secundária de sementes
Nas 36 áreas de deposição, 72,2% dos pontos amostrados tiveram mais
sementes germinadas. Nos 36 pontos de erosão, o percentual com maior
quantidade de sementes germinadas aumenta com o aumento da proteção do solo
do solo. Nas áreas de deposição acontece o inverso (Figura 7).
Figura 7– Relação entre as áreas que apresentaram maior quantidade de sementes
germinadas no ponto de erosão e no ponto de deposição. Urucu, AM, Brasil.
Há uma redução da diferença percentual das sementes germinadas entre os
pontos de erosão e de deposição, na medida em que aumenta a proteção do solo
(Figura 7), o que mostra o efeito da vegetação no controle da erosão. Com menor
deslocamento de sementes viáveis pela erosão a quantidade de sementes no banco
tende a se equiparar entre os sítios de erosão e deposição, ficando as possíveis
diferenças creditadas aos fatores bióticos. O valor crescente de sementes
germinadas com o aumento da eficácia da vegetação na proteção do solo mostra a
contínua formação do banco de sementes, associada ao avanço no processo de
restauração. Isto porque a escavação do solo elimina o banco de sementes, que
passa a ser recomposto na medida em que aumenta a proteção do solo (tabela 3).
101
Outro aspecto a ser considerado é a formação da serrapilheira, na medida em
que a restauração avança. Os restos vegetais sob o solo contribuem para redução
do volume e da velocidade de escoamento superficial. Permitem assim que as
partículas transportadas, minerais e vegetais, se depositem ao longo do percurso
entre os pontos amostrados. Na medida em que os obstáculos ao escoamento
diminuem (gramíneas – solo exposto), aumenta a quantidade de pontos de
deposição com maior quantidade de sementes que os pontos de erosão.
Consequência do deslocamento de sedimentos e propágulos do ponto de erosão
para o ponto de deposição.
Existe uma relação de dependência (correlação) entre as amostras dos
pontos de erosão com os de deposição (ρ=0,55). Esta relação é mais forte nas áreas
protegidas por gramíneas (ρ=0,6) e para as monocotiledôneas (ρ=0,57). A
dependência mais forte está relacionada a grande produção de sementes pelas
monocotiledôneas, tanto em pontos de deposição como de erosão, considerando
que a forma, o tamanho e a superfície das sementes de dicotiledôneas e
monocotiledôneas que germinaram neste estudo são similares. Os resultados são
apenas indicativos, pois não foram realizadas pesquisas que atestem que a mesma
fonte das sementes dos pontos de erosão seja a dos pontos de deposição. Nos
pontos com solo exposto a quantidade de sementes é menor e as perdas
possivelmente maiores, tornando a relação de dependência entre as áreas de
erosão e deposição menor (ρ=0,05). As perdas ocorrem pela dispersão promovida
pela erosão pluvial e pelo regime de fluxo de água mais intenso, que pode
transportar as sementes até mesmo para fora dos limites da área degradada (Tabela
4).
Tabela 4 – Dependência dos resultados de germinação entre os pontos de erosão e de deposição, para as
diferentes coberturas protetoras do solo e o total de amostras. Correlação de Spearman (ρ). Urucu, AM, Brasil.
Solo Exposto (n=9)
Erosão x Deposição
Gramínea (n=12)
Erosão x Deposição
Dossel Plantio (n=15)
Erosão x Deposição
Total Germinado (n=36)
Erosão x Deposição
Monocotiledônea 0,31 0,6 0,36 0,57
Dicotiledônea 0,28 0,23 0,22 0,39
Germinação Total 0,05 0,6 0,36 0,55
102
Nas áreas com solo exposto o escoamento deixa marcas onduladas no terreno
semelhante ao leito de um córrego (Boggs Jr, 1987; Julien, 1998), sinalizando a
capacidade de transporte do escoamento superficial. Nestes casos as sementes são
dispersas em uma área maior, tornando a concentração de sementes no solo menor
(Figura 8). Especialmente porque as sementes das espécies germinadas são
pequenas e leves, o que favorece a dispersão pelo impacto das gotas de chuva e
pelo escoamento superficial, com posterior incorporação ao banco de sementes no
momento da deposição (Chambers et al.,1991; Thompson et al., 1993; Cerda e
Garcia-Fayos, 2002; Garcia-Fayos, 2004).
A maior eficácia da cobertura protetora do solo está relacionada de forma direta
com o aumento da quantidade de sementes. Aspecto relacionado à chuva de
sementes e a redução da intensidade dos processos erosivos. Com relação ao peso
do solo esta relação se dá de forma inversa. A maior proteção do solo pela
vegetação leva a uma gradual redução do peso das amostras de solo (Tabela 5). A
diferença tem significado estatístico pelo teste de Mann-Whitney (p=0,045). Os
dados obtidos são compatíveis com outros trabalhos desenvolvidos pela rede CT-
Petro Amazônia, mesmo considerando que os autores trabalharam tendo como
balizador a idade do plantio nas clareiras (Moreira e Costa, 2004; Teixeira et al.,
2006) (Tabela 5).
Figura 8 – Escoamento superficial em área degradada. Observar a deposição de partículas
transversais ao fluxo da água e a colonização pela vegetação às margens do canal de escoamento. Urucu, AM, Brasil.
103
Tabela 5 – Resultado da pesagem (kg) das amostras do banco de sementes para um mesmo volume de solo
(0,004m3). Urucu, Am, Brasil.
Classes Valor mínimo (kg) Valor máximo (Kg) Média
Solo exposto erosão 1,5 4,6 2,47 ± 0,93
Solo exposto deposição 1,7 3,1 2,19 ± 0,53
Gramínea erosão 1,5 3,7 2,44 ± 0,7
Gramínea deposição 1,5 2,8 2,4 ± 0,42
Dossel do plantio erosão 1,4 3,7 2,34 ± 0,74
Dossel do plantio deposição 1,3 2,7 2 ± 0,44
Conjunto erosão 1,4 4,6 2,39 ± 0,73
Conjunto deposição 1,3 3,1 2,04 ± 0,46
O solo exposto indica as condições de densidade do substrato deixado pela
intervenção realizada na área, que pode ter sido incrementada pela erosão pluvial. A
erosividade da chuva na região é da ordem de 8.899,90 MJ/ha.mm/ano, sendo
1.350,50 MJ/ha.mm/ano, em março, a 158,87 MJ/ha.mm/ano em agosto (Macedo et
al., 2007). O adensamento do substrato das áreas degradadas tem média de 1,43 ±
0,14 g/cm3 (Arruda, 2005), 56% maior que a média no solo das florestas. A
porosidade é 65% menor que a média nas florestas. Fatores que reduzem a
infiltração para o valor médio de 5mm/h (Segundo et al., 2005). A reduzida infiltração
potencializa o escoamento superficial, que ocorre de forma difusa ou concentrada
em canais rasos que se entrelaçam e mais raramente em sulcos. O escoamento é o
responsável pelo transporte de sedimentos e partículas vegetais de montante para
jusante, acarretando o rebaixamento e/ou aplainamento da superfície. A erosão
hídrica é intensa, com média de 170,12 ton.ha-1.ano-1 (Arruda, 2005), variando em
função das características físicas do solo, declividade, periodicidade e intensidade
das chuvas e quantidade de serrapilheira. Plantas ruderais como o Phyllanthus niruri
L. e Clidemia capitellata (Bonpl.) D. Don, e invasoras como a Andropogon bicornis L,
e Panicum pilosum SW. e Urena lobata Linn se estabelecem nestes sítios. Estes
dados caracterizam um meio “instável” (Tricart, 1977). A elevada intensidade do
distúrbio e do stress restringe as estratégias de sobrevivência das plantas,
favorecendo a colonização por ruderais e invasoras (Grime ,1977; Glime, 2006).
As partículas minerais e vegetais desagregadas de montante são transportadas
pelo escoamento superficial se acumulando nos pontos de deposição. O acúmulo do
material transportado ocorre por decantação, enquanto a água evapora ou se infiltra.
104
Com a evaporação e infiltração da água o substrato resseca, podendo formar
pequenas gretas quando a quantidade de silte fino ou argila é maior que 30%. A
presença de partículas minerais desagregadas e a maior concentração de resíduos
orgânicos contribuem para menor massa nos pontos de deposição. O aumento da
presença de resíduos vegetais e umidade favorecem o desenvolvimento de fungos,
bactérias e da fauna edáfica (Moreira et al., 2006; Antony et al., 2006). A ação
destes organismos decompondo e transformando a matéria orgânica e nas raízes,
contribui ainda mais para descompactação do solo e a redução de seu peso
(Moreira e Costa, 2004), facilitando a absorção de nutrientes pelas plantas. Nos
locais que se formam poças de água, as plantas tolerantes ao alagamento como
Senna reticulata Will, higrófilas como a Bellucia grossularoides e ruderais invasoras
como o Brachiaria humidicola (Rendle) e Andropogon bicornis L se estabelecem
com rapidez. Também nestes locais de alagamento pode ocorrer o soterramento de
todo ou em parte de plântulas em desenvolvimento, devido à deposição de
sedimentos. Daí porque é comum observar as plantas colonizarem estes sítios a
partir de suas bordas (Figura 9). Estas características evidenciam uma menor
instabilidade do meio, caracterizando uma dinâmica “intergrade” (Tricart, 1977),
reduzindo a intensidade do estresse, facilitando com isto o estabelecimento das
plantas e o processo de restauração da área (Parrotta et al., 1977; Bruno et al.,
2003). Sob a ótica das técnicas de restauração, as áreas de deposição funcionam
como núcleos de colonização da vegetação (Yarranton, 1974; Reis et al., 2003;
Calvi, 2008). A variação aqui observada em escala de detalhe é compatível com o
observado por Jones e Esler (2004) em paisagem de clima semi-árido.
Figura 9 – Gramíneas crescendo às margens de uma área de deposição
de sedimentos. Urucu,AM, Brasil.
105
Na medida em que o peso do solo diminui, aumenta a relação de dependência
com a quantidade de sementes germinadas. No solo exposto quanto maior o peso
do solo menor a quantidade de sementes germinadas, corroborado por uma
correlação negativa entre os dados obtidos. O que pode ser explicado pela
intensidade dos processos erosivos e a dificuldade da semente fixar-se em solo
adensado e com erosão intensa (Tabela 6). A relação de dependência cresce entre
as áreas de erosão e deposição para as mesmas categorias de proteção do solo -
gramíneas e dossel do plantio, confirmando que solos com menor peso facilitam a
acumulação de sementes viáveis. Nas áreas de deposição, para as diferentes
categorias de proteção do solo, há um aumento nos valores da relação de
dependência. O mesmo não ocorre com a mesma linearidade nas áreas de erosão,
entre as categorias solo exposto e gramínea. Possivelmente devido ao peso médio
das amostras de solo serem quase iguais e a quantidade de sementes germinadas
ser muito maior nas áreas protegidas por gramíneas. Mesmo assim, nas áreas de
erosão protegidas pelo dossel do plantio a relação de dependência é maior que nas
áreas de erosão protegidas por gramíneas e com solo exposto
Tabela 6 – Relação de dependência entre o peso da amostra e a quantidade de sementes germinadas.
Correlação de Spearman (ρ). Urucu, AM, Brasil.
Solo Exposto Gramínea Dossel Plantio Total Germinado
Erosão - 0,272 - 0,402 0,11 0,247
Deposição - 0,699 0,237 0,54 0,037
Para solos com a mesma origem e com o mesmo volume, o de menor peso
tem mais espaços vazios, facilitando a acumulação de sementes, sua germinação e
desenvolvimento. Aspecto que sinaliza a limitação para restauração das áreas
degradadas com solos adensados e destaca a importância da utilização de técnicas
que busquem reduzir este adensamento quando da restauração destes sítios
(Parrotta et al., 1977; Pavao-Zuckerman, 2008).
Neste estudo foram identificados 21 famílias, 48 gêneros e 56 espécies. As
famílias com maior número de indivíduos germinados foram a Fabaceae,
Cyperaceae, Asteraceae, Poaceae e Melastomataceae. As famílias com menor
106
números de espécies foram: Convolvulaceae, Dennstaedtiaceae, Dilleniaceae,
Euphorbiaceae, Gentianaceae, Lamiaceae, Licopodiaceae, Loganiaceae,
Ochanaceae, Piperaceae, Plantaginacea, Phitolaccaceae, Rubiaceae,
Siparunaceae, Turneraceae, Verbenaceae. As formas de vida vegetais encontradas
foram árvores, arvoretas e herbáceas, com predomínio das herbáceas.
Com o aumento da cobertura protetora do solo há aumento da quantidade e da
diversidade de sementes (Tabela 7). O que evidencia um processo de formação do
banco de sementes.
Tabela 7 – Diversidade (H’), Shannon (1948) e dominância (d) (Berger e Parker 1970) para as sementes
germinadas no experimento do banco de sementes. Urucu, AM, Brasil.
Solo exposto Gramínea Dossel do plantio Total
Erosão Deposição Erosão Deposição Erosão Deposição Erosão Deposição
Diversidade H’ 1,17 1,34 1,36 1,31 1,47 1,42 1,50 1,48
Dominância d 1,42 0,10 0,12 0,13 0,11 0,09 0,10 0,09
A maior diversidade de sementes nas áreas de deposição, quando o solo está
exposto, é consequência da maior intensidade da erosão pluvial e do escoamento
superficial - dispersão secundária. A erosão transporta indistintamente o material
das áreas de erosão para as de deposição, fluxo que muitas vezes extrapola o limite
da área degradada. Com o aumento da proteção do solo os pontos de erosão
passam a apresentar maior diversidade que seus correspondentes de deposição.
Fato que pode estar relacionado ao selecionamento durante o transporte das
partículas, motivado por dois aspectos. O primeiro é a redução da intensidade dos
processos erosivos devido a redução da erosão pluvial, a presença de obstáculos
como a parte aérea e raízes das plantas e a serrapilheira. O segundo está ligado as
estratégias de fixação das sementes, como produção de fluídos fixadores ou
espinhos, que passam a ter maior eficácia frente a dinâmica erosiva menos intensa.
As espécies que germinaram entre os pontos de erosão e deposição para os
diferentes tipos de cobertura do solo variaram pouco. Mostrando o predomínio de
espécies invasoras na composição do banco de sementes (Figura 10 a 12). Na
medida em que aumenta a cobertura protetora do solo aumenta a diferença entre as
espécies germinadas na área de erosão e de deposição.
107
Figura 10 – As espécies que mais germinaram nos pontos de erosão e de deposição no banco de sementes das
áreas com solo exposto. Urucu, AM, Brasil.
Figura 11 – As espécies que mais germinaram nos pontos de erosão e de deposição no banco de
sementes das áreas recobertas por gramíneas. Urucu, AM, Brasil.
Figura 12 – As espécies que mais germinaram nas amostrasdo banco de sementes coletadas nas áreas
recobertas pelo dossel do plantio. Urucu, AM, Brasil.
108
Sementes pequenas e leves de gramíneas e ruderais foram as que mais
germinaram, mesmo no banco de sementes protegidos por dossel. A Andropogon
bicornis L. foi a mais encontrada nos bancos de sementes estudados, espécie
exótica que invade e coloniza os plantios de espécies arbóreas. Muitas das
herbáceas identificadas entre as 10 mais presentes nas áreas se reproduzem por
sementes e estolão. O Phyllanthus niruri L foi a espécie ruderal nativa que mais
germinou, quando considerado o total de amostras pesquisado. Nos bancos de
sementes estudados as espécies arbóreas estão representadas pela Bellucia
grossularoides, Cecropia purpurascens Berg e Senna reticulata Will. São espécies
que produzem grande quantidade de sementes leves e de tamanho diminuto,
facilitando sua dispersão secundária pelo vento e pelo escoamento superficial,
acumulação e penetração nos espaços vazios do solo. O estabelecimento destas
plantas é favorecido por sua adaptabilidade, que permite a sobrevivência em áreas
perturbadas com estresse alto. Entretanto a compactação do solo favorece o
dessecamento na zona das raízes, nos meses de menores índices pluviométricos,
limitando assim o desenvolvimento das plântulas.
Entre o período menos chuvoso e o chuvoso foi detectada uma variação na
quantidade e diversidade de espécies que regeneraram ao redor dos pontos de
coleta de amostras. Esta variação está mais relacionada a presença de plântulas de
espécies arbóreas proveniente de sementes das árvores que foram cultivadas pela
empresa (Figuras 13 e 14).
Figura 13 – As espécies mais encontradas no inventário ao redor dos pontos de coleta. Realizado em mês com
média de pluviosidade 60 mm. Urucu, AM, Brasil.
109
Figura 14 – As espécies mais encontradas no inventário ao redor dos pontos de coleta. Realizado em mês com
média de pluviosidade 250 mm. Urucu, AM, Brasil.
O inventário quando a pluviosidade média mensal é de 250 mm mostrou que
ocorre a germinação de sementes provenientes das árvores cultivadas e de árvores
que se reproduzem por estolões, a exemplo da Vismia guianensis, e sementes de
espécies arbóreas imigrantes, a exemplo da Cecropia purpurascens. Estas plântulas
morrem quando os índices pluviométricos diminuem, a exceção das que se
reproduzem por estolão. Fato relacionado a compactação que reduz a infiltração e
retenção de água no solo, associado a grande insolação.
Amaral et al. (2004), Ezawa et al. (2006) constataram que as árvores
plantadas apresentam sinais de estresse, com crescimento e desenvolvimento
reduzido e lento. Neste estudo, confirmando o constatado pelos autores supra
referenciados, observou-se a produção de sementes mesmo em estágios iniciais de
desenvolvimento da planta o que é um sinal de estresse. Além de dificuldades na
formação de copas e folhas com sinais de deficiência nutricional. Quando a erosão
rebaixa a superfície ao redor destas plantas, expondo o sistema radicular, observa-
se o confinamento das raízes no interior da cova. Evidenciando a dificuldade da raiz
se desenvolver nos solos compactados em que a muda foi introduzida. Também foi
observado que as espécies arbóreas que melhor conseguiram se estabelecer frente
as condições ambientais existentes foram Vismia guianensis (Aubl.) Choisy, Inga
edulis Mart., Clitoria racemosa Benth., Myrcia fallax (Rich) DC. Este desenvolvimento
foi maior quanto maior foi o adensamento do plantio da mesma espécie num mesmo
local, sendo estas as áreas que apresentavam dossel do plantio.
110
Os dados levantados evidenciam que nas áreas objeto desta investigação, em
resposta as características do impacto a que são submetidas, há um estreitamento
do nicho ecológico devido às severas restrições motivadas pela intensidade dos
processos erosivos, compactação do solo, aumento da insolação e por
conseqüência da temperatura e redução da umidade. A permanência das sementes
no banco é dificultada pela intensidade da atuação dos processos erosivos. Não raro
o escoamento superficial transporta as sementes para fora dos limites da área em
restauração, o que pode ser deduzido pela presença da deposição de sedimentos
em áreas circunvizinhas e o assoreamento de canais fluviais limítrofes às áreas
degradadas (Goch, 2007). A compactação do solo dificulta a penetração e
permanência da semente no banco. Além de comprometer o desenvolvimento do
sistema radicular das plântulas e mudas, limitar a disponibilidade de água e
nutrientes. Como resultado a resiliência do ecossistema é rompida e a sucessão tem
início a partir de seu estágio primário.
4.6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
A erosão afeta o banco de sementes das áreas degradas e em regeneração na
Amazônia Ocidental, tanto quantitativa como qualitativamente. A atuação dos fatores
abióticos na dispersão secundária de sementes precisa de investigação continuada
no sentido de: a) identificar as espécies mais susceptíveis e as mais resistentes a
estes processos; b) melhor entender a interferência da erosão/deposição na
composição dos mosaicos de vegetação nas áreas degradadas, em restauração e
na floresta; c) incentivar o desenvolvimento de técnicas de restauração que utilizem
o processo de erosão para dispersar sementes e deposição para criar ambientes
facilitadores da regeneração natural – núcleos de vegetação.
111
CAPÍTULO 5
EFEITO DA EROSÃO NO ESTABELECIMENTO DE PLANTAS
CULTIVADAS EM ÁREAS ABERTAS PELA INDÚSTRIA
PETROLÍFERA NA AMAZÔNIA9
5.1 OBJETIVO
Caracterizar a influência da erosão no estabelecimento de mudas;
9 Submetido à revista Acta Amazonica, na forma de artigo.
112
5.2 RESUMO
As áreas abertas pela indústria petrolífera na Amazônia Ocidental brasileira, na
Província Petrolífera de Urucu – AM, (65011’15”W e 04051’55”S), frequentemente
superam a resiliência do ecossistema atingido. Para restauração destas áreas são
utilizadas técnicas de regeneração natural assistida. Partindo da hipótese que existe
interferência dos processos erosivos no estabelecimento das mudas plantadas, este
trabalho correlaciona aspectos ecológicos e geomorfológicos na busca de fornecer
elementos para maior eficácia dos trabalhos de restauração. Em duas áreas foram
caracterizados os nichos onde 900 plantas foram cultivadas. A caracterização foi
fundamentada em análises de dados pluviométricos, microtopografia, características
do solo, sondagens e mapeamento dos processos erosivos. Estas informações
foram correlacionadas com a mortalidade das mudas durante um período de nove
meses de acompanhamento. A mortalidade das plantas apresentou forte correlação
com a erosão observada (r=0,742). Resultado que foi analisado sob a ótica da
competição e facilitação entre espécies e a ecologia da erosão. Evidencia-se a
importância de implantar técnicas para minimizar a erosão e assim obter maior
eficácia nos plantios. Assim como de aperfeiçoar as técnicas de plantio e de
restauração utilizadas pela indústria petrolífera na Amazônia Ocidental brasileira.
113
5.3 INTRODUÇÃO
O sucesso da restauração ecológica é uma questão complexa que impõe
maior conhecimento da interrelação das diversas ciências que convergem para o
tema. Fruto desta complexidade, quatro diferentes abordagens norteiam os projetos
temáticos em restauração: a) conservação biológica; b) ecologia da paisagem; c)
revegetação/reabilitação de áreas extremamente perturbadas e d) manejo de áreas
úmidas. Sendo que o manejo de áreas úmidas até então não está contemplado nas
pesquisas de restauração ecológica na Amazônia Ocidental Brasileira. Estas
diferentes abordagens refletem distintas maneiras de avaliar o êxito de um projeto
de restauração. A entrada de energia pelo sol, pela água e pelo vento domina as
forças estruturadoras dos ecossistemas, sendo um bom indicador do sucesso da
restauração, seja qual for a abordagem dos projetos (Ehrenfeld, 2000). No sentido
de ampliar o conhecimento e possibilitar maior eficácia na restauração de áreas
degradadas este trabalho correlaciona informações ecológicas e geomorfológicas,
em uma iniciativa pioneira na Amazônia em se tratando de restauração florestal.
Ao interrelacionar ecologia com a gemorfologia o desafio está em integrar
diferentes paradigmas, métodos de pesquisa, abordagens e medidas de sucesso.
Os eixos que limitam e definem este enfoque são: a estrutura e os processos dos
ecossistemas; e a escala de tempo e espaço onde a dinâmica natural acontece
(Thoms e Parsons, 2002; Wu e Hobbs, 2002; Sebastian, 2007). Este desafio passa
por uma melhor compreensão e integração da pesquisa geomorfológica com a
ecológica. Entender como estes processos interagem e qual o processo de resposta
entre eles é importante para o desenvolvimento de técnicas efetivas de restauração.
Na medida em que os processos ecológicos e geomorfológicos ocorrem na mesma
escala de tempo e espaço, integrar estudos sobre os processos erosivos com os de
sucessão vegetal não é o único caminho, mas é representativo do novo paradigma
(Mayer e Rietkerk, 2004: Renschler et al., 2007).
Diferentes autores pesquisaram a restauração de áreas degradas e clareiras,
ora com o enfoque no meio físico, ora enfocando aspectos do meio biológico. Esta
abordagem segmentada representa uma expressiva maioria das pesquisas que vem
sendo desenvolvidas nas florestas tropicais no mundo. A Rede CT-Petro Amazônia
114
tem refletido esta abordagem (Arruda, 2005; Leal Filho et al., 2006; Hooper et al.,
2006; Hool, 2006; Jardim, et a.l, 2007; Macedo et al., 2007; Molinaro e Vieira, 2007,
Zhou et al., 2008).
A presença de uma comunidade vegetal em um dado lugar, em determinado
momento é função de fatores como: a) flora do entorno, provedora de propágulos; b)
acessibilidade da comunidade vegetal ao espaço em questão - dispersão/banco de
sementes/estabelecimento; c) propriedades ecológicas das espécies - habilidade
competitiva; d) habitat - que funciona como um filtro que remove espécies que não
apresentam capacidade de adaptação ou determinados caracteres; e) período de
tempo após o distúrbio que propiciou a ocupação pela comunidade vegetal (Muller-
Dombois e Ellenberg, 1974; Keddy, 1992).
Na comunidade vegetal a presença de um indivíduo ou de uma população de
indivíduos de uma mesma espécie remete ao conceito de nicho. Hutchinson (1957)
entende este conceito como um espaço de diversas dimensões definido por eixos de
recursos ambientais, dentro do qual a população de uma espécie é hábil para
manter uma taxa reprodutiva, em longo prazo, maior ou igual a um. Há o nicho
realizado, locais onde as espécies são hábeis em ocupar na presença de
competição interespecífica e dos inimigos naturais (Silvertown, 2004). No caso da
restauração ecológica deve ser considerado o nicho regenerativo, definido por
Grubb (1977) como a expressão das necessidades de uma planta nas quais
ocorrem uma alta probabilidade de sucesso no processo sucessional da substituição
de um indivíduo maduro por outro indivíduo de geração subseqüente.
Estudos sobre o estabelecimento de plantas em áreas degradadas de
florestas tropicais têm sido focados em fatores limitantes como: a) competição; b)
limitações para dispersão – chuva de sementes e banco de sementes; c) fogo; d)
distância da área fonte de propágulos; e) predação; f) deficiência nutricional do solo;
g) tamanho da clareira e h) microclima (Zimmerman et al., 2000; Aide et al., 2000;
Cubiña e Aide, 2001; Holl, 2002; Hooper et al., 2004; Hooper et al., 2005; Holl, 2006,
Jardim et al., 2007). Estes estudos foram desenvolvidos com os impactos limitados
aos horizontes superficiais do solo. Em áreas onde o distúrbio causador da abertura
do dossel foi motivado pela implantação de áreas agricultáveis, implantação de
pastagens ou queimadas.
115
Sob a ótica da ecologia, Grime (1977), afirma que: a diversidade genética da
maioria das plantas vasculares é fruto de pressões resultantes da combinação
específica entre competição, estresse e distúrbios. O estresse está associado à
limitação da produção de biomassa, motivada por restrições ou excesso quanto ao
provimento de luz, água e nutrientes, por exemplo. O distúrbio está ligado a
destruição parcial ou total da biomassa, motivada por herbivoria, ataque de
patógenos ou erosão do solo, por exemplo. Para diferentes intensidades de um e do
outro, as plantas adotam diferentes estratégias de ocupação do espaço. Para baixa
intensidade de distúrbio e estresse adotam a estratégia da competição; para os
distúrbios de baixa intensidade e alta intensidade de estresse adotam a estratégia
de tolerância ao estresse; para alta intensidade de distúrbio e baixa intensidade de
estresse adotam a estratégia ruderal. Entretanto, quando é alta a intensidade do
distúrbio e do estresse não há estratégia viável para o desenvolvimento de plantas
vasculares.
Sob a ótica da geomorfologia, a erosão é um dos fatores de estresse mais
importantes no estabelecimento das plantas. Trata-se de um fenômeno resultante da
desagregação, transporte e deposição das partículas de solo pela ação seqüencial
ou isolada do vento, da chuva e do escoamento superficial. A erosão costuma
ocorrer na superfície do solo, removendo a porção mais fértil do perfil, onde há
melhores condições físicas e biológicas para o desenvolvimento do sistema radicular
das plantas. Trata-se de um processo natural, controlado pela gravidade, a partir do
qual as irregularidades do modelado terrestre se equilibram. A erosão atua
diretamente sobre a vegetação descalçando as raízes, retirando plantas e
propágulos. Indiretamente atua lixiviando nutrientes e reduz a capacidade de
acumulação de água (Hudson, 1995; Agassi, 1996; Hillel, 1998; Garcia-Fayos,
2004; Guerra et al, 2007). Portanto, a erosão atua tanto causando estresse como
causando distúrbios na vegetação. Quanto maior a intensidade dos processos
erosivos, maiores o estresse e o distúrbio causado. Por conseguinte, menores as
chances de estabelecimento ou restabelecimento de uma comunidade vegetal
(Thornes, 1985).
Estudos em diferentes ecossistemas e com diferentes objetivos
demonstraram que a erosão do solo diminui a taxa de crescimento das plantas.
Assim como a redução da umidade na zona das raízes favorece o desenvolvimento
116
da erosão, tendo em vista a perda do vigor das plantas (Thornes, 1985). A erosão
regressiva, derivada do escoamento concentrado, pode resultar na morte ou
raleamento da cobertura vegetal, que por sua vez tende a incrementar a erosão
devido à redução da resistência ao escoamento (Bull, 1979).
A exploração de petróleo e gás natural na Amazônia implica na abertura de
áreas em floresta primária. A vegetação e os horizontes superficiais do solo (O, A e
B) são retirados por completo, deixando no piso a rocha intemperizada, pobre em
nutrientes e adensada. Posteriormente, em algumas destas áreas ocorre a
disposição final de resíduos sólidos diversos. As intervenções realizadas no
ambiente natural são de tal ordem que fazem com que estes percam a resiliência. A
erosão atua com intensidade e sem medidas efetivas para controle.
Atendida a necessidade que levou a abertura da área, normalmente é
buscada a restauração, utilizando técnicas tradicionais de silvicultura, a partir de
uma abordagem conhecida como regeneração natural assistida (Shono et al., 2007).
Nos plantios em linhas paralelas são experimentadas diferentes combinações de
espécies de estágios sucessionais distintos, sendo feitos diferentes tipos de
adubação e tratos culturais. Neste contexto as ações de controle de erosão são
desprezadas. Quando as áreas e sua restauração são o objeto da pesquisa, o foco
na maioria das vêzes ainda não é direcionado para como interagem os fatores
biológicos e físicos no estabelecimento das plantas cultivadas. Assim o objetivo do
trabalho é estudar a relação dos processos erosivos com o estabelecimento das
plantas cultivadas em um projeto de restauração. A hipótese levantada foi que a
erosão afeta o estabelecimento de plantas cultivadas na restauração das áreas
abertas para exploração de petróleo e gás natural na Amazônia.
5.4 MATERIAL E MÉTODOS
A pesquisa da influência da erosão no estabelecimento de plantas foi
desenvolvida em plantios experimentais do grupo de estudos de ecologia da
sucessão do projeto PT2 da Rede CT-Petro Amazônia. Em dois destes plantios (J
94 e LUC 15) os processos erosivos foram mapeados e acompanhados com base
na microtopografia e marcas de erosão deixadas em campo. O desenvolvimento e a
mortalidade das plantas foram monitorados, simultaneamente, por um período de
117
nove meses. Foram estudadas a pluviosidade, o microrrelevo e os solos, no sentido
de possibilitar uma melhor avaliação da intensidade dos processos de erosão e da
disponibilidade de água e nutrientes para o estabelecimento das mudas. O preciso
conhecimento dos locais de ocorrência da erosão e das plantas mortas permitiu a
correlação destes dados. A análise dos resultados foi fundamentada e relacionada
com a bibliografia.
5.4.1 O EXPERIMENTO DE COMPETIÇÃO INTER E INTRA ESPECÍFICA
A floresta ombrófila densa de terra firme está no entorno das duas áreas
estudadas. Uma localizada nas coordenadas 65°20’11’’W e 04°53’08’’S (J 94) e a
outra nas coordenadas 65°12’56’’W e 04°53’37’’S (LUC 15), ambas com
aproximadamente 1,5 hectares e classificadas como bota-fora. Em cada um destes
sítios Molinaro e Vieira (2007), em um experimento de longo prazo, realizaram
plantios em blocos ao acaso de diferentes combinações de espécies, em nove
quadras de 8 X18 m cada uma, com espaçamento de 2 m entre as plantas, em cinco
linhas tendo 10 indivíduos em cada linha. Foram plantadas 50 mudas por quadra,
450 por área, 900 mudas no total. Em cada uma destas nove quadras os autores
citados estabeleceram três parcelas de 8 X 6 m. Em duas destas parcelas as
espécies pioneiras foram cultivadas nas bordas e as secundárias no centro. Na
terceira parcela a distribuição das espécies na parcela foi aleatória. Em cada uma
das covas de 20X20x20 cm foi feita adubação com composto orgânico (1:2) e 20g
de macronutrientes na razão de 10 NH4NO3 :10 P2O5 :10 K2O. As espécies pioneiras
utilizadas foram Mauritia flexuosa L.f., Enterolobium schomburgkii Benth, Inga
cayennensis Bark, Inga edulis Mart., Hymenolobium modestum Ducke, Oenocarpus
bataua Mart., Cassia moschata Kunth, Ochroma pyramidale (Cav.) Urb., Virola
surinamensis (Rol. ex Rottb.) Warb e Cassia lucens Vogel. As secundárias foram
Hymenaea coubaril L, Parkia oppositifolia Spruce, Pouteria bullata S Moore Baehni,
Tabebuia serratifolia (Vahl) Nichols, Couma utilis (Mart.) Muell. Arg., e Parkia
pendula (Willd.) Benth. ex Walp. Todas as mudas produzidas a partir de sementes
coletadas na região.
O acompanhamento do desenvolvimento das plantas foi realizado a cada dois
meses, no período de fevereiro a novembro de 2006. Onde foram realizadas
118
medições de altura, diâmetro, identificação das plantas mortas e identificação dos
processos erosivos por meio das microformas deixadas na superfície
5.4.2 O ESTUDO DOS PROCESSOS EROSIVOS
O estudo climatológico foi realizado com fundamento em dados secundários
obtidos nas pesquisas de Aguiar, 2001; Arruda, 2005; Teixeira, et al, 2006; Macedo
et al, 2007; em dados climatológicos das estações meteorológicas de Coari e Tefé
do Instituto Nacional de Meteorologia, e medidas de pluviosidade e temperatura da
estação meteorológica de Urucu. Estes dados e o observado em campo subsidiaram
as analises sobre a temperatura, pluviosidade, erosividade da chuva e
disponibilidade de água no solo durante o período de acompanhamento do
experimento.
Nas duas áreas, com teodolito de leitura eletrônica Alkon, modelo EDT – 05,
foi realizado o levantamento planialtimétrico com eqüidistância de 10 cm entre as
curvas de nível, incluindo o cadastramento de cada uma das quadras e mudas do
experimento de Molinaro e Vieira (2007) (Figura 1). Os arquivos foram salvos com
extensão (.DWG) e (.DXF) de modo a permitir sua manipulação no programa Arc-Gis
9.2. Neste programa os arquivos .DWG e .DXF foram convertidos para “shape”
(.shp) e imagens georreferenciadas com extensão “.tiff”. Utilizando a extensão “3D
analyst” do Arc Gis 9.2 foi feito o mapa hipsométrico e a carta de declividade. Com a
extensão “spatial analyst” do mesmo programa foi feito o modelo do escoamento da
água sobre o solo. Nas visitas a campo as feições superficiais sinalizadoras da
atuação de processos erosivos como salpicos de chuva, micropedestal,
rebaixamento de superfície, filetes, sulcos, marcas onduladas, partículas de maior
granulometria dispersas na superfície, acumulação de água, deposição, foram
identificadas e geoposicionadas.
119
Figura 1 – Planialtimetria da área J 94 com a distribuição das quadras,Urucu,2006. Urucu, AM, Brasil.
Os diferentes mapas e dados obtidos com estes procedimentos foram
utilizados para o estudo da erosão e associados ao conhecimento da localização
precisa das mudas cultivadas e o monitoramento do estabelecimento das mesmas.
Foi implantada uma malha de 10X10 m nas áreas de estudo. Malha esta que
foi utilizada na sondagem a trado até a profundidade de 2m. Durante as sondagens
o material proveniente dos furos foi descrito quanto a sua cor, granulometria, textura,
umidade aparente e partículas maiores. Toda vez que se constatava variação ou
mudança no substrato eram coletadas amostras. As amostras foram etiquetadas de
modo a informar sua origem, profundidade de coleta e descrição sumária, seguindo
procedimentos específicos para análise da EMBRAPA (1977). As análises foram
direcionadas aos aspectos físicos: granulometria e compactação, e as
características químicas: matéria orgânica, Al, Fe, Ca, N, P, K. Os dados de
sondagem associados ao perfil topográfico permitiram a construção de secções
transversais que facilitaram a visualização tridimensional do substrato e do local
onde as raízes das plantas se desenvolvem. Durante o período de monitoramento a
umidade do solo foi avaliada a partir da manipulação tátil de amostras obtidas entre
0 – 20 cm de profundidade.
120
5.4.3 TRATAMENTO DOS DADOS
Conhecendo o geoposicionamento de cada muda, foi possível visualizar em
mapa a distribuição das plantas mortas e os locais de atuação dos processos
erosivos. Uma tabela foi construída constando a planta morta, sua localização e os
processos erosivos porventura identificados neste local através dos registros das
microformas de relevo (salpicos de chuva, micropedestal, rebaixamento de
superfície, filetes, sulcos, marcas onduladas, partículas mais grosseiras dispersas na
superfície, acumulação de água, deposição, ausência de indicadores de processos
erosivos) permitindo a associação da informação de mortalidade com a erosão. Na
ausência de sinais indicadores de herbivoria, ou de outro distúrbio qualquer como
queda de galhos, a presença de dois ou mais processos de erosão associado a uma
muda morta permitiu a caracterização como morta pela erosão (Grime, 1977; Tricart,
1977; Thornes, 1985; Bruno et al., 2003; Garcia-Fayos, 2004). Assim foi construída
uma tabela relacionando o total de plantas mortas com o total de plantas cuja morte
foi associada à erosão.
As análises foram feitas no programa MINITAB 12. Para comparar a
declividade entre as quadras das duas áreas foi feita uma análise de variância de
um único fator, ao nível de significância de 5%. A correlação de Pearson foi utilizada
para medir a relação de dependência “r” entre as plantas mortas e as plantas mortas
pela erosão.
5.5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
As características climáticas de Urucu tem similaridade com a das cidades do
entorno, em especial com a cidade de Tefé (Aguiar, 2001). O período de
acompanhamento, fevereiro a novembro de 2006, apresentou um total de 184 dias
chuvosos, correspondendo a 79% do volume total de chuvas do ano. A pluviosidade
tem média mensal de 207 mm, máxima de 330 mm e mínima de 80 mm. A
temperatura é estável com média mensal máxima de 26,4oC e mínima de 25,6oC. A
pluviosidade é irregular, ocorre de forma torrencial, localizada e normalmente
121
associada a raios e trovões. A chuva fina, bem distribuída na região, acontece
excepcionalmente.
No período de acompanhamento do experimento as observações de campo
mostraram que o solo, na superfície e na camada subsuperfícial estava úmido ou
saturado. Fato associado à regularidade na distribuição das chuvas e volume
precipitado no período. Estes dados indicam que a deficiência de chuvas não foi um
fator determinante na mortalidade das plantas na fase inicial do estabelecimento,
compreensão compartilhada por Molinaro e Vieira (2007). Entretanto, a deficiência
hídrica foi indicada como responsável por taxas elevadas de mortalidade em
trabalhos como os de Leal Filho et al., (2006); Molinaro (2005). Esta diferença de
entendimento sobre a importância do dessecamento na mortalidade pode ser
creditada aos diferentes períodos de observação, na medida em que os solos das
áreas degradadas apresentam reduzida capacidade de retenção hídrica.
A precipitação em grandes volumes e em curtos intervalos de tempo sobre o
solo desprotegido faz com que em Urucu a erosividade das chuvas apresente
valores médios da ordem de 10.326 MJ.ha-1.mm.ano-1 (Arruda, 2005). Medidas
sobre a erosividade da chuva em Urucu entre março e dezembro de 2004
forneceram como maior valor 9,62 MJ.ha-1.mm.h-1, enquanto a precipitação de
menor erosividade foi verificada em agosto, 6,09 MJ.ha-1.mm.h-1 (Teixeira et al.,
2006). Em Coari a erosividade da chuva varia de 1.350,50 MJ.ha-1.mm.ano-1, em
março, a 158,87 MJ.ha-1.mm.ano-1 , em agosto (Macedo et al., 2007).
O impacto das gotas de chuva no solo causa a desagregação do substrato
em partículas menores, obstrução dos poros por estas partículas menores e a
compactação superficial. Resultando na redução da infiltração de água e o
conseqüente aumento do escoamento superficial. A quantidade de substrato
desagregado varia de acordo com a intensidade da precipitação, velocidade com
que a gota de chuva atinge o solo e tamanho da gota de chuva (Cardoso et al.,
2004). Este impacto da chuva na superfície desprotegida contribui mais para perda
de solo do que a declividade (Amorim, 2000). A escala temporal de atuação do
processo está relacionada aos momentos iniciais das chuvas intensas. As gotas de
chuva incidindo direto sobre as folhas, galhos e caule das plantas é um fator de
estresse, face a fragilidade da muda durante o processo de estabelecimento.
122
As análises de solo indicaram variação horizontal e vertical, principalmente na
textura, onde predominam as partículas de silte a areia fina. Estas partículas limitam
a coesão entre os agregados. O solo é compactado com baixa fertilidade e
porosidade, (Molinaro e Vieira., 2007; Teixeira et.al., 2004). A reduzida porosidade
incrementa o escoamento superficial. Fatores que somados às condições
meteorológicas potencializam a erosão, mesmo considerando a compactação do
solo.
Nas duas áreas as sondagens indicaram mistura de diferentes substratos. Na
maioria dos perfis inexistiu conexão do material subjacente com o sobrejacente. No
acompanhamento das sondagens não foi detectada a atuação de processos
pedogenéticos ao longo do perfil do solo. Invariavelmente tem-se material
compactado em toda a sequência, a exceção é quando se encontra material
orgânico soterrado.Foi constatada a presença de fragmentos de cal e asfalto
disseminados ao longo do perfil. Na área mais a leste foi detectado, em
subsuperfície, um horizonte orgânico com gramíneas em decomposição (Figura 2).
Na floresta primária a densidade do solo é de 0,81g.cm-3. Nas áreas abertas, Arruda
(2005), mediu a densidade e a porosidade do solo em 30 diferentes áreas
degradadas. Em média os valores de densidade foram 56% maiores e os da
porosidade, em média, 65,4% menores.
Figura 2 – Corte I – J, paralelo às linhas de plantio na quadra 8 da LUC
15. Os F3, F4, F5, F6 e F7 são os poços de sondagem. Urucu, AM, Brasil.
123
A origem do solo é sinalizada pelo perfil apresentando fragmentos de asfalto e
cal, horizontes sem conexão, presença de material compactado. O soterramento de
um estágio inicial da sucessão vegetal permite afirmar que as áreas foram utilizadas
como depósitos de resíduos sólidos das atividades de terraplanagem e manutenção
dos acessos - “bota-fora”. Portanto a gênese dos solos é antropogênica, sendo
classificados como solos urbanos (Spaargaren, 2000; Popkov e Dement’eva, 2002)
ou Antropossolos, segundo o novo Sistema Brasileiro de Classificação de Solos
(Curcio, 2008). Esta heterogeneidade apresenta um desafio adicional para os
restauradores. Em terrenos com estas características, a coleta de amostras
compostas na superfície do solo é ineficaz, na medida em que existe grande
variação lateral e vertical das características físicas e químicas do solo. Nem sempre
o sistema radicular da planta se desenvolve no terreno com as características
amostradas na coleta superficial. O ideal são amostras em diferentes profundidades,
obtidas no local onde a planta irá ser cultivada.
Solos adensados, pobres em nutrientes e mal drenados como estes limitam o
desenvolvimento do sistema radicular, reduzindo a absorção de água e nutrientes. O
que em parte explica o observado confinamento das raízes das mudas à cova do
plantio, local que contém composto orgânico, adubo, solo descompactado e
capacidade maior de acumular água que as áreas ajacentes. Esses elementos que
contribuem para que os indivíduos cultivados tenham menor desenvolvimento e
tempo de vida do que o potencial biológico da espécie (Jim, 1998; Schueller, 2000).
Ao mesmo tempo, as limitações na obtenção de água e nutrientes facilitam o
estabelecimento de espécies ruderais e invasoras (Pavao-Zuckerman, 2008). Tais
características refletem no tempo, custos e resultados finais da restauração
pretendida.
A micro-topografia das áreas está representada por topos aplainados e
rampas com declives suaves. Nas rampas é comum a presença de areia média
amarelada a esbranquiçada na superfície, indicando a lixiviação das partículas mais
finas e a permanência das partículas maiores, que o escoamento não tem poder
para transportar.
A diferença de nível é mais acentuada nas bordas, possivelmente associada a
movimentação das máquinas de terraplanagem empurrando o material para estes
124
pontos. As quadras e as linhas de plantio foram implantadas nas bordas das áreas,
independente da declividade do terreno. O plantio em linhas desconsiderou as
variações topográficas ou a declividade, procedimento usual em Urucu. A
declividade entre os 18 blocos nas duas áreas variou de 2% a 7%(Tabela 1). A
análise de variância das declividades entre as áreas mostrou que não há diferença
significativa entre estas declividades (p= 0,086), dado que reforça o entendimento de
que, na maioria dos casos, há um padrão aplainado destas áreas.
Tabela 1 – Declividade das quadras onde foi realizado o plantio, Urucu 2006. Urucu, AM,Brasil.
Área/Quadra 1 2 3 4 5 6 7 8 9
J 94 6% 4% 2% 7% 3% 2% 3% 3% 4%
LUC 15 2% 3,5% 3,5% 2,5% 3% 2% 2% 2,5% 3%
Com a continuidade das chuvas e a saturação de água no solo, há formação
de poças. A partir de então, as reduzidas declividades expostas à intensa
pluviosidade fazem com que a água escoe em fluxo laminar. É uma forma lenta de
erosão, nem sempre perceptível, capaz de causar prejuízos a médio e longo prazo
pela lixiviação de nutrientes, rebaixamento gradual da superfície e, por
conseqüência, a retirada do substrato onde as plantas se fixam. A baixa velocidade
do processo, 0,0015 a 0,3 m/s-1 (Selby, 1994), tem poder para transportar pequenos
volumes a distâncias curtas, partículas do tamanho do silte e areia fina. Sua escala
temporal de atuação está relacionada à duração e intensidade do período chuvoso,
com início logo após o começo da chuva e término pouco depois que termina a
precipitação.
O rebaixamento da superfície também é causado pela erosão pluvial atuando
sobre o solo desprotegido, associado ao escoamento em fluxo laminar ao longo do
suave declive das parcelas. Este rebaixamento chegou a 20 cm, medido em
micropedestal na área J 94. Entre fevereiro a novembro de 2006 o rebaixamento
chegou a 7cm, medido no caule de uma das mudas (Figura 3).
125
Figura 3 – Rebaixamento da superfície expondo o sistema radicular da planta. Urucu, AM.Brasil.
Medidas do rebaixamento da superfície pela perda de solo em áreas
degradadas de Urucu indicaram valores médios da ordem de 7,5 cm.ano-1 (Arruda,
2005). Valores exponencialmente maiores do que os encontrados por Barbosa e
Fearnside (2000), para floresta tropical úmida no estado de Roraima/Brasil.
A perda de solo causa estresse fisiológico nas plantas na medida em que
influi diretamente no estabelecimento devido ao descalçamento e exposição do
sistema radicular, prejudicando sua fixação e a absorção de água e nutrientes.
Causa também um distúrbio, ao comprometer o estabelecimento da planta pela
modificação da estrutura do solo eliminando as porções superficiais de seu habitat.
Estudos em áreas de pastagens demonstraram que a produtividade aumenta
gradualmente das áreas de exportação de sedimentos para as áreas de deposição.
Comparativamente a produtividade é maior em zonas com menor erosão (Casado et
al., 1985; Puerto et al., 1990). Estima-se que a perda de 10 mm de solo implica em
5 a 10% de perda de produtividade pelas plantas (Lal,1976). Como conseqüência do
incremento da erosão há uma simplificação da cobertura e complexidade da
vegetação, produzindo uma redução na riqueza específica, na medida em que
sobrevivem apenas as plantas tolerantes ao estresse provocado pelo distúrbio
(Guardia e Ninot, 1992; Guerrero-Campo e Montserrat-Marti, 2000).
126
Deve-se destacar que as plantas cultivadas no experimento são um
subconjunto daquelas que vivem nas áreas do entorno, em áreas menos afetadas
pela erosão. O que exige destas plantas adaptabilidade para tolerar o estresse.
A regeneração natural observada permeando o plantio foi predominantemente
rasteira, com plantas ruderais e invasoras, como o Panicum pilosum Sw, Phyllanthus
niruri L e Pueraria phaseoloides (Roxt) Benth, o que sinaliza a existência de
limitações do substrato para regeneração natural, uma vez que a floresta ao redor
disponibiliza sementes. Assim como confirma a intensidade do distúrbio e do
estresse e o observado na restauração em Antropossolos(Grime 1977; Pavao-
Zuckerman, 2008, Curcio, 2008).
No acompanhamento realizado por Molinaro e Vieira, 2007, a espécie
cultivada que apresentou maior crescimento relativo em ambas as áreas foi a
Ochroma pyramidale (Cav.) Urb., chegando a seis metros de altura, com
crescimento acima de 200% no período de acompanhamento. Molinaro e Vieira
(2007) creditaram este crescimento a superfície foliar maior que das espécies
cultivadas em seu entorno, o que em tese a habilita como melhor instrumentada
para competir pela luz. Entretanto, a mortalidade dos indivíduos plantados desta
espécie foi de 54% na LUC 15 e 21% na J 94. O Inga edulis Mart e o Enterolobium
schomburgkii Benth, foram bastante atacados por herbivoria, comprometendo as
taxas de crescimento percentual. O Inga edulis Mart teve taxa de crescimento de
12% na J 94 e de 37% na LUC 15. Para o Enterolobium schomburgkii Benth a taxa
de crescimento foi de 14% na J 94 e 2% e LUC 15. Mas a taxa de mortalidade foi
reduzida, sendo 25% na J 94 e 6% na LUC 15 e 32% na J 94 e 18% na LUC 15,
respectivamente. A Virola surinamensis (Rol. ex Rottb.), Mauritia flexuosa L.f. ,não
tiveram indivíduos mortos e o Oenocarpus bataua Mart, não teve indivíduos mortos
na J 94 e apenas 8% de mortalidade na LUC 15. A Tabebuia serratifolia (Vahl) teve
mortalidade de 3% na J 94 e de 10% na LUC 15, com taxa de crescimento de 73%
na J 94 e 44% na LUC 15, no período de acompanhamento. As espécies que não
tiveram indivíduos mortos em pelo menos uma das áreas são aquelas reconhecidas
como melhor adaptadas a solos saturados em água - Virola surinamensis (Rol. ex
Rottb.), Mauritia flexuosa L.f. e Oenocarpus bataua. Mas as taxas de crescimento das
espécies foram reduzidas, variando entre 7% e 42%.
127
Grime (2001) afirma que a planta será competitivamente superior se for capaz
de captar recursos com maior rapidez do que suas vizinhas. Creio que as maiores
taxas de crescimento estão relacionadas às características particulares da espécie.
A luminosidade é intensa em toda a superfície das áreas. Então o fator limitante não
foi a luz, para justificar a superioridade competitiva do Ochroma pyramidale (Cav.)
Urb. Esta espécie floresceu e gerou sementes sete meses após o término do
acompanhamento, morrendo logo em seguida, indicando limitações quanto a
tolerância ao estresse no decorrer do tempo. O Inga edulis Mart e o Enterolobium
schomburgkii Benth não apresentaram maiores taxas de crescimento, devido ao
ataque por herbívoros. Em Urucu estas espécies foram utilizadas em mais de 70%
do conjunto das áreas revegetadas e o Inga edulis Mart tem sobrevivido ao longo do
tempo de plantio. O que evidencia a capacidade da espécie em continuar a extrair
recursos mesmo com a reduzida disponibilidade dos mesmos. Esta habilidade faz do
Inga edulis Mart uma espécie adequada para utilização, pois se apresenta como boa
competidora (Tilman, 1982). Considerando as taxas de crescimento e a mortalidade,
a Tabebuia serratifolia (Vahl) foi a espécie que apresentou melhor desempenho.
Embora este resultado possa estar mascarado, devido a inexistência de deficiência
hídrica no período de monitoramento, pois esta espécie é sensível ao dessecamento
do solo nas fases iniciais de crescimento.
Os dados mostram que o crescimento das mudas foi desigual entre as duas
áreas, entre as quadras de uma mesma área e entre as espécies cultivadas.
Diferenças que podem estar relacionadas às características da área e genotípicas.
Considerando que são plantas aclimatadas, produzidas a partir de sementes obtidas
na região, acreditamos que as diferenças no crescimento e na mortalidade de
indivíduos da mesma espécie são explicadas pelo ataque por herbivoros, pelo nicho
e interações ambientais presentes na área de cultivo, ai inserida a atuação da
erosão.
Na área J 94 morreram 27,5% do total de mudas plantadas. Destas, 37,9% do
total de plantas mortas estavam em áreas marcadas pela erosão, e 52,4% em áreas
alagáveis, ou seja, associada ao processo erosão→transporte→deposição. Desse
resultado, 9,7% das plantas mortas não apresentavam sinais de erosão ou
deposição que permitissem uma associação.
128
Na LUC 15 morreram 13,3% do total de mudas plantadas, das quais 71,6%
das mudas mortas estavam em áreas marcadas pela erosão e 3,3% em áreas
alagadiças. Em 25,1% das plantas que morreram inexistiam sinais que pudessem
indicar como causa da morte processos ligados à erosão
Na LUC 15 as quadras que apresentaram maior mortalidade foram aquelas
em que as linhas de plantio estavam paralelas ou subparalelas as linhas de maior
declividade. O mesmo aconteceu com a quadra 1 da J 94. Portanto, onde o
escoamento superficial em fluxo laminar era mais intenso. Nas quadras 8 e 9 da J 94
a alta mortalidade está associada ao alagamento das mesmas. A Tabela 2 mostra a
quantidade de plantas mortas por quadra em cada uma das áreas.
Tabela 2 – Percentual de mudas mortas por quadra em cada uma das áreas. Urucu, AM, Brasil.
ÁREA/QUADRA Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9
J 94 28% 16% 2% 12% 16% 16% 28% 64% 66%
LUC15 8% 16% 14% 12% 14% 20% 10% 12% 14%
A correlação entre as plantas mortas (mortatotal) e as plantas mortas em
locais marcados pela erosão (mortaerosao) apresentou r=0,742 . O que evidencia
uma forte correlação entre a mortalidade de mudas cultivadas e os processos
erosivos (Figura 4).
Figura 4 – Correlação entre o total de plantas
mortas e as plantas mortas associadas visualmente a processos de erosão r=0,742. Urucu, AM, Brasil.
129
Leal Filho et al., (2006) realizou experimento protegendo o solo ao realizar o
plantio e comparou os resultados com parcelas onde esta prática não foi adotada.
Oportunidade em que comprovou que nas parcelas com solo protegido as árvores
tiveram maior crescimento e menor mortalidade. Naquela ocasião os autores não
consideraram a atuação da erosão como limitadora do desenvolvimento e
estabelecimento das plantas. O que não quer dizer que a erosão deixou de afetar os
resultados.
Analisando a mortalidade das plantas cultivadas a partir da teoria da
competição, verifica-se que entre elas não houve competição por luz, devido a
inexistência de barreiras à incidência de radiação solar na área como um todo.
A deficiência de água inexistiu, conforme amplamente citado neste artigo. A
carência de nutrientes não foi um fator determinante na mortalidade durante o
período de nove meses de acompanhamento. Isto porque as mudas foram
cultivadas em um mesmo tipo de substrato, em covas com 8.000cm3 de terra, sendo
2.666cm3 de composto orgânico, adubadas com 20g macronutrientes. A lixiviação
decorrente da pluviosidade é minimizada devido ao terreno ao redor da cova ser mal
drenado e compactado, confinando os nutrientes e raízes no interior da mesma. O
confinamento das raízes na cova foi observado pela exposição devido ao
rebaixamento do piso da área pela erosão. Constatação que também pode ser feita
em outros plantios de Urucu. Não foram observados sinais de deficiência nutricional
nas plantas no período de acompanhamento. A mortalidade foi diferenciada para
plantas de mesma espécie e para plantas de diferentes espécies em quadras
distintas, o que sinaliza que os nutrientes não se constituíram em um fator limitante.
A competição por espaço também não foi uma barreira à sobrevivência das mudas
plantadas, pois além do espaçamento de 2m entre elas, o sistema radicular ficou
confinado na cova. Assim como as copas e ramos laterais permaneceram distantes
uns dos outros.
A competição com as invasoras, representada por plantas ruderais,
gramíneas e herbáceas foi identificada por Molinaro e Vieira (2007) como principal
agente causador da mortalidade das plantas cultivadas. As árvores adultas, por
terem padrão de alocação de biomassa principalmente nas partes aéreas, são mais
eficientes na competição pela luz do que as gramíneas e herbáceas. O
130
acompanhamento do plantio evidenciou que as mudas plantadas embora medissem
mais de 30 cm de altura não chegaram a sombrear as áreas colonizadas pelas
gramíneas e herbáceas, pois seus ramos e folhas ainda eram diminutos. Por sua
vez, as gramíneas e herbáceas não chegaram a se desenvolver sobre as mudas
arbóreas, não comprometendo a absorção de luz pelas mesmas.
As gramíneas e herbáceas com suas raízes fibrosas e abundantes são mais
eficazes em competir por recursos do solo (Tilman e Wedin, 1991; Cahill e Casper,
2000). O observado nos plantios foi que as plantas invasoras colonizaram a
superfície, mesmo em áreas distantes dos plantios, evidenciando assim que inexistiu
competição por consumo de recurso essencial para as espécies rasteiras. A
ausência de sintomas de deficiência de nutrientes e água nas espécies arbóreas
indica que: se a competição existiu esta não chegou a comprometer recursos
essenciais. As características físicas do solo, compactados e com reduzida
permeabilidade, é outro fator a limitar a competição pelos recursos porventura
disponíveis nas covas. Poderia ainda haver competição por espaço entre as raízes
das plantas arbóreas e rasteiras, o que é descartado; na medida em que o acúmulo
destas na superfície da cova foi diminuto, assim como a presença de raízes. As
gramíneas, ruderais e herbáceas somam-se às limitações do solo e a erosão no
sentido de inibir o desenvolvimento de plântulas provenientes da chuva de
sementes, sem, no entanto, serem capazes de impedir a sobrevivência das mudas
cultivadas nos nove meses de observação.
Considerando que a resiliência do ecossistema foi rompida e observando o
processo de colonização que ocorre nas áreas degradadas, sob a ótica do modelo
de facilitação a restauração deve ser enfocada a partir do manejo da sucessão
primária. Desta forma, criando condições e facilitando o estabelecimento das
espécies arbóreas, a partir do manejo das gramíneas e plantas ruderais.
Algumas das plantas ruderais e invasoras que se estabelecem nestas áreas
são indicadoras do estado nutricional e físico dos solos, a exemplo da Cyperus
rotundus – solos ácidos, adensados, mal drenados e possível deficiência de
magnésio – e Malva sp – solo muito compactado. Estas plantas, denominadas
companheiras, estão preparando o solo para receber espécies mais exigentes, pois
este precisa ser descompactado e provido de matéria orgânica. Aumentando assim
131
sua porosidade, permeabilidade, disponibilidade de nutrientes e acumulação de
água, facilitando assim o estabelecimento posterior de espécies mais exigentes.
5.6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
O experimento realizado confirma a hipótese da existência de interrelação
entre a erosão e o estabelecimento de mudas nas áreas estudadas, indicando que
embora com superfície aplainada, é necessário controlar a erosão nos plantios. Isto
porque a erosão pluvial é intensa, assim como a erosão laminar. Minimizar a erosão
é importante para o estabelecimento das plantas e redução das perdas. O que
reflete no sucesso e custos da restauração.
A erosão não é o único fator limitante ao sucesso na restauração das áreas
degradadas em Urucu, mas é um fator que deve ser considerado, estudado e
minimizado. Outros experimentos devem ser realizados no sentido de se melhor
conhecer os efeitos da erosão nas comunidades vegetais. Em especial quanto ao
efeito do impacto direto das gotas de chuva nas mudas, medições e impactos do
escoamento superficial no solo, no banco de sementes, no estabelecimento de
plântulas e na vegetação estabelecida nas clareiras e dentro da floresta.
A restauração deve considerar a sucessão primária como ponto de partida
dos trabalhos. A resiliência do ecossistema foi rompida e o banco de sementes e os
horizontes superficiais do solo foram eliminados. A área a ser restaurada apresenta
um ambiente estéril: o solo está desprotegido, desestruturado, compactado, pouco
poroso e desprovido de nutrientes. Minimizando assim as possibilidades de sucesso
dos trabalhos de restauração pautados no fomento da sucessão secundária.
132
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
A erosão influencia a regeneração das áreas degradadas que tem a técnica
de restauração fundamentada na sucessão vegetal. Esta influência é recíproca,
tanto a erosão influência os processos sucessionais como é influenciada por eles.
Este é um dos motivos do tímido sucesso obtido até então com o plantio de
mudas visando a restauração das áreas degradas, na província petrolífera de Urucu.
Em 2007 mais de 70% das superfícies restauradas permaneciam com solo exposto;
a regeneração avança lentamente e está representada, principalmente, por
gramíneas exóticas – invasoras – e plantas ruderais. A erosão tem sido controlada
apenas de forma localizada e o dossel não está sendo cicatrizado.
As áreas abertas pela indústria petrolífera não devem ser denominadas de
clareiras. Esta denominação remete a um ecossistema diferenciado daquele que
existe no local, pois são áreas aonde a resiliência foi superada e a sucessão se
estabelece a partir da sucessão primária.
Propõe-se uma classificação das áreas degradas pela indústria petrolífera,
fundamentada nos usos destas áreas por esta indústria. Tendo em vista que os
diferentes usos causam impactos diferenciados, afetando a resiliência do
ecossistema de forma diversa. As técnicas de restauração devem ser adequadas a
estas distintas realidades, que geralmente convivem dentro de uma mesma área em
processo de restauração. As classes de uso são: a) infraestrutura; b)
prospecção/pesquisa; c) poço; d) empréstimo; e) bota fora.
A compactação do solo é um importante fator limitante da restauração, tendo
em vista que: a) minimiza a infiltração; b) potencializa o escoamento superficial; c)
133
limita o estabelecimento das mudas cultivadas devido ao confinamento das raízes à
cova; d) limita o estabelecimento das plântulas devido a reduzida disponibilidade
hídrica e nutricional; e) favorece a erosão pelas relações entre os fatores supra
mencionados.
A erosão por sua vez limita a restauração, tendo em vista que: a) contribui
para a compactação do solo devido a erosão pluvial; b) limita a infiltração, devido a
formação de fina crosta originada pelo impacto das gotas de chuva; c) limita a
disponibilidade hídrica no solo pela redução da infiltração e aceleração do
escoamento superficial; d) lixivia os escassos nutrientes do solo e, principalmente,
arrasta a matéria orgânica que porventura fosse se decompor e ser incorporada ao
solo; e) limita o estabelecimento de mudas e plântulas devido: i) ao descalçamento
das raízes; ii) ao arraste das sementes para fora dos limites da área degradada; iii)
ao estresse causado pelo impacto direto das gotas de chuva nas plântulas; iv) ao
arraste da porção fértil do solo; v) a redução da disponibilidade de água no solo.
A erosão funciona como agente dispersor secundário. Os propágulos
oriundos da chuva de sementes são redistribuídos pela erosão, dos sítios de erosão
para os sítios de deposição, no interior da área degradada. Efeito que pode ser
utilizado para criação de bolsões de sementes e plântulas numa proposta de
restauração que utilize, dentre outras técnicas, a de nucleação.
A vegetação minimiza a erosão quando: a) a vegetação recobre mais de 70%
do solo reduzindo a erosão pluvial e o escoamento superficial; b) ocorre a cobertura
do solo pela copa das árvores, o que minimiza a erosão pluvial e aumenta a
infiltração. Funcionam como obstáculos ao escoamento, diminuindo o poder erosivo
da água em movimento devido aos seguintes fatores: i) sistema radicular das
gramíneas; ii) o sistema radicular superficial das espécies arbóreas; iii) serrapilheira
e restos vegetais.
Considerando o acima exposto recomenda-se:
a) Manejar o processo erosivo de forma a minimizar a erosão pluvial nas áreas
em restauração e utilizar a erosão como agente dispersor de sementes e
nutrientes; a deposição como base para criação de “núcleos” de vegetação;
134
b) Utilizar plantas companheiras e facilitadoras, no sentido de aumentar a
disponibilidade de matéria orgânica, descompactar o solo e, por
conseqüência, aumentar a porosidade e permeabilidade;
c) Identificar as áreas degradadas a partir de seu principal uso pela indústria
petrolífera. Dentro das áreas mapear os locais mais e menos afetados pela
intervenção (distúrbio), de modo a aperfeiçoar a interpretação dos resultados
de experimentos e obter melhores resultados na restauração;
d) Adotar técnicas de restauração compatíveis com o distúrbio de cada área e
dentro de uma mesma área;
e) Abordar a restauração florestal nas áreas degradadas na província petrolífera
de Urucu tendo como princípio o manejo da sucessão primária;
f) Adequar a utilização de espécies exóticas e invasoras às boas práticas
ambientais e ao previsto na legislação;
g) Aprofundar as pesquisas visando melhor conhecer a influência recíproca dos
fatores bióticos com os abióticos, como forma de trabalhar com a restauração
florestal da forma mais integrada possível.
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