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CMQ
Centro de Métodos Quantitativos


USP ESALQ
Depto. de Ciências Florestais
ESALQ
UNIVERSIDADE de SÃO PAULO
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13418-900 - Piracicaba - SP
BRASIL
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 CMQ: Centro de Métodos Quantitativos Centro de Métodos Quantitativos
Departamento de Ciências Florestais
Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO


LCF-130 Resolução de Problemas Florestais - 2009


Equipe 7: Estrutura e Degradação


Quem Somos?

Equipe 7: Estrutura e Degradação

  • Questão: A estrutura florestal dos fragmentos permite avaliar o seu estado?
Nome Email
Ana Beatriz Tukada de Melo bia_tm22@hotmail.com
Bruno Massuci Mantega bruno.mantega@usp.br
Luã Gabriel Trento lua.trento@gmail.com
Patricia Rettondini Torquato tata_prt7@hotmail.com
Tatima Kerbauy Malheiro Cardoso tatimakmc@hotmail.com
  • Orientador: Prof. João Luís F. Batista - parsival@usp.br

Trabalho 1: Desenvolvimento do Sub-Tema

Mosaico florestal

Dentre os vários métodos de se caracterizar uma floresta há um deles denominado “dinâmicas de mosaicos” criado em 1947 por Watt. Nele, a floresta é dividida em fases de diferentes idades, tamanhos e composição de espécies que quando é amplamente analisada, traz o aspecto de um mosaico. Essas diferenças de idades são avaliadas através da arquitetura (silvigênese) das árvores ao longo do desenvolvimento da floresta em cada pedaço do mosaico, podendo assim ser diferenciadas (Oldeman, 1978). Após um tempo, Torquebiau em 1986 traçou linhas imaginárias diferenciando as eco-unidades e classificando em quatro categorias básicas: eco-unidades em reorganização (clareiras), em desenvolvimento (árvores jovens ou ‘do futuro’), em equilíbrio (árvores maduras ou ‘do presente’) e em degradação (árvores velhas ou mortas em pé ou ‘do passado’). O estudo das diferentes fases do mosaico serve para entender a diversidade e estrutura das florestas, portanto a sua conservação. Existem vários métodos de classificação das fases do desenvolvimento do mosaico de sucessional de um trecho de floresta, em que se leva em consideração: a porcentagem de cobertura (PC), Altura do Dossel (AD) e Cobertura por Lianas (CL). Um outro método para caracterizar as fases do desenvolvimento do mosaico sucessional é através do Índice de Desenvolvimento Sucessional- IDS (Tabanez, 1997,citado por Vanini), onde a altura e área basal das maiores árvores, o índice de diversidade, soma do valor de cobertura das espécies não-pioneiras são o que se utiliza para avaliá-los. Esses valores são igualados ao seu valor máximo (valor relativo de 100) dentro do fragmento para que todos tenham o mesmo valor relativo e assim serem somados e comparados. Assim, quanto maior o valor do IDS mais madura será a floresta e quanto menor o seu valor, menos evoluída ela será. Analisar os mecanismos de funcionamento do ecossistema florestal e seus mosaicos é o melhor meio para caracterizar uma floresta do que quando é caracterizado apenas pela sua flora e fauna.

Estudos arquiteturais

Com o passar o tempo, há brotações anuais cada vez mais vigorosas no meristema apical. Independente do seu modo especifico de crescimento a árvore atinge um estágio de diferenciação por hierarquia, sendo assim possível identificar algumas categorias em cada eixo. Cada espécie pode sistematizar sua maneira de gerenciar sua aparência, definindo assim um “diagrama arquitetural”.

A identificação dos modelos arquitetônicos relevantes é realizada pela observação de características morfológicas de árvores jovens antes do crescimento de ramificações. Essa identificação é feita “através da utilização das relações alométricas das espécies onde relacionam os dados de diâmetro da copa, diâmetro do tronco e altura” (Montgomery & Chazdon ,2001,citados por Vanini). Além disso, avalia-se também a quantidade de luz, levando em consideração a troca de energia para descrever a arquitetura arbórea e a estrutura da floresta. Diferentemente da análise de estratos, que inclui todos os indivíduos da floresta, a análise por camadas de acordo com os grupos arquiteturais fornece um diagnóstico mais detalhado da formação estrutural da floresta.

Definição do Conceito de Silvigênese a partir das Análises Arquiteturais de Oldeman

A silvigênese é o processo de formação da arquitetura florestal, ou seja, o processo de fabricação da floresta. Ela analisa a parte arbórea através de suas arquiteturas individuais, o que varia de acordo com o habitat e as condições que o local proporciona. Esse método, diferente dos métodos tradicionais para análise do mosaico florestal, tem como fundamento principal o estudo da arquitetura arbórea, baseando-se em modelos de crescimento e não da taxonomia ou de tipos de espécies. Cada mancha dentro da floresta, em diferente estado sucessional, recebe o nome de eco-unidade. Estes podem apresentar diferentes tamanhos e composições de espécies, compondo assim o mosaico florestal. Duas características fundamentais definem uma eco-unidade: o tamanho (superfície ocupada) e idade (desde o momento de sua formação). A silvigênese pode começar a partir de um local desocupado ou a partir de uma clareira. Vários fatores influenciam a formação de uma clareira e entre eles estão a água e o vento, que são os principais causadores da demolição da estrutura da floresta. Para complementar, a fragilidade do solo e dos sistemas radiculares contribuem para a queda da árvore e da formação da clareira, processo denominado 'chablis'. Oldeman (1978) sugeriu um método de classificação de árvores seguindo suas características morfológicas: árvores do presente - aquelas com aparência saudável com ramificação lateral; árvores do passado - aquelas mortas em pé ou com sinais de degradação; e árvores do futuro - aquelas pouco ramificadas, de aparência jovem. Essas árvores, juntamente com as clareiras, constituiriam as eco-unidades. Segundo Oldeman (1987), as eco-unidades estão em constante renovação, pois eco-unidades em degradação vão sendo substituídas por novas. Assim, o termo 'crono-unidade' foi criado para designar a superfície que engloba todas as fases de crescimento arquitetural de eco-unidades. Oldeman (1979) também diz que o termo 'ecótopo' define o espaço que uma árvore ocupa durante sua vida. Mas dependendo das condições que o local oferece (disponibilidade de água, fertilidade do solo, quantidade de luz, etc.), cada árvore apresentará um crescimento diferente, variando entre a altura total e altura do fuste (a relação entre esses fatores definem o 'ponto de inversão morfológica'). A floresta tropical é um mosaico de facetas. Cada módulo representa um ponto cronológico na silvigênese mostrando sua própria interação com a energia ambiental, mais ou menos regulada pela arquitetura da vegetação que é basicamente a arquitetura florestal.

‘Chablis’

O dossel de uma floresta muda conforme as árvores crescem, morrem e são substituídas. Uma nova abertura natural ocorre geralmente com a queda de uma árvore e nos processos de regeneração natural que sucedem, abrindo assim uma clareira que marca a primeira fase de uma nova eco-unidade, onde são encontradas poucas ou nenhuma árvore. A partir daí, uma nova vegetação começa a se formar, e ela conterá as árvores do futuro.

Homeostase na Floresta

Dentre as fases da floresta, a homeostase é a mais estática. Com baixa dinâmica energética devido a sua pouca troca de energia, é considerado um estágio maduro vegetacional por conter árvores biologicamente mais antigas, com nível constante de energia bioquímica dentro da biomassa morta.

Estágios Sucessionais de uma Floresta - Degradação

Passado os estágios de 'Chablis' e Homeostase na Floresta, o próximo constituiria a Degradação, ou seja, o estágio final da floresta (eco-unidade em degradação). Essa fase apresentaria árvores do passado, ou seja, árvores com sinais visíveis de degradação ou mortas em pé. Árvores do passado podem possuir características como: contaminação por pragas e fungos, folhas contaminadas, troncos ocos, copa que não gera mais folhas, etc.

Arquitetura da árvore

É o resultado da atividade apical, aérea e dos meristemas subterrâneos. Geralmente definidos geneticamente e, apesar da influência do meio, uma mesma espécie mantém sua arquitetura básica. Arquitetura, de acordo com Hallé (1978), é uma forma de análise que pode ser utilizada tanto individualmente (em plantas) quanto em sistemas. As árvores que interagem entre si podem ser classificadas em:

• Árvores do presente (eco-unidades em equilíbrio dinâmico): pode-se dizer que são as árvores que atingiram seu total desenvolvimento, além de possuírem ramificação simpodial, ou seja, a dominância apical é inexistente. Por ser composto pelas árvores maiores, é a eco-unidade que determina a arquitetura geral e as variações da concentração de luz no interior da floresta. Em uma floresta, o que predomina são as árvores do presente.

• Árvores do futuro (eco-unidades em desenvolvimento): apresentam a copa estreita e a ramificação é monopodial não tendo atingido ainda o seu crescimento total em altura. O grupo dessas árvores tem um impacto substancial sobre a umidade atmosférica relativa. As árvores do futuro representarão as árvores do presente.

• Árvores do passado (eco-unidades em degradação): são as árvores que caminham para a morte, apresentam galhos ou troncos quebrados ou mortos; é comum a presença de parasitas. Além de não interagirem com os outros elementos da floresta, segundo Hallé, essas árvores provavelmente existiam antes da homeostase e conseguiram manter-se até então.

Ponto de inversão morfológica

O ponto de inversão morfológica é determinado pela relação entre as alturas total e do fuste (da base da árvore até sua primeira ramificação) e está relacionado diretamente com a classificação arquitetural da árvore e dos fragmentos florestais (superfície de inversão morfológica).

Meristemas infra-estruturais

No chão da floresta há uma grande concentração de meristemas (tecidos vegetais responsáveis pelo crescimento da planta) devido às plântulas, ervas e meristemas subterrâneos nos rizomas das plantas pequenas. A idéia de “meristema infra-estrutural” é que a função da estrutura meristemática serve de sustentação para toda a atividade florestal, desde a formação arquitetural até a separação dos grupos estruturais (presente, passado e futuro). A dinâmica da floresta se resume no crescimento infra-estrutural que é comandado pela incidência de luminosidade na floresta, isto é, o que basicamente controla a formação dos modelos arquitetônicos. Os meristemas são classificados em 2 tipos: os meristemas funcionais, que tem sua atividade dividia ritmicamente em períodos de crescimento sucessivos e, os meristemas latentes, que funcionam basicamente para auxiliar a planta em sua adaptação às mudanças ecológicas.

Referências Bibliográficas:

BOTREL, R.T.; YAMAMOTO, K.; RODRIGUES, R.R. Caracterização mosaico silvigênica de um trecho de cerradão na Estação Ecológica de Assis. Anais do 55° Congresso Nacional de Botânica. Viçosa, MG, 2004.

CARDOSO-LEITE, E. 1995. Ecologia de um fragmento florestal em São Roque, SP: florística, fitossociologia e silvigênese. Dissertação de Mestrado, Universidade Estadual de Campinas, Campinas.

ENGEL,V.L. 1993. Silvigênese, dinâmica de fragmentos e a conservação de florestas tropicais. Série Técnica Florestal, FEPAF, UNESP - Botucatu, Vol.1, nº1.

ENGEL, V.L. & PRADO, P.I.K.L. 1992. Aspectos da silvigênese de uma Mata Pluvial Atlântica em Linhares, ES. In Congresso Nacional Sobre Essências Nativas II. Anais, p.163-168.

MARTINEZ-RAMOS, M. 1985. Claros, ciclos vitales de los arboles tropicales e regeneración natural de las selvas altas perenifolias. In: GOMEZ POMPA, A. & AMO, S.R. (eds) Investigaciones sobre la regeneración de selvas altas em Vera Cruz, Mexico. Mexico: INIRB Alhambra Mexicana, p.191-240.

OLDEMAN, R.A.A. 1978. Architeture an energy exchange os dicotyledonous trees in the forest. In Tonnlinson, P.B. & Zimmermann, M.H. (editores) Tropical trees as living systems. University Press Cannbridge, p.535-560.

VANINI,A. 2009. Análise Silvigênica para Caracterização de Trecho de Florestal Alta de Restinga e sua relação com o solo.Tese de Doutorado sob orientação do prof. Ricardo R. Rodrigues, Instituto de Biologia, Universidade de Campinas

2ª Parte do Trabalho
Introdução

A cobertura florestal no Estado de São Paulo está em constante redução a aproximadamente 100 anos, o que acarretou em um processo de fragmentação da Mata Atlântica, tornando-a mais suscetível a degradação por conta de vários fatores como isolamento entre as áreas fragmentadas. Consequentemente há uma dificuldade na transferência genética, na perpetuação de espécies nativas, facilitando a invasão de espécies exóticas entre outras alterações antrópicas. Antes de ser doada ao Governo do Estado de São Paulo e tornar-se a Escola Superior de Agricultura “Luíz de Queiróz”, a Fazenda São João da Montanha teve sua história marcada pela grande utilização do solo, como a exploração de minério, extração de madeira e agricultura, entre outras atividades; o que colaborou com a degradação da Mata Atlântica e, consequentemente, sua fragmentação. Dentre os fragmentos remanescentes da Mata Atlântica do campus, podem ser encontradas Reservas Legais (RL’s) e Áreas de Preservação Permanente (APP’s) e, utilizando-se dos estudos arquiteturais silvigenéticos de Oldeman, buscou-se a possibilidade de identificar a degradação desses fragmentos florestais. Segundo a definição do conceito de Silvigênese a partir das análises Arquiteturais de Oldeman, a floresta é analisada através de suas arquiteturas individuais. Cada mancha dentro da floresta, em diferente estágio sucessional, recebe o nome de eco-unidade, e a junção de várias eco-unidades compõem o mosaico florestal. Quando ocorre a queda da árvore, seguido da formação de uma clareira, há a formação do estágio denominado “chablis”. Já quando as árvores alcançam o equilíbrio energético e formam o dossel da floresta, elas constituem um estágio denominado homeostase. E quando o fragmento está em degeneração e é possível perceber sinais de senescência, denominamos esse estágio sucessional de degradação.

As árvores, de acordo com sua arquitetura, são classificadas em :

•Árvores do presente: são as árvores que atingiram seu total desenvolvimento e formam o dossel da floresta.

•Árvores do passado: são as árvores que caminham para a morte.

•Árvores do futuro: são as árvores que ainda não atingiram seu crescimento total em altura. A partir dessa analise avaliamos o estado do fragmento florestal da Margem do Pisca e da Mata da Pedreira , com a finalidade de entender se esses fragmentos florestais estão em níveis florestais saudáveis

Desenvolvimento

Os fragmentos florestais da Mata da Pedreira e Margem do Pisca, pertencentes à ESALQ, foram analisados através de uma medição linear,utilizando uma trena, as diferentes fases do fragmento. Depois foi feito o estudo da vegetação de cada local, seguido da análise da estrutura arquitetural das árvores. Ao final, foram comparados os dados de cada fragmento. Margem do Pisca Às margens do rio Piracicamirim, em uma parte que flui dentro da ESALQ, há um pequeno fragmento florestal da qual tem suas eco-unidades classificadas de acordo com os estudos de Hallé e Oldeman. Todas as eco-unidades estão bem definidas, havendo predominância de árvores do presente, o que demonstra que o fragmento é sadio.

O transecto total analisado foi de 125 metros. Desse total:

•2,5m (2%) predominância de bambuzal Local pequeno com um dossel dominado pelo bambuzal,no solo havia uma quantidade grande de folhas da qual a predominância era do bambuzal

•10m (8%) predominam árvores do futuro Pequenas arvores e mudas, sendo varias das mesmas espécies no local, onde havia também uma quantidade maior de luminosidade

•29m (23%) corresponde a uma clareira Local mais luminoso, com trepadeiras sobre resquícios de arvores já caídas.

•83,5m (67%) predominam árvores do presente Arvores com dossel dominado por arvores grandes, observando um certa maturidade,uma variedade de arvores e luminosidade reduzida.

Mata da Pedreira

A mata da Pedreira é um fragmento classificado como Floresta Estacional Semi-decidual, tem uma área de 12 377 ha e, pela análise feita a seguir, pode ser concluído que devido à forte presença de plantas invasoras e parasitas (cipós e trepadeiras), não há correspondência com nenhum tipo de eco-unidade de acordo com a definição de Oldeman e Hallé. O transecto total analisado foi de 262m. Desse total:

•250m (95,5%) predomínio de trepadeiras e cipós Pouquíssima quantidade de arvores maiores e de médio porte, mesmo essas estão totalmente dominadas por trepadeiras e cipós. Paisagem pouco diferenciada, percebendo-se que as clareiras abertas continuavam se desenvolvendo pela atuação das trepadeiras de cipós.

•8m (3%) predomínio de capim Capim em maior quantidade que outras plantas, prevalecendo sua dominância.

•4m (1,5%) predomínio de vegetação rasteira Vegetação degradada com predominância de plantas rasteiras.

Comparação

Comparando-se as duas áreas, concluímos que à margem do Pisca o fragmento é bem equilibrado de acordo com o modelo silvigênico proposto por Hallé e Oldeman, uma vez que apresenta as três diferentes eco-unidades bem definidas em várias partes do fragmento com proporções adequadas de cada eco-unidade. Enquanto que na mata da Pedreira não pôde ser identificada nenhuma eco-unidade, já que a mata apresenta uma área com intensa ocupação de trepadeiras e cipós ,por não ser categorizada pelo modelo de silvegenese estudado,conclui-se que ,por ser uma fragmento florestal e pelo estudo o fragmento florestal em si ,deve conter as eco-unidades formando um mosaico,a mata da pedreira encontra-se em estado de degradação.

Solução

Os fragmentos florestais devem ser vistos como o resultado de diferentes perturbações vegetais durante seu curso histórico, nos quais inúmeros fatores se interagem ao longo do tempo. É importante, de fato, antes de analisar o problema do fragmento para sua possível solução,reconstruir ao máximo a história da vegetação local. Para isso,propondo um solução ao problema da mata da pedreira, é necessário o levantamento de informações como a história da extração de madeira, as queimadas, os períodos de caça, entre outros, do fragmento. Inicialmente, para a intervenção local, deve-se verificar se há produção de sementes e a germinação destas e, em caso negativo, estudar o motivo, podendo ser diferente em cada caso:

- polinização insuficiente ou excessiva;

- excesso de predação;

- stress climático;

- doenças;

- ambiente físico-químico inadequado.

Como segundo passo é importante verificar o crescimento das mudas, sempre observando se existem outros fatores limitantes para seu desenvolvimento como a grande competição de cipós e trepadeiras, tal qual identificado no fragmento visitado, que além de impedir a entrada de luz para o seu crescimento, ocupa toda a eco-unidade “chablis” quando esta é formada. Outros fatores podem trazer problemas para o desenvolvimento das pequenas mudas, tais como:

•ambiente inadequado;

•excessiva quebra de árvores por fatores intempéricos;

Após identificação desses outros fatores limitantes ao crescimento das populações de fragmentos florestais, pode-se usar os tratamentos silviculturais que são eles: corte de cipós e debaste do mesmo, enriquecimento do solo, anelamento e proteção contra o fogo, reintrodução e manejo de populações de animais polinizadores e dispersores e controle de pedradores e doenças. Podem ser usadas espécies colonizadoras, pela sua capacidade de rápido crescimento e reprodução, como as espécies pioneiras, que possuem grande característica de sombreamento devido ao seu rápido desenvolvimento, servindo de instrumento de controle dos cipós. (KAGEYAMA 1989).

Referências Bibliográficas:

BOTREL, R.T.; YAMAMOTO, K.; RODRIGUES, R.R. Caracterização mosaico silvigênica de um trecho de cerradão na Estação Ecológica de Assis. Anais do 55° Congresso Nacional de Botânica. Viçosa, MG, 2004.

CARDOSO-LEITE, E. 1995. Ecologia de um fragmento florestal em São Roque, SP: florística, fitossociologia e silvigênese. Dissertação de Mestrado, Universidade Estadual de Campinas, Campinas.

ENGEL,V.L. 1993. Silvigênese, dinâmica de fragmentos e a conservação de florestas tropicais. Série Técnica Florestal, FEPAF, UNESP - Botucatu, Vol.1, nº1.

ENGEL, V.L. & PRADO, P.I.K.L. 1992. Aspectos da silvigênese de uma Mata Pluvial Atlântica em Linhares, ES. In Congresso Nacional Sobre Essências Nativas II. Anais, p.163-168.

CASTRO, C. F. A. ; KAGEYAMA, P. Y. . 'Sucessao Secundaria, Estrutura Genetica e Plantacoes de Especies Nativas'.. IPEEF, PIRACICABA, SP., v. 42, p. 0-0, 1989

MARTINEZ-RAMOS, M. 1985. Claros, ciclos vitales de los arboles tropicales e regeneración natural de las selvas altas perenifolias. In: GOMEZ POMPA, A. & AMO, S.R. (eds) Investigaciones sobre la regeneración de selvas altas em Vera Cruz, Mexico. Mexico: INIRB Alhambra Mexicana, p.191-240.

OLDEMAN, R.A.A. 1978. Architeture an energy exchange os dicotyledonous trees in the forest. In Tonnlinson, P.B. & Zimmermann, M.H. (editores) Tropical trees as living systems. University Press Cannbridge, p.535-560.

VANINI,A. 2009. Análise Silvigênica para Caracterização de Trecho de Florestal Alta de Restinga e sua relação com o solo.Tese de Doutorado sob orientação do prof. Ricardo R. Rodrigues, Instituto de Biologia, Universidade de Campinas

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