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X SIMPÓSIO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA FÍSICA APLICADA




 

Uso de indicadores de paisagem, referentes às florestas ciliares, na análise ambiental de bacias hidrográficas

 

Elenice Fritzsons

UFPR/ Eng. florestal  / e-mail: elenicefrt@uol.com.br

 

Paulo Ferreira Carrilho

UEPG – PR/ Depto de solo e USP-SP/ e-mail: pfc2206@uol.com.br 

 

Luiz Eduardo Mantovani

UFPR / Geologia/ e-mail: lem@ufpr.br




 

INTRODUÇÃO

As florestas ciliares ou florestas ripárias são formações vegetais de porte arbóreo que ocorrem ao lado dos rios. São ambientes únicos devido a sua posição na paisagem, constituindo ecótones entre zonas aquáticas e terrestres e mesmo corredores que unem regiões, sendo esta vegetação essencial para proteção das águas dos rios, lagos e nascentes, pela retenção de material particulado, filtragem e decomposição de nutrientes provenientes das encostas adjacentes, além da preservação das planícies inundáveis.
A integração da zona ripária com a superfície da água proporciona também, cobertura e alimentação para peixes e outros organismos da fauna aquática e pelo efeito de sombreamento, intercepta e absorve a radiação solar contribuindo para a estabilidade térmica das águas (LIMA, 1989).
Por outro lado, a floresta ciliar também apresenta a função de um corredor, onde são possíveis transportes de plantas, animais, sementes e sedimentos como verificou FORMAN e GODRON (1986) e FORMAN (1995). Esta função de corredor, para as zonas tropicais, é da maior importância, principalmente em paisagens fragmentadas, pela maior conectividade, construindo um elo de ligação entre os fragmentos, como observou METZGER (1995).
Pelo fato de apresentar um microclima diferenciado e a função de corredor, a floresta ciliar constitui local de nidificação, refúgio e alimentação (FORMAN; GODRON, 1986). Este aspecto se torna bastante relevante nas regiões onde existem secas periódicas, caso dos cerrados brasileiros (MUELLER, 2000).
A preocupação em manter esta cobertura vegetal foi contemplada pelo Código Florestal Brasileiro, o qual inclui as florestas ciliares nas Áreas de Preservação Permanentes (APPs) e estabelece a largura mínima da faixa de floresta ciliar a ser preservada em função da largura do rio. Assim, quanto mais largo o rio, mais larga a faixa a ser preservada.
Apesar de sua reconhecida importância para o equilíbrio dos sistemas aquáticos, estudos relativos às florestas ciliares são estudos de fitossociologia, de composição florística e dendrologia ou estudos que verificam a sua conformidade com o código florestal, a exemplo de MATTOS (1996).
Entretanto, nos estudos que envolvem análises espaciais, há dois aspectos importantes e facilmente mensuráveis relacionados às florestas ciliares: sua presença ou ausência e sua conectividade, isto é, sua integridade ao longo do rio. Neste contexto, NAGASAKA e NAKAMURA (1999), trabalharam com o número de fragmentos florestais ciliares de forma absoluta e temporal, a fim de avaliar a degradação dos mesmos durante um certo período de tempo.
Neste trabalho, foram desenvolvidos e aplicados índices relacionados às florestas ciliares. A base teórica para o desenvolvimento dos mesmos se remete à ecologia das paisagens, proposta por FORMAN & GODRON (1986) e FORMAM (1995). Estes estudos se baseiam em estudar a paisagem por meio de mosaicos compostos basicamente por três elementos: fragmentos, que são elementos dispersos da paisagem; matriz, que é o elemento dominante e os corredores, que são elos de conectividade, como por exemplo, as florestas ciliares. Ainda envolvem observações sobre a estrutura, a função e a mudança destes mosaicos ao longo do tempo. Utilizam para a comparação, operações com logaritmos e análises estatísticas. Com estes estudos, pode-se acompanhar a evolução das paisagens ou mesmo comparar paisagens diferentes.
Assim, este trabalho se propõe a comparar as florestas ciliares de uma bacia hidrográfica ao longo de um determinado período de tempo, através do desenvolvimento e aplicação de dois índices baseados no conceito de ecologia de paisagem.


MATERIAL E MÉTODOS

Este trabalho se desenvolveu na bacia hidrográfica do Alto Capivari, localizada ao norte da região urbana de Curitiba, e pertencente à bacia do Ribeira do Iguape, do conjunto do Atlântico Leste (Figura 1). Esta bacia situa-se na região do Primeiro Planalto Paranaense, no denominado carste paranaense, apresentando em grande parte de sua área, substrato de rochas carbonáticas, dispostas em faixas acompanhadas de filitos e quartzitos, sendo cortadas por diques de doleritos. O clima segundo a classificação de Koëppen enquadra-se no tipo Cfb, com pluviometria média de 1400 mm e evapotranspiração em torno de 800mm, não apresentando, em média, estação seca (MAACK, 1986).

 

 

FIGURA 1. LOCALIZAÇÃO DA BACIA HIDROGRÁFICA DO ALTO CAPIVARI
 

A bacia apresenta uma área de 126 km2 e verifica-se a predominância de pequenas unidades de agricultura familiar produtoras de hortaliças, milho e feijão e alguns poucos animais criados para abastecimento domiciliar. Em termos de vegetação, predominam sistemas secundários de ocupação e fragmentos florestais. A atividade mineradora se faz presente através da extração de calcário que vem se expandindo nos últimos anos e constitui uma importante atividade econômica do município (Figura 2)
 

 

FIGURA 2. DISTRIBUIÇÃO PERCENTUAL DAS TIPOLOGIAS DE USO E OCUPAÇÃO DAS TERRAS NA BACIA DO ALTO CAPIVARI
Fonte: FRITZSONS (2003)

 

A vegetação natural corresponde ao domínio da Floresta Ombrófila Mista (FOM) ou floresta com araucária, a qual é exclusiva do Planalto Meridional Brasileiro. KLEIN e HATSCHBACK (1962) em um estudo de fitofisionomia baseado em dados de um levantamento florístico de 1952, concluíram que os remanescentes da Floresta Ombrófila Mista nesta área já eram raros e perturbados pela intervenção humana. Quanto à vegetação ciliar, estudos efetuados por DALCON (2001), constataram que a mesma, além de descaracterizada, é muitas vezes inexistente.
Com base em cartas planialtimétricas escala 1:20.000 da Coordenação da Região Metropolitana de Curitiba - COMEC, localizou-se e delimitou-se toda a rede de drenagem da bacia hidrográfica do Alto Capivari. Esta, após ser delimitada, foi dividida em duas bacias: Bacaetava e Capivari, correspondentes aos dois maiores rios da região, sendo o Bacaetava um afluente do Capivari. Estas por sua vez foram subdivididas em cinco bacias cada uma, totalizando dez sub-bacias de tamanhos variáveis. Assim, na bacia do Capivari foram delimitadas as seguintes sub-bacias: Nascentes do Capivari, Água Comprida do Capivari, Arroio Antinhas, Médio Capivari e Várzea do Capivari. Na bacia do Bacaetava foram delimitadas as sub-bacias: Alto Bacaetava, Médio Bacaetava, Campestre, Água Comprida do Bacaetava e Baixo Bacaetava. Assim elaborou-se uma base cartográfica com toda a rede de drenagem da bacia do Alto Capivari e suas sub-bacias na escala 1:20.000.
Utilizou-se então de fotografias aéreas pancromáticas de 1980 (Projeto Paraná; escala 1:25.000 / AEROSUL) e de 1996 (1a DL; escala 1:60.000; em formato digital) para delimitação da floresta ciliar. Para 1980, a floresta ciliar, foi demarcada com auxílio de estereoscopia mapeando-se as margens florestadas com larguras maiores de 20 metros (aproximadamente 1 mm nas fotografias aéreas) ao longo dos canais de drenagem e rios transferindo-se a interpretação resultante para a carta da rede de drenagem. Para 1996, devido à pequena escala das fotografias aéreas (1:60.000) impossibilitar uma precisão de 20 metros, adotou-se um procedimento diferenciado. Os mesmos canais de drenagem, já delimitados na carta de rede de drenagem, foram localizados nas fotografias aéreas com auxílio de estereoscopia e demarcados. Posteriormente estas fotografias em formato digital foram ampliadas em grau máximo e orientando-se pelo uso do solo e feições da drenagem nas fotografias, delimitou-se os trechos de floresta ciliar, de aproximadamente 20 metros de largura.
Com base nas informações das interpretações das fotografias aéreas de 1980 e 1996 elaborou-se a carta de floresta ciliar (Figura 3). Assim, a extensão de floresta ciliar foi dimensionada em quilômetros para as duas épocas em toda a bacia e sub-bacias, bem como foram totalizados os números de fragmentos florestais ciliares. Com estes dados, foram elaborados e aplicados dois índices: densidade de floresta ciliar e comprimento médio dos fragmentos florestais de floresta ciliar.
O índice de densidade de floresta ciliar (DFC) foi obtido por meio da seguinte equação:
DFC: (CFC / CD) / 2
em que DFC = densidade de floresta ciliar, CFC = comprimento total de floresta ciliar (km), e CD = comprimento total dos canais de drenagem (km).
Assim, dividiu-se o comprimento total de floresta ciliar (CFC) totalizados para ambas as margens pelo comprimento total dos canais de drenagem (CD), sendo o resultado dividido por dois, uma vez que cada trecho deveria estar protegido por florestas nos dois lados das margens. Neste índice, quanto maior o valor da razão, mais protegidos estarão os canais de drenagem, sendo 1 (um) o valor ideal, onde todos os canais estariam cobertos por florestas ciliares.
 

 

O índice comprimento médio dos fragmentos florestais (CMF) foi obtido por meio da seguinte equação:
CMF: CFC / NFF
em que CMC = comprimento médio dos fragmentos florestais (km), CFC = comprimento (extensão) total de floresta ciliar (km), e NFF = número de fragmentos florestais.
Assim, a extensão (comprimento) de floresta ciliar (CFC) foi dividida pelo número de fragmentos florestais (NFF) da floresta ciliar para se obter o índice comprimento médio dos fragmentos florestais ciliares (CMF).
Estes dois índices foram totalizados para todas as sub-bacias. A obtenção do índice comprimento médio de fragmentos florestais (CMF) é importante pelo fato de poder evidenciar uma tendência na bacia quando analisado de forma temporal e associado ao índice de densidade de floresta ciliar (DFC). Exemplificando, numa perspectiva de análise temporal, para um mesmo valor de DFC, mantido ao longo de um determinado período de tempo, um valor mais alto do CMF pode indicar uma tendência de redução dos fragmentos florestais menores e aumento dos maiores, podendo assim indicar um processo de cicatrização e retomada da floresta ciliar, ao longo da rede de drenagem, unindo fragmentos antes desconectados.
Além da importância no contexto de uma análise temporal, pela facilidade de utilização e da riqueza de informações agregadas advindas de sua interpretação, ambos os índices podem ser bastante úteis na comparação entre bacias diferentes.


RESULTADOS E DISCUSSÃO

O resultado quantitativo pode ser observado nas Tabelas 1 e 2. Nestas tabelas estão presentes: extensão em quilômetros da floresta ciliar ao longo dos canais de drenagem, densidade de floresta ciliar (DFC), número de fragmentos florestais ciliares (NFF) e comprimento médio dos fragmentos florestais ciliares (CMF). Para uma melhor contextualização, há também nesta tabela, alguns elementos da análise morfométrica, tais como: área das bacias, densidade de drenagem e extensão da drenagem.
 

 

Considerando que o maior valor para o índice “densidade de floresta ciliar” é de 1, ou seja, 1 quilômetro de floresta ciliar para cada quilômetro de drenagem, em ambas as margens, nota-se a forte degradação da floresta ciliar já em 1980. Neste ano, a maior densidade de florestas encontrava-se na sub-bacia Nascentes do Capivari (0,40), apesar de estar mais de 100% aquém do ideal. O menor valor encontrava-se na sub-bacia do rio Antinha (0,16). Em 1996, o maior valor da densidade de floresta ciliar encontrava-se na sub-bacia da Água Comprida do Capivari (0,44), sendo o menor valor na sub-bacia de Água Comprida do Bacaetava (0,15).
Quanto ao “comprimento médio de fragmentos de floresta ciliar”, em 1980 os maiores valores foram encontrados na sub-bacia do Médio Capivari, com uma média de 740 metros por fragmento, e o menor valor na sub-bacia da Água Comprida do Bacaetava, com uma média de 400 metros por fragmento. Em 1996, o menor valor também foi encontrado na sub-bacia da Água Comprida do Bacaetava, mantendo a mesma média de 1980 - 400 metros por fragmento, e o maior valor na sub-bacia do Campestre, com uma média de 1,16 km por fragmento.
Na Figura 4 verifica-se que na sub-bacia de Água Comprida (do Capivari) ocorreu o maior acréscimo em termos de floresta ciliar, sendo que o maior desflorestamento ocorreu nas nascentes do Bacaetava, sub-bacia de Água Comprida. Quanto ao comprimento médio dos fragmentos florestais ciliares, na sub-bacia do Campestre, houve um aumento de mais de 100%, enquanto na sub-bacia de Antinha uma redução de mais de 20%.
A sub-bacia da Água Comprida do Bacaetava foi a que apresentou em 1996 a menor densidade de floresta ciliar e o menor comprimento médio de fragmento florestal entre todas as sub-bacias do Alto Capivari. Comparando-se os dados de 1980 com os de 1996 verifica-se que na mesma houve uma diminuição na densidade de floresta ciliar e a manutenção do comprimento médio dos fragmentos florestais ciliares. A inexistência da floresta ciliar ao longo do rio principal foi confirmado nas visitas de campo onde se observou as glebas cultivadas avançando até a beira dos rios e com canalizações que bombeiam diretamente as águas dos mesmos.
Já na sub-bacia do Campestre, área de solos mais pobres e menos cultivados, houve um acréscimo na densidade de floresta ciliar e um aumento de mais de 100% no comprimento médio de fragmentos florestais ciliares. Este acréscimo de floresta ciliar seria compatível com um cenário de abandono cultural de muitos setores, sobre solos que oferecem menores rendimentos. Assim, a cicatrização espontânea da cobertura vegetal pode se processar mais facilmente, sendo ainda mais intensa quando da presença de “bancos” ou reservas de sementes e onde os primeiros estágios de recuperação fiquem protegidos de fogos rasteiros, justamente duas condições presentes no ambiente da floresta ciliar ao longo dos rios.
 

Figura 4. Densidade de floresta ciliar e comprimento médio de fragmentos florestais ciliares em 1980 e 1996 para as sub-bacias estudadas.

 

A Tabela 2 apresenta os valores médios dos mesmos parâmetros apresentados na Tabela 1, mas totalizados para as sub-bacias do Alto Capivari: Bacaetava e Capivari. Na Figura 5 estes valores são apresentados na forma de gráficos.
Nota-se que as duas sub-bacias, tanto a do Bacaetava quanto a do Capivari, estão igualmente desflorestadas no que se refere à floresta ciliar, e no conjunto, pode-se concluir que para a bacia do Alto Capivari, o desflorestamento é expressivo. Isto é fácil de compreender pois segundo KLEIN e HATSCHBACK (1962) desde 1952 a estrutura da vegetação já se encontrava bastante alterada.
Entretanto, analisando a densidade de floresta ciliar em 1996, comparado a 1980, para toda a bacia, verifica-se que houve uma expansão desta tipologia florestal. A porcentagem de alteração no crescimento foi substancial para a sub-bacia do Capivari (19,3%), e nula para a sub-bacia do Bacaetava. Entretanto, considerando em média as duas sub-bacias, a expansão foi de 10,3 % nestes 16 anos (1980 a 1996).
 

Figura 5. Densidade de floresta ciliar e comprimento médio de fragmentos florestais ciliares em 1980 e 1996 para as sub-bacias do Capivari, do Bacaetava e bacia do Alto Capivari.

 

Quanto ao comprimento médio dos fragmentos florestais ciliares, verifica-se que eles aumentaram, em média, para as duas bacias, em aproximadamente 30%, revelando que em vários locais, as áreas pertinentes à floresta ciliar foram deixadas para expansão desta tipologia.
A Figura 6 apresenta a porcentagem de alteração na densidade e no comprimento médio dos fragmentos florestais ciliares para as duas sub-bacias e para toda a bacia do Alto Capivari no período de 1980 a 1996, evidenciando o que foi discutido anteriormente.
A respeito das florestas ciliares na região metropolitana de Curitiba, JACOBS (2002) também observou uma expansão desta tipologia florestal na bacia do Alto Iguaçu de 1984 a 1999, respectivamente de 10,78% a 17,18%, ou seja, um aumento percentual 6,4% em 15 anos.
Possivelmente, estes acréscimos observados se devem a ação de órgãos públicos tais como antigo Instituto de Terras, Cartografia e Florestas do Estado do Paraná - ITC, o Instituto Ambiental do Paraná - IAP e a Empresa de Assistência Técnica e Extensão Rural do Estado do Paraná – EMATER-Pr, e mesmo da Polícia Florestal, pelo trabalho de fiscalização e conscientização dos proprietários rurais, quanto a necessidade de preservação desta tipologia florestal. Entrevistas realizadas com alguns moradores ribeirinhos reforçam esta hipótese.
A figura 7 apresenta uma floresta ciliar típica da bacia estudada na região metropolitana de Curitiba.
 

Figura 6. Porcentagem de alteração da densidade da floresta ciliar e comprimento médio de fragmentos florestais ciliares para as sub-bacias do Capivari, do Bacaetava e bacia do Alto Capivari de 1980 a 1996.

 

Deve-se observar que todas as formações arbóreas ao lado dos rios e canais de drenagem foram consideradas como sendo floresta ciliar, o que inclui os reflorestamentos de bracatinga, cujo corte para lenha se dá em média a cada 7 anos. Assim, o que pode parecer uma derrubada de floresta ciliar, pode-se tratar de um corte de reflorestamento. Este problema, no entanto, deve ter uma importância relativamente limitada, pois a densidade de biomassa de bracatingais e florestas ciliares de portes equivalentes deve ser bastante similar. A densidade de biomassa de bracatingais é assegurada por seu crescimento rápido e recobrimento completo do solo pelo dossel mesmo em bracatingais jovens, propiciando uma boa proteção ao solo tanto em relação a chuva incidente, quanto ao escorrimento superficial. Além disso, o sistema radicular da bracatinga parece oferecer razoável proteção de diques marginais e demais margens de rio em face da erosão fluvial.
 

Figura 7. Aspecto da floresta ciliar na bacia do Capivari, sub-bacia Várzea do Capivari.
Nota: foto tirada em 06/05/2001

 

 

CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
 

A elaboração e a conseqüente aplicação de índices de paisagem referentes a floresta ciliar se mostrou eficiente nas comparações mais detalhadas entre as bacias e ao longo do tempo estudado. Ficou evidente que as florestas ciliares avaliadas em 1980 e 1996, se estendiam muito aquém do necessário, e previsto em lei, para proteção dos rios, sendo que a densidade média de floresta ciliar para a bacia do Alto Capivari foi de 0,29 quando o ideal seria de 1. Entretanto, de 1980 para 1996, houve um acréscimo das florestas ciliares em torno de 10% e no comprimento médio de fragmentos florestais ciliares em 30%. Estes dados confirmam as observações sobre a expansão das florestas ciliares para a região metropolitana de Curitiba.
A divisão da bacia em sub-bacias possibilitou uma avaliação mais detalhada da área, facilitando comparações.
A utilização de fotografias aéreas em formato digital se mostrou eficiente como ferramenta de trabalho apesar da escala reduzida das mesmas (1:60.000).
A associação entre estes índices referentes às florestas ciliares e os morfométricos, tais como densidade de drenagem e escoamento médio superficial, exemplo do trabalho de FRITZSONS (2003), poderia fornecer elementos importantes na elaboração de uma concepção da proteção dos recursos hídricos nas bacias hidrográficas.
O cruzamento de dados dos índices de floresta ciliar desenvolvidos neste trabalho aos dados da qualidade de água dos rios ao longo de um determinado período de tempo, pode se constituir num importante recurso para trabalhos de gerenciamento de bacias hidrográficas e estudos de gestão ambiental.


REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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FRITZSONS, E. Avaliação temporal da qualidade de água como diagnóstico do uso e ocupação das terras na bacia do Alto Capivari, região cárstica curitibana – Pr. Curitiba. 2003. 190 p. Tese (doutorado em Engenharia Florestal). UFPR.

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KLEIN, R.; HATSCHBACK, G. Fitofisionomia e notas sobre a vegetação para acompanhar a planta fitogeográfica de parte dos Municípios de Rio Branco do Sul, Bocaiúva do Sul, Almirante Tamandaré e Colombo (Pr). Boletim da UFPR. Instituto de Geologia, Curitiba, n. 3, 93 p., 1962.

LIMA, W de P. Função hidrológica da mata ciliar in: Barbosa, Luiz Mauro (coordenador), Simpósio sobre mata ciliar. Campinas. Anais...Campinas: Fundação Cargill, 1989. p. 25-42.

MAACK, R. Geografia física do Estado do Paraná. 2. ed. Rio de Janeiro : J. Olympio, 1981.

MALANSON, G. Riparian landscapes. New York: Cambridge Universty Press, 1993.

MATTOS, C. de O. Contribuição ao planejamento e gestão da Área de Proteção Ambiental de Souzas e Joaquim Egídio - Campinas, SP. São Paulo, 1996. Dissertação (Mestrado em Ecologia) - Setor de Biociências Universidade de São Paulo (USP).

METZGER, J. P. Structure du paysage et diversité des peuplements ligneux fragmentes du rio Jacaré-Pepira (Sud-Est du Brésil). Toulose. 1995. 273p. Tese (doutorado em Ecologia de Paisagem), Université Paul Sabatier, Toulose, França.

MUELLER, C. C. Gestão das matas ciliares. In: Lopes, I. V.; Bastos Filho, G. S. ; BILLER, D.; BALE; M. Gestão Ambiental no Brasil, experiência e sucesso. 3 ed. Rio de Janeiro: Fundação Getúlio Vargas. p.185-214. 2000.

NAGASAKA, A NAKAMURA, F. The influences of land-use changes on hydrology and riparian environment in a northern Japanese landscape. Landscape Ecology. v.14. p. 543-556. 1999.