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X SIMPÓSIO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA FÍSICA APLICADA

 

INTERCEPTAÇÃO E PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DA PRECIPITAÇÃO NA Mata Atlântica DO Maciço da Pedra Branca, rj.

 

 

Elisangela da Silva (bolsista da Faperj – Depto. de Geografia PUC-Rio),

Andréa Teixeira de Figueiredo Cintra (bolsista CAPES- PPQ - PUC-Rio)

Carmem Lucia Porto da Silveira (Depto. de Química - PUC-Rio)

 Rogério Ribeiro de Oliveira (Depto. Geografia - PUC-Rio)

 

 

Palavras chave: precipitação, interceptação, Maciço da Pedra Branca

 

Eixo Temático: 3 - Aplicação da Geografia à Pesquisa

Sub-eixo: 3.4 – Aplicações Temáticas em Estudos de Caso

 

 

 

I – Introdução

 

A entrada de nutrientes em ambientes de florestas tropicais pode ser feita por três vias: atmosférica (chuva, orvalho, neblina, etc.), biológica (incrementos e perdas da matéria viva) e geológicas (decomposição da rocha matriz)­. A precipitação incidente é uma importante fonte de entrada de nutrientes para os ecossistemas florestais, especialmente onde o intemperismo das rochas é lento ou quando essas encontram-se fora do alcance do sistema radicular. A água constitui, portanto, o principal agente transportador de massa do sistema e os rios representam a sua saída. Quando a chuva incide sobre a floresta, sua qualidade é alterada durante a breve interação com a superfície dos tecidos vegetais, e duas situações opostas podem ocorrer: a água de lavagem do dossel pode sofrer um enriquecimento ou um empobrecimento de nutrientes.

Varjabedian (1994), estudando a Mata Atlântica da Ilha do Cardoso, detectou um aumento substancial na concentração na água de lavagem do dossel de N, P, K, Ca, Mg e S. Em contrapartida, (Jordan et al.,1980) estudando o conteúdo da água de lavagem na floresta amazônica (bacia do rio Negro), encontrou o resultado oposto: um empobrecimento destes nutrientes. Segundo este autor, a retirada de nutrientes pela copa das árvores é feita pela absorção de microorganismos (especialmente algas e liquens), que crescem nas lâminas foliares. No entanto, há que se destacar que tanto em um caso como no outro, as copas estão agindo como uma via de entrada para a captura de nutrientes atmosféricos. No exemplo do Rio Negro, as copas das árvores agem como um filtro da água de chuva e,  quando da queda das folhas, há a absorção pelas raízes dos nutrientes associados às mesmas. No caso da Mata Atlântica, estas estariam agindo mais como coletoras de aerossóis e partículas atmosféricas.  No entanto, as entradas atmosféricas não se limitam ao fornecimento de nutrientes para os ecossistemas. O advento de processos industriais, como refinamento de metais e de combustíveis fósseis levou a um substancial acréscimo dos chamados metais-traço na atmosfera. Por meio da deposição seca (poeiras e aerossóis) e úmida (chuva e orvalho) a atmosfera passa a se constituir a principal fonte destes poluentes (como Al, Cd, Cu, Fe, Mn, Ni e Zn) para os ecossistemas.

O estudo do processo de ciclagem de nutrientes (Lopes et al.,2002) , é realizado com o objetivo de se conhecer o funcionamento de um ecossistema sob o ponto de vista de sua manutenção e estágio sucessional em que se encontra. Pode ser realizado através da quantificação de nutrientes que entram no ecossistema (importação), dos que saem (exportação), daqueles que permanecem estocados nos diversos compartimentos do ecossistema e dos fluxos de transferência entre esses compartimentos. O estudo da precipitação ácida iniciou-se em 1872, com um estudo de R. Smith, onde foi demonstrada a relação entre a chuva ácida e a combustão de carvão (Jesus et al.,1996). Alguns trabalhos já se ocuparam da relação entre chuva ácida e florestas tropicais como Silva-Filho (1985), na Floresta da Tijuca.

 

II – Objetivo

 

O presente projeto pretende investigar aspectos da funcionalidade ecológica da Mata Atlântica no Maciço da Pedra Branca ligados aos caminhos da entrada de água no sistema, determinando a respectiva composição físico-química. Pretende-se avaliar a interceptação da chuva pelas copas das árvores e as alterações que a mesma sofre em termos de pH e condutividade após o atravessamento do dossel.

 

III – Área de estudos

 

O trabalho de investigação está sendo realizado na floresta localizada no bairro do Camorim, Maciço da Pedra Branca, RJ. Este Maciço vive atualmente um franco processo de desenvolvimento das atividades urbanas em seu entorno e de expansão da degradação no ecossistema florestal. O crescimento da malha urbana, as cunhas de desmatamento que adentram suas bordas florestais e a expansão das atividades agrícolas em suas encostas imprimem hoje na paisagem as modificações do arranjo espacial de seus elementos e definem, assim, sua nova dinâmica geoecológica.

Dada a extensão do Maciço da Pedra Branca, tornou-se necessária, para a execução do presente projeto, a delimitação de uma área de trabalho. Optou-se assim por se concentrar esforços na Floresta do Camorim. Muito possivelmente, dentre as matas que compõem o Maciço da Pedra Branca, esta floresta é a que apresenta maior diversidade, o que pode ser atribuído ao seu estado de conservação, gradiente altitudinal e à proximidade do litoral.

            As matas que revestem o grande anfiteatro montanhoso do Camorim fazem parte da Floresta Ombrófila Densa Submontana (Velloso et al., 1991) e, em termos legais, encontram-se protegidas pela criação, em 1974, do Parque Estadual da Pedra Branca, onde se localiza o Pico da Pedra Branca, com 1024 m, ponto culminante do município do Rio de Janeiro.

A avaliação da interceptação da água de chuva pela vegetação (throughfall) foi feita em dois trechos de Mata Atlântica secundária, localizados na bacia hidrográfica do rio Caçambe, Floresta do Camorim em duas distintas posições geomorfológicas (divisor de drenagem e fundo de vale).

 

IV– Materiais e métodos

 

As medidas de chuva foram realizadas com a utilização de 12 pluviômetros por área, confeccionados com garrafas plásticas descartáveis de refrigerante de 2 litros. A aproximadamente 10 cm do gargalo foi feito um corte que secciona a garrafa em duas partes, sendo a referente ao gargalo colocada de forma invertida no interior da garrafa, formando assim um funil. Na tampa original da garrafa foi feito um orifício, onde é afixada uma tela plástica, destinada a impedir a entrada de insetos ou resíduos. Uma bola de ping-pong foi colocada na parte coletora do gargalo, visando reduzir as perdas por evaporação. Em campo, os pluviômetros foram instalados de forma aleatória em cada área e fixados ao piso florestal por meio de estacas dotadas de um suporte, sendo mantidos a 60 cm do solo para se evitar a entrada de respingos de chuva.

Para cálculo da porcentagem de interceptação da chuva pela vegetação (precipitação interna) foram obtidos os dados correspondentes de precipitação total. Para tanto, foram instalados três pluviômetros no divisor de drenagem e três no fundo de vale, em área aberta, desprovida de vegetação arbórea. A cada 15 dias foi feita a medida da chuva recolhida pelos pluviômetros com o uso de uma proveta. Após recolhimento de alíquotas destinadas às análises químicas, os pluviômetros utilizados para coleta de chuva são substituídos por outros que sofreram lavagem prévia com ácido nítrico em água deionizada.

O cálculo da chuva interceptada foi feito por comparação entre a precipitação total e a interna, convertido para porcentagem. Em laboratório, todas as amostras tiveram o seu pH e condutividade aferidos respectivamente por um medidor de pH e condutivímetro marcas NT-PHM (Nova Técnica) e mod. 650 (Analyser) respectivamente, após as respectivas calibragens.

 

V – Resultados e Discussão

 

A precipitação total quinzenal, considerando-se o período de 20/01/03 a 1/08/03, variou entre 0 mm a 107 mm. Como as coletas são quinzenais, não se dispõe de dados referentes aos eventos individuais de chuva. A interceptação máxima pela copa das árvores foi de 29,3% no divisor de drenagem e 47,8% no fundo de vale, assumindo valores médios de 13,3% e 29,7%, respectivamente.

Os valores de interceptação para as duas primeiras áreas estão dentro da faixa de variação encontrada em florestas tropicais (Dantas, 1984). No entanto, há que se destacar que a ausência de dados que particularizem os eventos de chuva, já que as coletas eram feitas quinzenalmente, não se dispondo, portanto, de informações sobre a intensidade dos mesmos.

Com relação à qualidade físico-química da água de chuva, os valores de pH oscilaram entre 3,0 e 5,17. Considerando-se que a chuva com pH inferior a 5,6 é considerada como chuva ácida (House et al., 1999), todos os eventos medidos encontram-se dentro desta categoria. A condutividade da chuva que incide sobre a Floresta do Camorim variou entre 14,3 e 1.099 µS.cm-1. Além de ser transportado pela própria chuva, a acidez pode vir da deposição seca, ou seja, a deposição de aerossóis e gases podem gerar acidez (Silva-Filho, 1985). Muito possivelmente a acidez registrada tem origem na contaminação atmosférica causada pelas atividades urbano-industriais do Rio de Janeiro.

No interior da floresta, a água que atravessa o dossel apresentou alterações na qualidade físico-química. O pH da chuva de lavagem das copas oscilou entre 4,89 a 6,76 no fundo de vale e de 5,21 a 6,78 no divisor de drenagem, perdendo, portanto, em ambos os casos, a característica de chuva ácida, segundo a classificação de House et al. (1999). Muito possivelmente a água de lavagem do dossel carreia detritos e poeiras aderidos à superfície foliar, alterando, então sua qualidade físico-química.

Os dois parâmetros mensurados (pH e condutividade) correlacionam-se positivamente. Correlacionando-se na precipitação interna, os valores de pH com os de condutividade, no fundo de vale encontramos R2= 0,7; no divisor R2 = 0,63 e para a precipitação total o valor foi de R2 = 0,53.

Conclui-se, portanto que o fato da chuva atravessar a copa das árvores altera o seu pH, elevando-o em relação à precipitação total e contribuindo, portanto, para perder a característica de chuva ácida.

 

 

VI - Referências Bibliográficas

 

DANTAS, S.V.. Precipitação e ciclagem de nutrientes em ecossistemas florestais. Floresta e Ambiente 1: 117:122. 1994

 

HOUSE, T. G.; PARK, S. & ROAD, M. Practical Environmental Analysis. In: V.N. Bashkin & M. RadojeviC (Org.). Rainwater Analysis. The Royal Society of Chemistry: Cambridge, 1999. p.43-73.

 

JESUS, E.F.R. A Importância do Estudo das Chuvas Ácidas no Contexto da Abordagem Climatológica. Sitientibus, Feira de Santana, n. 14, 1996, p.143-153.  Disponível na World Wide Web: http: // www. adaltech. com. br/ evento/ museugoeldi/ resumoshtm/resumos/R1135-2.htm

 

Jordan, C.F. Nutrient cycling processes and tropical forest management. In: AG. Pompa; T.C. Whitmote & M. Hadley (Org.) Rain forest regeneration and management. Man and the biosfere. Unesco & The Parthenon: Publ. Group, 1991. p. 159-180.

 

LOPES M.I.M.S., DOMINGOS, M. e VUONO, Y. S. Ciclagem de nutrientes minerais. In: L. S. Sylvestre & M. M. T. Rosa (Org.) Manual Metodológico para Estudos Botânicos na Mata Atlântica. Seropédica, Rio de Janeiro: EDUR, 2002. p.72- 103.

 

SILVA-FILHO, E.V. Estudos de chuva ácida e entradas atmosféricas de Na, K, Ca, Mg e Cl na Bacia do Alto Rio Cachoeira, Parque Nacional da Tijuca, RJ. 1985. 92f. Dissertação (Mestrado) Instituto de Química - Programa de Geoquímica,  Universidade Federal Fluminense, Niterói, 1985.

 

VARJABEDIAN, R. Aspectos comparativos da ciclagem de nutrientes em mata atlântica de encosta e em uma mata sobre restinga, no Parque Estadual da Ilha do Cardoso, SP. 1994. 177 f. Dissertação ( mestrado) Instituto de Biociências, Universidade de São Paulo, São Paulo, 1994.