Precipitação efetiva em fragmento secundário da Mata Atlântica

Net precipitation in a forest fragment of Mata Atlantica

Precipitação efetiva em fragmento secundário da Mata Atlântica

Net precipitation in a forest fragment of Mata Atlantica

José Carlos de Oliveira Júnior^II; Herly Carlos Teixeira Dias^I

^IDepartamento de Engenharia Florestal da Universidade Federal de Viçosa. E-mail: <[e-mail]>

^IIPrograma de Pós-Graduação em Ciência Florestal – Universidade Federal de Viçosa. E-mail: <[e-mail].>

RESUMO

O presente trabalho foi conduzido na Estação Experimental de Treinamento e Educação Ambiental Mata do Paraíso, localizada no município de Viçosa, MG, e teve como objetivo avaliar a precipitação efetiva de um trecho mais recente de regeneração da mata natural secundária, no período compreendido entre setembro de 2002 e maio de 2003. Para isso, demarcaram-se três parcelas dentro da Mata do Paraíso, onde foram registradas 30 coletas da precipitação, em aberto e interna, e de escoamento pelo tronco, durante o período de 05/09/2002 a 07/05/2003, constituídas de um ou mais eventos de chuva. O estudo revelou precipitação efetiva de 849,6 mm, precipitação interna de 831,7 mm, escoamento pelo tronco de 17,9 mm e perda por interceptação de 189,9 mm, o que correspondeu, respectivamente, a 81,7%, 80,0%, 1,7% e 18,3% da precipitação em aberto, que foi igual a 1.039,5 mm.

Palavras-chave: Precipitação interna, escoamento pelo tronco, interceptação e hidrologia florestal.

ABSTRACT

This study was carried out in the Mata do Paraiso Experimental Training and Educational Station located in Viçosa, Minas Gerais state with the objective of estimating the net precipitation along a segment of a recently regenerated native semideciduous secondary forest, from September 2002 to May 2003. Throughfall and stemflow measurements were registered in three plots. During the study period of 5/9/02 through 7/5/03, 30 rainfall events have been monitored. Results showed values of net precipitation of 849,6 mm, throughfall of 831,7 mm, stemflow of 17,9 mm and loss interception of 189,9 mm corresponding respectively to 81,7%, 80,0%, 1,7% and 18,3% of gross precipitation value which totaled 1039,5 mm for the study period.

Key word: Interception, throughfall, stemflow, forest hydrology.

1. INTRODUÇÃO

A cobertura florestal, através da interceptação, influencia a redistribuição da água da chuva, em que as copas das árvores formam um sistema de amortecimento, direcionamento e retenção das gotas que chegam ao solo, afetando a dinâmica do escoamento superficial e o processo de infiltração. Desse modo, o abastecimento das água é favorecido e a variação de vazão ao longo do ano, reduzida, além do retardamento dos picos de cheia. Alguns pesquisadores afirmam que a floresta nativa, entre os ecossistemas vegetais, atua no ciclo hidrológico de maneira mais significativa, pois proporciona melhores condições de infiltração da água da chuva.

A precipitação é definida em hidrologia como toda água proveniente do meio atmosférico que atinge a superfície terrestre. Devido à sua capacidade de produzir escoamento superficial, a chuva é o tipo de precipitação mais importante para a hidrologia (BERTONI e TUCCI, 2001). A Região Sudeste sofre influência de sistemas tropicais e de latitudes médias com estação seca bem definida no inverno e estação chuvosa de verão, caracterizada pela alta freqüência de chuvas convectivas (MARENGO, 2001).

Em florestas naturais ou plantadas, a quantidade de água de chuva que atinge o solo é denominada precipitação efetiva, dada pela precipitação interna e pelo escoamento pelo tronco (LIMA, 1975). Precipitação interna é a chuva que atinge o piso florestal, incluindo gotas que passam diretamente pelas aberturas entre as copas e gotas que respigam do dossel. A fração da chuva que é retida temporariamente pelas copas juntamente com aquela que atinge diretamente os troncos e que posteriormente escoam pelo tronco das árvores, chegando ao solo, é denominada escoamento tronco. A soma da precipitação interna e escoamento é um dos responsáveis pela água do solo (ARCOVA et al., 2003). Dessa forma, a precipitação efetiva é importante para os estudos dos processos de interceptação, infiltração, percolação, absorção, transpiração e ciclagem de nutrientes em ecossistemas florestais.

A quantidade de água das variáveis envolvidas na precipitação efetiva depende de fatores relacionados tanto à vegetação quanto a condições climáticas nas quais a floresta está inserida (LEOPOLDO e CONTE, 1985).

No Brasil e especialmente no Estado de Minas Gerais, ainda são poucos os trabalhos relacionados à precipitação efetiva de ecossistemas florestais naturais. Assim, o presente trabalho teve como objetivo quantificar a precipitação efetiva de um trecho em fragmento secundário de Mata Atlântica em estágio inicial de regeneração, durante o ano hidrológico 2002-2003.

2. MATERIAL E MÉTODO

2.1. Área de estudo

Este trabalho foi conduzido na Estação Experimental de Pesquisa, Treinamento e Educação Ambiental Mata do Paraíso, situada no município de Viçosa, MG, nas coordenadas geográficas de 20º45' de latitude sul e 42º51' de longitude oeste, com área de aproximadamente 194 ha.

O clima da região é classificado como do tipo mesotérmico de altitude, quente-temperado, chuvoso Cwb (Köppen), umidade relativa de 80%, precipitação média anual de 1.345 mm, com temperatura média do mês mais quente inferior a 22,0 °C, verões frescos e chuvosos e invernos secos (ROMANOVISKI, 2001).

Segundo Veloso (1966), a região apresenta formação florestal estacional semidecidual tropical, em parte caducifólia. Conforme a espécie florestal, poderá haver variação na queda das folhas, de meados de maio até praticamente fins de outubro (CASTRO et al., 1983).

A maioria dos solos é de textura argilosa, sendo estes classificados como Latossolos Vermelho-Amarelos distróficos nas áreas com perfis convexos, câmbicos e nos topos, argissolos nas áreas de perfis côncavos e nos terraços e, finalmente, hidromórficos aluviais no leito maior dos cursos d'água (CORREA, 1984).

2.2. Metodologia

Para a quantificação das variáveis precipitação interna e escoamento pelo tronco, foram demarcadas três parcelas de 20 m x 20 m sistematicamente, espaçadas 10 m e de acordo com Oliveira Júnior et al. (2003a), com área basal de 35 m²/ha, 29 m²/ha e 23 m²/ha. As parcelas estavam numa área em estado de regeneração mais recente da mata.

Em cada parcela, a fim de medir a precipitação interna, foram instalados 25 pluviômetros com área individual de captação de 78,24 cm² e distanciados 5 m entre si. Para medir o escoamento pelo tronco foram demarcadas três subparcelas de 10 m x 10 m, onde se adaptou, em cada árvore com DAP> 5,0 cm, um coletor de segmento de borracha em forma de espiral amarrado com arame, ligado a uma mangueira de 5/8", que conduzia a água escoada pelo tronco para recipientes individuais de plástico.

De acordo com Oliveira Júnior et al. (2003b), as subparcelas amostradas são compostas das seguintes espécies:

Subparcela 1.1: Tovomitopises saldanhae, Nectandra opositifolia, Casearia ulmifolia, Hieronyma alchorneioides, Vernonia difusa, Ocotea dispersa, Casearia sp, Siparuna guianensis, Cupania vernalis, Piptadenia gonoacantha, Trattnickia ferruginea, Guapira hisuta, Miconia sp., Lamanonia ternata, Hieronyma alchorneioides e uma espécie não identificada, pertencente à família Myrtaceae.

Subparcela 2.1: Jacaranda macrantha, Casearia ulmifolia,Cupania vernalis, Chrysophyllum sp.,Myrtaceae, Piptadenia gonoacantha, Sorocea bonplandii, Lafoencia glyptocarpa, Indeterminada, Ocotea dispersa, Machaerium nictitans e Nectandra oppositifolia.

Subparcela 3.1: Zanthoxyllum rhoifolium, Casearia ulmifolia, Bathysa nicholsonii, Lacistema pubensis, Bauhinia sp., Nectandra opositifolia, Cupania vernalis, Trichilia lepdota e uma espécie não identificada, pertencente à família Leguminoseae.

A precipitação efetiva é calculada de acordo com a equação 1:

Em que:

PE = precipitação efetiva;

PI = precipitação interna; e

Et = escoamento pelo tronco.

As medições da precipitação em aberto da Mata do Paraíso foram obtidas a partir de um pluviômetro com área de captação de 163 cm² instalado no alto de um morro, distante 2,0 km das parcelas experimentais.

As perdas por interceptação foram obtidas a partir da equação 2:

Em que:

I = perda por interceptação;

PA = precipitação em aberto; e

PE = precipitação efetiva.

As medições foram registradas de 5 de setembro de 2002 a 7 de maio de 2003, totalizando 30 coletas. Cada coleta constituiu-se de um ou mais eventos de chuva.

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

No Quadro 1 são apresentados os valores médios da precipitação em aberto (PA), precipitação interna (PI), escoamento pelo tronco (Et), precipitação efetiva (PE) e perdas por interceptação (I), analisados separadamente nos tópicos subseqüentes.

3.1. Precipitação efetiva

A precipitação efetiva (PE) do trecho da Mata do Paraíso no período de estudo, compreendido entre setembro de 2002 e maio 2003, foi de 849,6 mm, correspondendo a 81,7% da precipitação no aberto (PA) igual a 1.039,5 mm, em que a precipitação interna (PI) e o escoamento pelo tronco (Et) contribuíram, respectivamente, com 80,0 e 1,7% (Quadro 1).

Castro et al. (1983), realizando estudos de interceptação na mesma mata, mas em locais diferentes, encontraram PE igual a 87,6% da PA, com valores de PI e Et igual a 87,4 e 0,2%, respectivamente. As diferenças obtidas entre as duas avaliações podem ser devidas à metodologia, à própria condução do experimento ou, ainda, à amostragem. No entanto, os resultados indicaram também o efeito do fechamento e ingresso de espécies no dossel nesses 20 anos de diferença entre os dois trabalhos. Assim, a proporção de PI reduziu 7,4% e o Et aumentou, 1,5%. Resultado esse esperado, em razão avanço do estágio de regeneração do fragmento.

Percebe-se, na Figura 1, que a PE da Mata do Paraíso acompanhou o comportamento da PA nos meses entre setembro de 2002 e maio de 2003, apresentando valores mais elevados nos meses de novembro, dezembro e janeiro, que caracterizam a estação chuvosa e representam 75% da precipitação efetiva do ano hidrológico 2002-2003 da região. Os meses de outubro e abril foram os que apresentaram menor precipitação em aberto e, conseqüentemente, menor precipitação efetiva. Esses valores podem ser diferentes principalmente em virtude da quantidade de espécies, diversidade de espécies, idade de espécies, nível de inclusão de DAP, tipo de coletor de escoamento pelo tronco, arquitetura e forma de copa, estratificação das copas, filotaxia, tipo de folha, tamanho e forma da folha, tipo de casca e irregularidades no tronco.

Nas condições atuais de cobertura florestal e com as precipitações observada, notou-se que a precipitação efetiva e a precipitação em aberto têm alta correlação, conforme indica o coeficiente de determinação igual a 99% (Figura 2). Esse comportamento mostra o efeito linear das variáveis precipitação interna e escoamento pelo tronco, em virtude da precipitação em aberto. De acordo com Castro et al. (1983), como porcentagem da PA, a PI e o Et transformam-se em função logarítmica, ou seja, os valores tendem a se tornarem constantes a partir das chuvas de elevada altura pluviométrica.

3.2. Precipitação interna

Observou-se que a precipitação interna contribuiu com a maior parte da água que atingiu o solo da mata, com aproximadamente 831,7 mm correspondendo a 80,0% da precipitação em aberto. Cardoso et al. (2002), trabalhando no mesmo local, porém com menor intensidade amostral, verificaram que a precipitação interna representou 78% da precipitação em aberto.

Outros valores de precipitação interna observados em diversas regiões e ecossistemas apresentaram pouca diferença em relação ao encontrado neste trabalho, como: 87% na Amazônia venezuelana, 77% em floretas de terra firme na Amazônia, 80,5% em maciços florestais com características de cerradão no Estado de São Paulo, 80,7% numa floresta natural secundária do Parque da Serra do Mar, 89,6% na região de Cubatão (JORDAN e HEUVELDOP, 1981; FRANKEN et al., 1982; LEOPOLDO e CONTE, 1985; CICCO et al., 1988; NALON e VELLARDI, 1993).

Na Figura 3, verifica-se que a precipitação interna pode ser altamente relacionada com a precipitação em aberto, como indica o modelo de comportamento linear. A partir dessa equação, estimou-se a capacidade de retenção de água das copas que se limitou a 1,3 mm, valor muito próximo de 1,4 mm estimado por Lima e Leopoldo (2000) para uma mata ciliar. Llorens e Gallart (2000) observaram valores médios de capacidade de retenção da copa entre 1,2 - 2,7 mm em plantações de Pinus sylvestris com diferentes densidades. Já Klaassen et al. (1995), em florestas compostas por Quercus rubra, Quercus robur, Fagus sylvatica e Larix leoptolepus, verificaram valores variando de 0,1 a 0,6 mm.

3.3. Escoamento pelo tronco

O escoamento pelo tronco observado no trecho da Mata do Paraíso foi de 17,9 mm, valor que representa 1,7% da precipitação em aberto e 2,2% da precipitação interna (Quadro 1).

Esses porcentuais, apesar de pequenos, devem ser considerados de grande importância, pois a quantidade e a baixa velocidade da água que chega ao solo, através do escoamento pelo tronco, facilita a infiltração. Para alguns autores, o Et funciona como um mecanismo de auto-abastecimento que exerce efeito sobre a qualidade e quantidade de entrada de água no solo, resultante da distribuição localizada e significante ao redor dos troncos, principalmente durante o período seco (JOHNSON, 1990; PRICE, 1982; HUBER e OYARZÚN, 1983).

A partir da equação (Figura 4), estimou-se que o Et se tornará presente após a precipitação em aberto superior a 11,3 mm, valor esse quase três vezes maior que aquele encontrado por Lima e Leopoldo (2000), que foi de 4,2 mm em experimento montado em mata ciliar. A estimativa desse valor, tomando-se como variável independente a precipitação interna (Figura 5), evidenciou que o escoamento pelo tronco se tornará presente a partir da precipitação interna superior a 7,9 mm, valor próximo ao encontrado por Leopoldo (1981) na Floresta Amazônica, que foi de 8,5 mm.

4. CONCLUSÃO

Com base nos resultados apresentados, pode-se concluir que a precipitação efetiva no trecho da Mata do Paraíso foi de 849,6 mm, o que corresponde a 81,7% da precipitação em aberto, que foi de 1.039,5 mm. Observou-se também que essa precipitação estava assim distribuída: precipitação interna de 80,0% e escoamento pelo tronco de 1,7%. A perda por interceptação de 189,9 mm, que representa 18,3% da precipitação total no período compreendido entre setembro de 2002 e maio de 2003, é próximo dos valores reportados na literatura.

5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Recebido em 15.09.2003 e aceito para publicação em 25.11.2004.

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  15 Jun 2005
• Data do Fascículo
  Fev 2005

Histórico

• Recebido
  15 Set 2003
• Aceito
  25 Nov 2004