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Estoque de carbono em um fragmento de floresta estacional semidecídua no município de Ribeirão Grande, São Paulo

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L.S. Carvalho et al. Estoque de Carbono em Floresta Estacional 73 Ecologia e Meio Ambiente Estoque de carbono em um fragmento de floresta estacional semidecídua no município de Ribeirão Grande, São Paulo Carbon storage in a fragment of semideciduous seasonal forest in Ribeirão Grande, São Paulo, Brazil Lindomar dos Santos Carvalho 1 Roberta Macedo Cerqueira 2 Glauce Vitor da Silva 3 Elis Ribeiro Magno Silva 2 R E S U M O As florestas são consideradas grandes reservatórios de carbono, tendo em vista sua capacidade para remover o CO 2 da atmosfera. O presente trabalho tem como objetivo apresentar a biomassa e o estoque de carbono da cobertura vegetal de uma área de 0,7 hectares no município de Ribeirão Grande, São Paulo. Foram utilizados os dados de um levantamento florístico e fitossociológico realizado em 70 parcelas com dimensões 10 m x 10 m, onde foram amostrados indivíduos arbóreos, pertencentes a 175 espécies e 50 famílias. Através da aplicação de equações alométricas, o presente estudo estimou que o carbono total na área de estudo corresponde a 96,74 t C ha -1. Conclui-se que tal estoque de carbono é compatível com o encontrado em outras áreas, independentemente da localização e outros fatores, servindo de referência para futuros levantamentos. O estudo pode ser utilizado como um instrumento para a tomada de medidas preservacionistas que garantam a integridade da floresta e sua biodiversidade. Palavras-chave: Aquecimento global. Equações alométricas. Sumidouro de carbono. 1 Servidor Público. Capão Bonito, SP, Brasil. 2 Universidade do Estado do Pará, Centro de Ciências Naturais e Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais. Travessa Enéas Pinheiro, 2626, Marco, , Belém, PA, Brasil. Correspondência para/correspondence to: R.M. CERQUEIRA. 3 Universidade Federal do Pará, Instituto de Ciências Sociais Aplicadas, Faculdade de Turismo. Belém, PA, Brasil. 74 L.S. Carvalho et al. Estoque de Carbono em Floresta Estacional A B S T R A C T Forests are considered big carbon reservoirs given their capacity to remove CO 2 from the atmosphere. This paper aims to present the biomass and carbon storage of a vegetation area of 0.7 hectare in Ribeirão Grande, São Paulo. The study used the data from a floristic and phytosociological survey conducted in 70 plots measuring 10 m x 10 m, which sampled 1,653 individuals belonging to 175 species and 50 families. Allometric equations were then used to estimate the total carbon in the study area, which corresponded to t C ha-1. In conclusion this carbon storage is compatible with that found in other areas, regardless of location and other factors, serving as a reference for future surveys. Such study can be used as a tool for making preservationist decisions to ensure forest integrity and its biodiversity. Keywords:Global warming. Allometric equations. Carbon storage. I N T R O D U Ç Ã O O efeito estufa é um processo natural que mantém em níveis relativamente constantes a temperatura da Terra. Entretanto, a elevação da temperatura média do planeta, ou seja, o aumento do efeito estufa é resultante do acúmulo de gases capazes de reter calor. Um dos principais gases de efeito estufa é o dióxido de carbono (CO 2 ), resultante do processo de decomposição da matéria orgânica e de todo e qualquer processo de combustão. Segundo especialistas, o aumento do efeito estufa pode causar sérias mudanças climáticas e, como consequência, alterações ambientais. Por essa razão, tem-se buscado estimular o sequestro de carbono (C) (Ohse et al., 2007). Um dos papéis mais importantes desempenhados pelas florestas é a fixação do gás carbônico, via fotossíntese, na biomassa viva das árvores (Buckeridge & Aidar, 2002). Portanto, as florestas são consideradas sumidouros de carbono, uma vez que este fica estocado nestes reservatórios naturais (Soares et al., 2005). Entretanto, da mesma forma que elas absorvem o CO 2 da atmosfera, pelo processo fotossintético, o CO 2 é também emitido pelas florestas através da respiração, morte e decomposição das plantas. Sabe-se ainda que as florestas trocam CO 2 com o ambiente por meio de processos como emissões associadas a distúrbios como fogo, o desfolhamento por diversas causas e à exploração florestal. As mudanças nos estoques líquidos de carbono determinam se um ecossistema florestal será uma fonte ou sumidouro do carbono atmosférico (Nobre & Nobre, 2002). Neste cenário, uma floresta jovem, que esteja crescendo de forma acelerada, sequestra maiores volumes de carbono quando comparada à floresta madura (Ribeiro, 2007). Já a floresta madura atua como um reservatório, estocando carbono, mesmo que não esteja passando por um crescimento líquido. Assim, uma floresta jovem estoca menos carbono quando comparada a uma floresta madura, mas sequestra mais carbono da atmosfera ao longo do tempo. De acordo com Soares et al. (2005), embora as florestas possam desempenhar importante papel na captura do CO 2 atmosférico, a atividade florestal também é responsável pelo aumento da concentração desse gás. De acordo com o uso da floresta, todo o carbono acumulado é devolvido à atmosfera, por exemplo, na combustão da madeira para sua transformação em carvão ou no processo de polpação para a produção de papel. Neste sentido, a quantificação do carbono torna-se importante porque, durante a existência dessas florestas, são imobilizadas quantidades diferenciadas de carbono da atmosfera nos diferentes componentes da planta. Saidelles et al. (2009) afirmam que, em florestas plantadas, a captura e fixação de carbono ocorreram em maior proporção na madeira do que nos demais componentes da biomassa. Ao calcularem as concentrações de carbono estocado nos diferentes compartimentos das plantas, Saidelles L.S. Carvalho et al. Estoque de Carbono em Floresta Estacional 75 et al. (2009) encontraram uma estocagem na seguinte proporção: 64% na madeira, 11% na raiz, 9% na casca, 7% nos galhos vivos e 4% nos galhos mortos e nas folhas. Entretanto, Higuchi et al. (1998) afirmam que as concentrações médias de carbono estão 48% no tronco, 48% no galhos grossos, 47% nos galhos finos e 39% nas folhas. O papel das florestas tropicais nos ciclos biogeoquímicos, especialmente o do carbono e a sua relação com o efeito estufa, tem aumentado o interesse em estimativas da biomassa nestas florestas (Lacerda et al., 2009). Como consequência, o estudo de metodologias para estimar a biomassa de florestas tropicais tem sido objetivo de diversos trabalhos (Lima et al., 2002; 2003; Melo & Durigan, 2006; Velasco & Higuchi, 2007; Vieira et al, 2008; Cunha et al., 2009; Lacerda et al., 2009; Saidelles et al., 2009; Tanizake et al., 2009; Torres et al., 2013).Tais estudos apontam que as florestas tropicais representam grandes reservatórios de carbono, embora sua contribuição quantitativa ainda se encontre sob investigação. Neste cenário, descobertas recentes provenientes da avaliação de mudanças nos estoques de biomassa (Phillips et al., 1998) ou de medições diretas da troca líquida total do ecossistema (Grace et al., 1995) apontaram o importante papel das florestas tropicais como um sumidouro significativo de carbono (0,62 ± 0,37 t C ha -1 a -1, e até 5,9 t C ha -1 a -1, respectivamente). Phillips et al. (1998) sustentam que as florestas tropicais úmidas têm um papel importante no ciclo global do carbono, contemplando aproximadamente 40% do carbono estocado na biomassa terrestre, e são responsáveis por 30 a 50% de toda a produtividade terrestre. Lacerda et al. (2009) estimam que o estoque de carbono em uma árvore seja de 48 a 50% de sua biomassa seca. O Brasil apresenta uma faixa considerável do seu território composto por florestas nativas, as quais pertencem a diversos biomas. Dentre eles, a Mata Atlântica sensu latu (Joly et al., 1992) ou Domínio Atlântico (Galindo-Leal & Câmara, 2005) destacase pelo seu potencial de estabelecimento de projetos que visem a recompor suas áreas degradadas (Tambosi et al., 2014) e, ao mesmo tempo, gerar créditos de carbono. A Mata Atlântica sensu latu, um mosaico de biodiversidade brasileira, é composta de vários tipos de vegetação, distribuídos ao longo de 27 graus de latitude sul, com grandes variações de altitude, longitude, condições edáficas e climáticas. Como um verdadeiro hotspot, a Mata Atlântica brasileira tem níveis excepcionais de biodiversidade, que estão sob enorme pressão humana. Uma longa história de exploração dos recursos eliminou a maioria dos ecossistemas naturais e sua biodiversidade, restando entre 8 a 11% da extensão original da floresta (Pinto & Brito, 2005; Ribeiro et al., 2009). No estado de São Paulo, levantamentos recentes da cobertura vegetal mostram que restam apenas 12% da área ocupada pela vegetação nativa original, sendo que menos de 5% são efetivamente cobertas com florestas nativas com baixo grau de perturbação antrópica (Lacerda et al., 2009). O presente estudo teve como objetivo estimar a biomassa aérea e o estoque de carbono em um fragmento de floresta estacional semidecídua, numa área de mata nativa localizada no entorno de um empreendimento de mineração de calcário. As seguintes questões foram levantadas para a realização deste estudo: (a) a vegetação do entorno da área de mineração pode funcionar como um grande reservatório ou estoque de carbono para compensação das emissões produzidas pelas próprias atividades minerárias?; (b) o estoque de carbono encontrado na área pode ser compatível com o estoque de carbono encontrado em outras áreas de vegetação semelhante, independentemente da localização e possíveis fatores de perturbação? M A T E R I A L E M É T O D O S Descrição da área de estudo O estudo foi realizado em uma área de mata nativa em zona de transição entre a Floresta 76 L.S. Carvalho et al. Estoque de Carbono em Floresta Estacional Ombrófila Densa Atlântica (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, 2012) e a Floresta Estacional Semidecídua (Nave, 2005), localizada próxima a uma mina de extração de calcário, denominada Mina Limeira (Figura 1), no Município de Ribeirão Grande (SP), Brasil. Situando-se a uma latitude de 24º05 57 S, longitude de 48º21 55 W, a uma altitude média de 690 m, a área apresenta solo da classe Argissolo Vermelho-Amarelo e solos aluviais nas baixas vertentes. O clima da região é classificado de Cfa segundo Koppen, sendo uma região de transição climática entre o clima tropical quente, das latitudes baixas, e o temperado mesotérmico, das latitudes médias, com influência da altitude (Baider, 1999). O empreendimento Mina Limeira (pertencente a uma grande empresa mineradora) atua na exploração de metacalcários e argila para a produção de cimento. Obedecendo às condições legais para o desenvolvimento das atividades de exploração de calcário, a empresa dispõe de Licenças Ambientais e do Estudo de Impacto Ambiental/Relatório de Impacto Ambiental (EIA/RIMA), requisitos imprescindíveis para a realização de suas atividades. O empreendimento está localizado nas proximidades de importantes Unidades de Conservação do Estado de São Paulo (Vale do Ribeira), as quais representam um dos principais acervos de biodiversidade do referido estado, inclusive por possuir características da zona de transição entre a Floresta Ombrófila Inav Geosistemas SRL 2012 MapLink/Tele Atlas 2012 Cnes/Spot Image 24 o 10'09.73 o S 48 o 19'15.89 o 0 elev 906m Altitude do ponto de visão Figura 1. Área de coleta (contínuo de vegetação) com a posição das faixas (I, II, III, IV, V, VI e VII) onde estão instaladas as parcelas para acompanhamento da vegetação na Floresta Estaciona Semidecídua em Ribeirão Grande. A área destacada em vermelho trata-se da Mina Limeira. Fonte: Google Earth (imagem de domínio público). L.S. Carvalho et al. Estoque de Carbono em Floresta Estacional 77 Densa Atlântica para a Floresta Estacional Semidecídua (Nave, 2005). O entorno de toda a área de mineração é ocupada por vegetação nativa preservada e monitorada constantemente quanto às suas características estruturais e florísticas. Amostragem experimental Na área de estudo, foram instaladas 70 parcelas de 10 m x 10 m cada, totalizando uma área de 0,7 ha, ao longo da vegetação do entorno do empreendimento. Foram alocadas sete faixas com uma largura de aproximadamente 20 m cada, as quais partem do limite máximo que a Mina Limeira irá atingir e seguem em direção ao continuum de vegetação, distando entre si em 10, 20, 40, 80, 160, 320 e 640 m (Nave, 2007). Tendo a Estrada do Boituva e a Trilha da Jaguatirica como base, nos locais onde as faixas interceptavam a estrada e posteriormente a trilha, considerou-se 250 m para o lado direito e 250 m para a esquerda da faixa para determinar a área de amostragem (Nave, 2007). Dessa forma, a área amostral para cada faixa consistiu de 440 m de comprimento por 20 m de largura. Nestas parcelas foram plaqueteadas todas as árvores com Diâmetro à Altura do Peito (DAP) r4,78 cm. Este DAP foi escolhido para a realização do monitoramento ambiental por ser mais recorrente nos estudos de fitossociologia do estado de São Paulo e permitir comparações com outras áreas amostradas de formação florestal semelhante. As árvores mortas também foram desconsideradas, uma vez que estas não representam sumidouro, mas fonte de CO 2. A classificação das famílias segue a Angiosperm Phylogeny Group (APG III, 2009) e a grafia dos nomes científicos e autores segue a Lista de Espécies da Flora do Brasil (Forzza et al., 2012).A partir de medições e registros pela equipe executora, foi gerada uma tabela com dados dendrométricos como número de indivíduos, família, espécie, DAP e H (altura) das espécies. Os dados dentro das parcelas são coletados anualmente (trata-se de uma área de monitoramento ambiental). Foram utilizados para o cálculo de biomassa aérea viva e estoque de carbono deste trabalho os dados coletados por Gil et al. (2012). Aplicação de equações alométricas A respeito das equações para biomassas fresca e seca e estoque de carbono, Lacerda et al. (2009) afirmam que a quantidade de biomassa em uma floresta determina o potencial de estocagem de carbono, visto que 1 Mg de biomassa equivale a 0,5 Mg de carbono que poderia ser liberado na atmosfera devido a mudanças no uso da terra. Higuchiet al. (1998) desenvolveram equações alométricas em que, para se estimar a quantidade de carbono, inicialmente se realiza o cálculo de biomassa viva através do Peso Fresco (PF) da árvore. Segundo eles, 60% do valor do Peso Fresco (PF) corresponde ao Peso Seco (PS), uma vez que 40% é água. O total de Carbono (C) é 48% do Peso Seco (PS). No presente trabalho foram adotadas equações alométricas desenvolvidas para estimativa de biomassa viva acima do solo para florestas tropicais, conforme Velasco & Higuchi (2007) as utilizaram em seus estudos sobre estimativa de estoque de carbono em mata ciliar, através do Projeto Pomar. Para as palmeiras (Família Arecaceae) existentes na área, utilizou-se a seguinte equação: Equação I: ln (PF) = -1, ,548 * ln (DAP) [R 2 = 0,97 e S yx = 1.729] Sendo: PF = peso fresco, em kg DAP = diâmetro à altura do peito, em cm ln = logaritmo natural Segundo Higuchiet al. (1998), a Equação I utiliza apenas o DAP como variável independente, que é uma variável fácil de ser medida no campo, sem erros não amostrais. O único problema desta equação é que o peso será sempre o mesmo para um determinado diâmetro, independentemente da altura da árvore, da espécie e de outros atributos da 78 L.S. Carvalho et al. Estoque de Carbono em Floresta Estacional árvore. A Equação II foi utilizada para todas as outras espécies existentes na área: Equação II: ln (PF) = -2, ,038 * ln (DAP) + 0,902 * ln (H) [R 2 = 0,98 e S yx = 812] PS = 60% * PF C = 48% * PS Sendo: PS = peso seco, em kg PF = peso fresco, em kg C = carbono, em kg Sendo: PF = peso fresco, em kg DAP = diâmetro à altura do peito, em cm ln = logaritmo natural H = altura total da árvore, em m A incorporação da altura total (H) na Equação II permite estimar diferentes pesos para iguais DAP, o que não ocorre na Equação I. Aplicando as equações I (para as palmeiras) e II (para as demais árvores), é possível obter a quantidade de biomassa fresca (PF) em kg árvore -1. A partir do PF, calcula-se o PS, a partir do qual é possível determinar o Carbono (C), conforme segue (Higuchi et al., 1998): Mensuração da biomassa aérea Para a determinação da biomassa aérea dos indivíduos arbóreos vivos, foram aplicadas as equações alométricas I e II, acima descritas, calculando-se o PF das árvores encontradas nas parcelas da área de estudo. A partir da estimativa da biomassa viva, calculou-se o PS e, em seguida, calculou-se o estoque de carbono para cada indivíduo, sendo os resultados, desde logo, agrupados em famílias e espécies (Tabela1). Em seguida, realizou-se a soma do estoque de C de cada espécie encontrada (tonelada espécie -1 ), sendo, finalmente, o resultado extrapolado para um hectare, que passou a ser mensurado em t C ha -1. Tabela 1. Composição florística da Floresta Estacional Semidecídua Montana do Município de Ribeirão Grande e dados do peso fresco, peso seco, carbono (kg/árvore) e carbono total por espécie (t/espécie). 1 de 5 Família Espécie Peso Fresco Peso Seco (60%) Carbono (48%) Total Carbono/ Espécie kg/árv t/esp Anacardiaceae Schinus terebinthifolius Raddi 91,95 55,17 26,48 Annonaceae Apocynaceae Aquifoliaceae Araliaceae Arecaceae Asteraceae Bignoniaceae Boraginaceae Guatteria australis A.St.-Hil. Annonaceae sp.1 Annona neosericea H. Rainer Annona sylvatica A. St. -Hil. Xylopia brasiliensis Spreng. Xylopia langsdorfiana A.St.-Hil. & Tul. Aspidosperma parvifolium A. DC. Aspidosperma riedelii Müll. Arg. Ilexdumosa Reissek Araliaceae sp.1 Schefflera angustissima (Marchal) Frodin Euterpe edulis Mart. Piptocarpha angustifolia Dusénex Malme Jacaranda puberula Cham. Handroanthus chrysotrichus (Mart. ex DC.) Mattos Handroanthus serratifolius (A. H. Gentry) S. Grose Cordia salicifolia Cham. 240,86 37,09 328,44 73,93 41,83 27,16 62,88 53,69 833,59 23,62 305,46 28,49 177,43 56,64 37,08 121,02 101,4 144,52 22,26 197,06 44,36 25,10 16,29 37,73 32,22 500,16 14,17 183,28 17,09 106,46 33,99 22,25 72,61 60,84 69,37 10,68 94,59 21,29 12,05 7,82 18,11 15,46 240,08 6,80 87,97 8,21 51,1 16,31 10,68 34,85 29,20 1,01 0,66 0,11 0,13 0,72 0,09 0,15 0,10 0,05 0,07 0,18 L.S. Carvalho et al. Estoque de Carbono em Floresta Estacional 79 Tabela 1. Composição florística da Floresta Estacional Semidecídua Montana do Município de Ribeirão Grande e dados do peso fresco, peso seco, carbono (kg/árvore) e carbono total por espécie (t/espécie). 2 de 5 Família Espécie Peso Fresco Peso Seco (60%) Carbono (48%) Total Carbono/ Espécie kg/árv t/esp Burseraceae Protium heptaphyllum (Aubl.) Marchand 167,71 100,62 48,3 0,05 Cannabaceae Cardiopteridaceae Celastraceae Chrysobalanaceae Clethraceae Clusiaceae Cunoniaceae Cyatheaceae Elaeocarpaceae Euphorbiaceae Fabaceae Hypericaceae Indeterminada Lauraceae Protium heptaphyllum (Aubl.) Marchand Protium widgrenii Engl. Trema micranta (L.) Blume Citronella paniculata (Mart.) R. A. Howard Maytenus robusta Reissek Maytenus sp.1 Hirtella hebeclada Moric. ex. DC. Clethra scabra Pers. Garcinia gardneriana (Planch. & Triana) Zappi Lamanonia ternata Vell. Alsophila sp.2 Alsophila sp.3 Alsophila sp.4 Cyathea atrovirens (Langsd. & Fisch.) Domin Cyathea corcovadensis (Raddi) Domin Cyathea leucofolis Domin Cyathea sp.1 Cyathea sp.4 Cyathea sp.3 Sloanea hirsute (Schott) Planch. ex Benth. Actionstemon concolor (Spreng.) Müll. Arg. Alchornea glandulosa Poepp. & Endl. Alchornea triplinervia (Spreng.) Müll. Arg. Croton floribundus Spreng. Sapium glandulosum (L.) Morong Tetrorchidium rubrivenium Poepp. Andira anthelmia (Vell.) Benth. Andira sp.1 Copaifera trapezifolia Hayne Dalbergia frutescens (Vell.) Britton Fabaceae sp.1 Fabaceae sp.2 Inga marginata Willd. Inga sessilis (Vell.) Mart. Lonchocarpus campestris Mart. ex Benth. Lonchocarpus cultratus (Vell.) A.M.G. Azevedo & H.C. Lima Machaerium nyctitans (Vell.) Benth. Machaerium sp.1 Machaerium
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