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2011 Revegetação e FitoRRemediação Prof.a Sheila Mafra Ghoddosi Copyright © UNIASSELVI 2011 Elaboração: Prof.ª Sheila Mafra Ghoddosi Revisão, Diagramação e Produção: Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI Ficha catalográfica elaborada na fonte pela Biblioteca Dante Alighieri UNIASSELVI – Indaial. 577 G578r Ghoddosi, Sheila Mafra Revegetação e fitorremediação / Sheila Mafra Goddosi. 2ª ed. Indaial : Uniasselvi, 2011. 209 p. : il. Inclui bibliografia. ISBN 978-85-7830-479-9 1. Ecologia – Revegetação e fitorremediação I. Centro Universitário Leonardo da Vinci Impresso por: III apResentação Caro acadêmico, Ao escrever este Caderno de Estudos, espero compartilhar com cada um de vocês o prazer de estudar. Sendo assim, estamos iniciando o estudo da disciplina Revegetação e Fitorremediação. Esta disciplina tem como principal objetivo proporcionar uma aprendizagem autônoma sobre a recuperação de áreas degradadas. Este caderno está dividido em três unidades de estudo. Iniciamos com a Unidade 1, que tem o propósito de conceituar inúmeros termos que são utilizados em literaturas técnicas sobre o processo de recuperação. Essa unidade ainda aborda aspectos importantes da sustentabilidade dos sistemas humanos e naturais. A Unidade 2 trata sistematicamente dos benefícios ecológicos e econômicos da floresta, os fatores condicionantes para o seu estabelecimento da vegetação e a importância desses para o processo de recuperação. No entanto, no primeiro momento será conceituado o que é a água, o solo e a planta e depois a relação entre os três elementos, já que eles são partes integrantes do sistema da floresta ciliar. Por fim, na Unidade 3, estudaremos as práticas de restauração mais utilizadas atualmente, além dos processos de monitoramento e manutenção. Alguns aspectos pedagógicos foram inseridos para ajudá-lo no estudo das unidades: cada uma delas começa com um conjunto de conceitos primordiais que você precisa compreender. São notas que fornecem guias para aprofundamento, ou ainda, para indicação de outros trabalhos significativos; autoatividades para desafiar seu aprendizado e, ao final de cada unidade, nós teremos uma Leitura Complementar que enfatiza pontos importantes que foram tratados. Bom estudo! Prof.ª Sheila Mafra Ghoddosi IV Você já me conhece das outras disciplinas? Não? É calouro? Enfim, tanto para você que está chegando agora à UNIASSELVI quanto para você que já é veterano, há novidades em nosso material. Na Educação a Distância, o livro impresso, entregue a todos os acadêmicos desde 2005, é o material base da disciplina. A partir de 2017, nossos livros estão de visual novo, com um formato mais prático, que cabe na bolsa e facilita a leitura. O conteúdo continua na íntegra, mas a estrutura interna foi aperfeiçoada com nova diagramação no texto, aproveitando ao máximo o espaço da página, o que também contribui para diminuir a extração de árvores para produção de folhas de papel, por exemplo. Assim, a UNIASSELVI, preocupando-se com o impacto de nossas ações sobre o ambiente, apresenta também este livro no formato digital. Assim, você, acadêmico, tem a possibilidade de estudá-lo com versatilidade nas telas do celular, tablet ou computador. Eu mesmo, UNI, ganhei um novo layout, você me verá frequentemente e surgirei para apresentar dicas de vídeos e outras fontes de conhecimento que complementam o assunto em questão. Todos esses ajustes foram pensados a partir de relatos que recebemos nas pesquisas institucionais sobre os materiais impressos, para que você, nossa maior prioridade, possa continuar seus estudos com um material de qualidade. Aproveito o momento para convidá-lo para um bate-papo sobre o Exame Nacional de Desempenho de Estudantes – ENADE. Bons estudos! NOTA Olá acadêmico! Para melhorar a qualidade dos materiais ofertados a você e dinamizar ainda mais os seus estudos, a Uniasselvi disponibiliza materiais que possuem o código QR Code, que é um código que permite que você acesse um conteúdo interativo relacionado ao tema que você está estudando. Para utilizar essa ferramenta, acesse as lojas de aplicativos e baixe um leitor de QR Code. Depois, é só aproveitar mais essa facilidade para aprimorar seus estudos! UNI V VI VII UNIDADE 1 – DEGRADAÇÃO AMBIENTAL .................................................................................. 1 TÓPICO 1 – CONCEITOS BÁSICOS E NOÇÕES DE ECOLOGIA .............................................. 3 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................... 3 2 BIODIVERSIDADE .............................................................................................................................. 4 3 DEGRADAÇÃO ................................................................................................................................... 5 4 ÁREA PERTURBADA ........................................................................................................................ 7 5 RESILIÊNCIA ........................................................................................................................................ 7 6 ÁREA DE PRESERVAÇÃO PERMANENTE ................................................................................... 8 7 RESTAURAÇÃO .................................................................................................................................. 9 8 RECUPERAÇÃO ................................................................................................................................... 10 9 REABILITAÇÃO .................................................................................................................................. 11 10 REFLORESTAMENTO ..................................................................................................................... 11 11 REVEGETAÇÃO ................................................................................................................................ 12 12 FITORREMEDIAÇÃO ...................................................................................................................... 12 13 PRINCÍPIOS DE SUCESSÃO ECOLÓGICA ................................................................................ 14 14 BACIA HIDROGRÁFICA ................................................................................................................. 17 15 INTEGRAÇÃO E EVOLUÇÃO DOS CONCEITOS ................................................................... 18 RESUMO DO TÓPICO 1........................................................................................................................ 20 AUTOATIVIDADE ................................................................................................................................. 22 TÓPICO 2 – SUSTENTABILIDADE .................................................................................................... 23 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................... 23 2 SISTEMA HUMANO .......................................................................................................................... 24 3 PRINCÍPIOS DE SUSTENTABILIDADE ........................................................................................ 26 4 IMPACTOS AMBIENTAIS ................................................................................................................. 31 RESUMO DO TÓPICO 2........................................................................................................................ 34 AUTOATIVIDADE ................................................................................................................................. 37 TÓPICO 3 – TIPOS DE DEGRADAÇÃO .....................................................................................39 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................... 39 2 ATIVIDADES MINERADORAS ....................................................................................................... 40 3 AGRICULTURA E PECUÁRIA .......................................................................................................... 42 4 ÁREAS CONTAMINADAS POR RESÍDUOS OU REJEITOS PERIGOSOS ........................... 46 5 ÁREAS URBANIZADAS ................................................................................................................... 50 5.1 ESGOTO DOMÉSTICO ................................................................................................................... 52 LEITURA COMPLEMENTAR ............................................................................................................... 54 RESUMO DO TÓPICO 3........................................................................................................................ 56 AUTOATIVIDADE ................................................................................................................................. 59 sumáRio VIII UNIDADE 2 – A FLORESTA ................................................................................................................. 61 TÓPICO 1 – A FLORESTA ..................................................................................................................... 63 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................... 63 2 A FLORESTA ........................................................................................................................................ 64 2.1 FLORESTA CILIAR ......................................................................................................................... 64 2.2 EFEITOS DA PLANTA NA CONSERVAÇÃO DA ÁGUA E DO SOLO ................................. 71 RESUMO DO TÓPICO 1........................................................................................................................ 75 AUTOATIVIDADE ................................................................................................................................. 77 TÓPICO 2 – A ÁGUA E A FLORESTA CILIAR 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................... 79 2 RIOS ....................................................................................................................................................... 79 2.1 VELOCIDADE DA CORRENTE ................................................................................................... 87 2.2 DISTRIBUIÇÃO E MOVIMENTO DA ÁGUA NO SUBSOLO ................................................. 88 RESUMO DO TÓPICO 2........................................................................................................................ 91 AUTOATIVIDADE ................................................................................................................................. 93 TÓPICO 3 – SOLO: FATOR CONDICIONANTE PARA O DESENVOLVIMENTO DA FLORESTA CILIAR ................................................................................................. 95 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................... 95 2 FATORES DE FORMAÇÃO DO SOLO .......................................................................................... 96 2.1 RELEVO ............................................................................................................................................ 97 2.2 CLIMA ............................................................................................................................................... 99 2.3 MATERIAL DE ORIGEM .............................................................................................................100 2.4 ORGANISMOS ...............................................................................................................................100 2.5 TEMPO ............................................................................................................................................102 3 HORIZONTES E CAMADAS DE SOLOS ....................................................................................103 4 SOLOS DE AMBIENTES CILIARES .............................................................................................104 4.1 CARACTERIZAÇÃO DOS SOLOS DA FLORESTA CILIAR..................................................106 RESUMO DO TÓPICO 3......................................................................................................................109 AUTOATIVIDADE ...............................................................................................................................112 TÓPICO 4 – A PLANTA .......................................................................................................................113 1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................................................113 2 A ÁGUA NA PLANTA .......................................................................................................................114 2.1 ESTRATÉGIAS DAS PLANTAS PARA EVITAR A PERDA DE ÁGUA ................................115 2.2 ESTRATÉGIAS DAS PLANTAS PARA O EXCESSO DE ÁGUA NO SOLO ........................117 LEITURA COMPLEMENTAR .............................................................................................................119 RESUMO DO TÓPICO 4......................................................................................................................121 AUTOATIVIDADE ...............................................................................................................................123 UNIDADE 3 – PRÁTICAS DE RECUPERAÇÃO ............................................................................125 TÓPICO 1 – PLANEJAMENTO E ETAPAS DA RECUPERAÇÃO ..............................................127 1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................................................127 2 PLANO DE RECUPERAÇÃO DE ÁREAS DEGRADADAS .....................................................128 3 ETAPAS DE PLANEJAMENTO DA RECUPERAÇÃO ...............................................................129 3.1 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA A SER RECUPERADA E DAS CONDIÇÕES OPERACIONAIS ........................................................................................129 3.2 TRATAMENTO DA PAISAGEM .................................................................................................130 3.3 MECANISMOS DE FORNECIMENTO DE PROPÁGULOS ...................................................131 IX 3.4 LEVANTAMENTO DA VEGETAÇÃO REGIONAL E SUAS ESPÉCIES CARACTERÍSTICAS .......................................................................................131 3.5 DEFINIÇÃO DO USO FUTURO DA ÁREA .............................................................................131 RESUMO DO TÓPICO 1......................................................................................................................134 AUTOATIVIDADE ...............................................................................................................................135 TÓPICO 2 – TRATAMENTO DA PAISAGEM ................................................................................137 1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................................................137 2 TRATAMENTO DA PAISAGEM ...................................................................................................138 2.1 CONTROLEDA EROSÃO ...........................................................................................................139 2.2 RECOMPOSIÇÃO TOPOGRÁFICA ...........................................................................................139 2.3 CONSTRUÇÃO DE TERRAÇOS ................................................................................................140 3 TRATAMENTO DO SUBSTRATO .................................................................................................144 3.1 SUBSOLAGEM OU ESCARIFICAÇÃO DO SOLO ..................................................................144 3.2 ADUBAÇÃO ...................................................................................................................................145 3.3 ABERTURA DE COVAS ...............................................................................................................147 RESUMO DO TÓPICO 2......................................................................................................................149 AUTOATIVIDADE ...............................................................................................................................151 TÓPICO 3 – SELEÇÃO DO SISTEMA ..............................................................................................153 1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................................................153 2 CONDUÇÃO DA REGENERAÇÃO NATURAL .........................................................................155 3 ENRIQUECIMENTO .........................................................................................................................156 4 ADENSAMENTO DE ESPÉCIES COM MUDAS OU SEMENTES ..........................................158 5 IMPLEMENTAÇÃO DE ESPÉCIES VEGETAIS NATIVAS .......................................................158 6 DESCRIÇÃO DAS ATIVIDADES DE PLANTIO ........................................................................160 6.1 ISOLAMENTO DA ÁREA ............................................................................................................160 6.2 ELIMINAÇÃO SELETIVA OU DESBASTE DE ESPÉCIES COMPETIDORAS ....................161 RESUMO DO TÓPICO 3......................................................................................................................164 AUTOATIVIDADE ...............................................................................................................................166 TÓPICO 4 – PLANTIO .........................................................................................................................167 1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................................................167 2 PLANTIO ..............................................................................................................................................167 2.1 DISTRIBUIÇÃO DAS MUDAS ....................................................................................................168 2.2 CONTROLE DE FORMIGAS CORTADEIRAS .........................................................................168 2.3 O PLANTIO ....................................................................................................................................169 2.4 SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO FIXOS OU MÓVEIS ...................................................................176 2.5 REPLANTIO ...................................................................................................................................176 2.6 PODAS .............................................................................................................................................177 3 MONITORAMENTO DA ÁREA EM PROCESSO DE RECUPERAÇÃO ...............................177 3.1 CRONOGRAMA DE ACOMPANHAMENTO .........................................................................180 RESUMO DO TÓPICO 4......................................................................................................................183 AUTOATIVIDADE ...............................................................................................................................185 TÓPICO 5 – EXECUÇÃO DA RECUPERAÇÃO ..............................................................................187 1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................................................187 2.1 RECUPERAÇÃO DE ÁREAS DEGRADADAS POR MINERAÇÃO .....................................188 2.2 USO DOS SISTEMAS AGROFLORESTAIS PARA RECUPERAR ÁREAS DEGRADADAS POR ATIVIDADES AGROPECUÁRIAS .......................................................189 2.3 BIORREMEDIAÇÃO DE ÁREAS AFETADAS POR RESÍDUOS SÓLIDOS TÓXICOS ......191 2.4 RECUPERAÇÃO DE ÁREAS URBANIZADAS ........................................................................193 X 2.5 RECUPERAÇÃO DA FLORESTA CILIAR ................................................................................194 LEITURA COMPLEMENTAR .............................................................................................................196 RESUMO DO TÓPICO 5......................................................................................................................198 AUTOATIVIDADE ...............................................................................................................................200 REFERÊNCIAS .......................................................................................................................................201 1 UNIDADE 1 DEGRADAÇÃO AMBIENTAL OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM PLANO DE ESTUDOS A partir desta unidade você será capaz de: • conhecer alguns conceitos básicos sobre recuperação de áreas degradadas; • diferenciar os conceitos fundamentais vinculados ao processo de recupera- ção ambiental; • diferenciar o sistema natural do sistema humano; • caracterizar os princípios de sustentabilidade; • caracterizar os tipos de áreas degradadas. Esta unidade está dividida em três tópicos, sendo que ao final de cada um deles, você encontrará atividades que auxiliarão na apropriação dos conhecimentos. TÓPICO 1 – CONCEITOS BÁSICOS E NOÇÕES DE ECOLOGIA TÓPICO 2 – SUSTENTABILIDADE TÓPICO 3 – TIPOS DE DEGRADAÇÃO 2 3 TÓPICO 1 UNIDADE 1 CONCEITOS BÁSICOS E NOÇÕES DE ECOLOGIA 1 INTRODUÇÃO No Tópico 1 encontram-se descritos os principais conceitos referentes à revegetação e fitorremediação. O entendimento dos conceitos é de fundamental importância para os próximos tópicos e unidades do caderno. Então, bons estudos! A degradação ambiental assume atualmente proporções alarmantes, de forma que aproximadamente 15% do solo mundial se encontra, de alguma forma, degradado (GUERRA, 1999), seja por atividades agrícolas, industriais ou remoção da vegetação natural. Estas atividades geram consequências dos mais variados graus, desde a compactação do solo (CAMARGO et al., 2002) à fragmentação, redução e extinção de um grande número de espécies (CHAPIN et al., 2000; WERNECK et al., 2000). Dentre as áreas impactadas pela degradação, as formações florestais são claramente as mais afetadas. A degradação provocada pela ocupação humana pode ser entendida como um processo complexo, uma vez que a alteração de um determinado componente natural pode desencadear outros processos desestabilizadores do ecossistema. Por exemplo, a entrada do gado em uma floresta impede a sua regeneração natural. Se o gado não for retirado do ambiente, não haverá a entrada de novas espécies vegetais e nem o desenvolvimento de novos indivíduos. A degradação é considerada um dos mais importantes problemas ambientais da atualidade. O homem, ser inteligente em termos de produção de bens e produtos, tem sido incapaz de associar o desenvolvimento com a conservação ou recuperação dos ecossistemas. Como consequência, o processo de degradação inclui a reduçãoe o isolamento de populações da fauna e da flora, causando alterações muitas vezes irreversíveis, como a extinção de algumas espécies. Nestas áreas degradadas podem ocorrer mudanças na estrutura, na função e nas relações de interação existentes em um ecossistema, além da possibilidade de maximizar os efeitos das mudanças climáticas, em nível local e global. Os problemas decorrentes da degradação ambiental, portanto, afetam diretamente o homem. UNIDADE 1 | DEGRADAÇÃO AMBIENTAL 4 Por esses motivos existe atualmente uma crescente busca para minimizar ou impedir a realização de ações nocivas ao meio ambiente. Quando isto não é possível, o processo de recuperação se torna o caminho mais requerido para modificar o atual quadro de degradação ambiental. É importante ressaltar, porém, que a recuperação ambiental de uma área deve significar a reconstrução das complexas interações ali existentes e, para que isso ocorra, torna-se necessário entender essas interações e saber de que forma poderão interferir no processo de recuperação. Para isso, deve- se então identificar quais foram os processos envolvidos na degradação de uma determinada área, bem como a sua situação antecedente e a atual. Em função disso, a recuperação não pode ser considerada como um evento que ocorre em uma época ou prazo determinado, devendo sempre ser considerada como um processo de planejamento contínuo, que se inicia antes de uma atividade degradadora e termina muito depois do encerramento da atividade (BITAR, 1997). Uma boa sugestão de leitura para você aprofundar seus conhecimentos sobre o assunto é a tese intitulada “Desmatamento e recuperação de pastagens degradadas na região amazônica: uma abordagem através das análises de projetos”, disponível no endereço eletrônico: <http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11132/tde-09022004-144609/>. A partir da leitura, comece a esboçar um rascunho com as formas de abordagem dos diferentes conceitos que serão abordados neste tópico. 2 BIODIVERSIDADE A diversidade biológica ou biodiversidade, conforme a Convenção sobre Diversidade Biológica, aprovada na Rio-92, é definida, em seu artigo 2º, como “a variabilidade de organismos vivos de todas as origens, compreendendo, entre outros, os ecossistemas terrestres e marinhos, outros ecossistemas aquáticos e os complexos ecológicos de que fazem parte, envolvendo ainda a diversidade dentro de espécies, entre espécies e de ecossistemas” (GASTON, 2000). Para você aprofundar seus conhecimentos, leia o livro Biodiversidade/E. O. Wilson, editor; Frances M. Peter. Subeditor; Carlos Gabaglia Penna, coordenador da edição brasileira. Rio de Janeiro: Nova Fronteira, 1997. UNI UNI TÓPICO 1 | CONCEITOS BÁSICOS E NOÇÕES DE ECOLOGIA 5 A biodiversidade é um dos recursos renováveis essenciais, sendo formada por quatro componentes: energia (produtores – plantas), consumidores (herbívoros e carnívoros), decompositores (bactérias e fungos) e compostos químicos abióticos. A biodiversidade na Terra é um capital natural, já que fornece recursos para o desenvolvimento do homem e auxilia na preservação da qualidade do ar e da água, na manutenção da fertilidade do solo, decomposição de resíduos e controle de pragas. Portanto, compreender, proteger e manter a biodiversidade é um dos objetivos de práticas de recuperação. Conforme Townsend, Begon e Harper (2010), os ecossistemas têm sido ameaçados por um conjunto de influências humanas, principalmente por nosso crescimento populacional explosivo. Em decorrência deste fato, a taxa de extinção de espécies é alta. Mas, afinal, qual o valor das espécies, ou melhor, qual o valor da biodiversidade? Algumas espécies têm um valor direto e muitas espécies têm valor potencial que permanece desconhecido. Aproximadamente 40% dos medicamentos prescritos e não prescritos em todo o mundo têm princípios ativos extraídos de plantas e animais. Um exemplo clássico dessa utilização é a aspirina, que tem origem nas folhas do salgueiro branco (Salix alba). Já a rosa de Madagascar (Catharanthus roseus) produz dois componentes para medicamentos para leucemia. Portanto, estes são exemplos da importância da biodiversidade e seus serviços ecológicos prestados. 3 DEGRADAÇÃO Os ecossistemas terrestres dependem do solo, mas o conceito de solo varia conforme a ciência que o estuda e a função que lhe é dada. Para a ecologia, o solo é o local em que se processam parte dos ciclos naturais, principalmente o da matéria, o de nutrientes e o do ciclo hidrológico. As ações de retirada da floresta natural acarretam em perda de nutrientes, que são essenciais para o equilíbrio ecológico do ecossistema. Qualquer alteração do meio natural pode ser considerada uma forma de degradação. Ecossistema degradado, segundo Carpanezzi et al. (1990) apud Jesus (1994), é aquele que após distúrbios teve eliminados, juntamente com a cobertura florestal nativa, os seus meios bióticos de regeneração, como o banco de sementes e de plântulas. Essas áreas, muitas vezes, exigem intervenção com plantio de mudas associado a práticas de engenharia civil. As áreas em que a estrutura do solo for profundamente afetada pelos agentes de degradação precisarão de tratamento especial. As técnicas de plantio de mudas não bastam para refazer sequer a estrutura florestal nessas condições. UNIDADE 1 | DEGRADAÇÃO AMBIENTAL 6 A figura anterior ilustra, ainda, o processo erosivo causado pela energia da precipitação, pois cada gota de chuva que chega ao solo tem a capacidade de desagregar as partículas de solo. Após este processo, que é conhecido como “splash”, inicia-se o transporte das partículas de solo por meio do escoamento superficial. No primeiro momento, a água escoa em toda a superfície do terreno, depois por meio de fluxos lineares, ocorre a formação de escoamento concentrado formando ravinas e voçorocas. Para você entender melhor como ocorre o processo de degradação, considere a seguinte situação: Situação 1: faça um monte de areia e simule chuva por meio de um borrifador. Anote as alterações, e depois simule uma chuva torrencial com um copo de água no mesmo monte. Você vai perceber a diferença da força de cada gota de água conforme a intensidade da chuva em um solo sem cobertura vegetal. ATENCAO FIGURA 1 – ÁREA DEGRADADA COM REVOLVIMENTO DO SOLO FONTE: A autora. Para analisar o grau de intensidade de restrições que impedem a regeneração natural é necessário realizar levantamentos em campo. Portanto, para o diagnóstico prévio consideram-se degradadas as áreas que apresentam indícios de intervenções, como as de mineração, de ausência total da cobertura vegetal, de superfície espalhada, de movimentação de máquinas pesadas na área, de deposição de lixo ou de material de bota-fora, de processos erosivos acentuados e seus efeitos relacionados, entre outros. A figura a seguir ilustra áreas degradadas. Assim, você poderá compreender o processo de degradação em duas diferentes situações, sendo que na situação A encontramos uma área degradada para implantação de lagoas de piscicultura, enquanto que na situação B é a retirada da cobertura florestal para produção agrícola. A B TÓPICO 1 | CONCEITOS BÁSICOS E NOÇÕES DE ECOLOGIA 7 4 ÁREA PERTURBADA Uma área perturbada é aquela que sofreu distúrbios, mas manteve seus meios bióticos de regeneração. A ação humana, neste caso, não é obrigatória para a recuperação, pois a própria natureza se encarregará de tal tarefa (figura a seguir). Portanto, se a área mantém a sua capacidade de regeneração, denominada “resiliência”, ela é considerada perturbada, e a intervenção humana apenas acelera o processo de recuperação. Você verá, mais tarde, que reconhecer os mecanismos de resiliência de um ecossistema, para distinguir áreas perturbadas de áreas degradadas, são aspectos importantes para eficiência da estratégia e dos custos de um projeto de recuperação. DICAS FIGURA 2 – AMBIENTE PERTURBADO. (A): espécie jovem de Aspidosperma camporum(piquiá) em área de pastagem. (B): plântulas e jovens de Cupania vernalis (camboatá vermelho) em pastagem abandonada. FONTE: A autora. 5 RESILIÊNCIA Resiliência é o termo utilizado para expressar a capacidade de uma área retornar rapidamente a uma situação semelhante à sua estrutura original, após ter sido alterada (TOWNSEND, BEGON E HARPER, 2006). A intensidade e a longevidade das perturbações são os fatores determinantes da resiliência de um ecossistema. Por exemplo, uma área degradada que teve seus meios de regeneração natural eliminados apresenta baixa resiliência, contrastando com o conceito de área perturbada que possui de média a alta resiliência. UNIDADE 1 | DEGRADAÇÃO AMBIENTAL 8 6 ÁREA DE PRESERVAÇÃO PERMANENTE O conceito de Áreas de Preservação Permanente (APP) foi instituído nos artigos 2º e 3º do Código Florestal (Lei no 4.771/65 apud MEDAUAR, 2003). As formas de vegetação natural descritas nos incisos do artigo 3º só podem ser consideradas de preservação permanente se o poder público assim a declarar. Consideram-se áreas de preservação permanente as florestas e demais formas de vegetação natural situadas: • ao longo de rios e outros cursos d´água; • ao redor de lagoas, lagos ou reservatórios naturais ou artificiais; • ao redor de nascentes ou olho d´água; • no topo de morros, montes, montanhas e serras; • nas encostas ou partes destas com declividade superior a 45°; • nas restingas, como fixadoras de dunas ou estabilizadoras de mangues; • nas bordas dos tabuleiros ou chapadas, a partir da linha de ruptura do relevo, em faixa nunca inferior a 100 metros em projeções horizontais; • em altitudes superiores a 1.800 metros. Nesse sentido, a vegetação e as áreas ao longo dos cursos d’água, ao redor de nascentes e topos de morro são sempre lembradas como áreas prioritárias para a recuperação florestal (figura a seguir). FIGURA 3 – ÁREAS DE PRESERVAÇÃO PERMANENTE. (A): nascente; (B): rio com até 5 metros de largura; (C): rio com mais de 10 metros de largura; (D): topos de morro. FONTE: A autora. TÓPICO 1 | CONCEITOS BÁSICOS E NOÇÕES DE ECOLOGIA 9 Caro acadêmico! Para aprofundar os conteúdos, leia o texto: Área de Preservação Permanente. Disponível em: <http://www.ambientebrasil.com.br/composer.php3?base=./ snuc/index.html&conteudo=./snuc/artigos/preservacao.html>. UNI 7 RESTAURAÇÃO A definição de restauração ecológica não se apresenta óbvia como se mostra no primeiro momento, já que a Sociedade de Restauração Ecológica (SER) vem alterando essa definição nos últimos anos. O termo restauração é definido atualmente como sendo a reposição das exatas condições ecológicas da área degradada. A restauração de um ecossistema é complexa e com altos custos. A restauração é improvável quando o ambiente apresenta alto nível de degradação, como em áreas mineradas. Além disso, os projetos de restauração produzem comunidades florestais simplificadas, em relação às originais, ou comunidades que não podem se manter ao longo do tempo, ou seja, não atingindo o objetivo proposto pela restauração. NOTA Você já ouviu falar em restauração de construções antigas ou de obras de arte? Você sabe o que isso significa? Esse tipo de restauração deve estar voltado ao restabelecimento das características intrínsecas das construções históricas ou das obras de arte, de modo que não gerem falsificações históricas e temporais. Muitas pessoas, erroneamente, ainda associam a restauração com o conceito de renovação ou de reconstrução. E, nesse sentido, o conceito de restauração serve tanto para construções antigas ou obras de arte como para o ambiente natural, ou seja, buscando a restituição mais próxima possível da sua condição original! Para que a restauração consiga atingir o seu objetivo, é importante que envolva uma direção sequencial de metas, como, por exemplo, a restauração da riqueza das espécies da flora e da fauna, o monitoramento do desenvolvimento da estrutura da comunidade florestal e a verificação das ligações estabelecidas entre a estrutura e a função da comunidade em questão. Sendo assim, para restaurar um ecossistema torna-se necessária uma abordagem científica, implicando conhecimento e compreensão da complexidade inerente dos ecossistemas a serem restaurados. UNIDADE 1 | DEGRADAÇÃO AMBIENTAL 10 Nos próximos tópicos, vamos analisar as estratégias que podem ser adotadas para garantir que a matéria e a energia continuem na área e não se dissipem. 8 RECUPERAÇÃO O termo recuperação pode ser definido como o processo que visa à obtenção de uma nova utilização para uma área degradada. Rodrigues e Gandolfi (2000) adotam o termo recuperação como uma designação genérica de qualquer ação que possibilite a reversão de uma área degradada, para a condição não degradada. Conforme IBAMA (1990), recuperar significa retornar a área degradada às suas formas de utilização, mediante um plano definido para o uso do solo. Já Jackson et al. (1995) adotam uma terminologia diferenciada, definindo a recuperação como uma resultante num ecossistema estável e autossustentável, que pode ou não incluir algumas espécies exóticas e que inclui uma estrutura e função similares, mas não idênticas, às da formação original. A Lei no 9.985/2000 (MEDAUAR, 2003), que institui o Sistema Nacional de Unidades de Conservação (SNUC), define recuperação como a “restituição de um ecossistema ou de uma população silvestre degradada a uma condição não degradada, que pode ser diferente de sua condição original”. UNI Na restauração de um ambiente degradado, além da abordagem científica, é necessária a adequação dos objetivos com as características do ambiente. Os projetos de restauração, conforme Aumond (2003), necessitam de uma nova abordagem sistêmica integradora, considerando a teia complexa de fatores internos e externos dos ecossistemas. Deste modo, o autor considera que uma área degradada é como um sistema aberto com uma estrutura dissipativa, em que flui matéria (principalmente sedimentos e sementes) e energia (água), devendo levar a área ao fechamento de sua organização. As análises dos fluxos de matéria e energia são de fundamental importância para que se possa dar seguimento às atividades, procurando aumentar o nível organizacional do sistema. Essa organização, porém, provém do próprio ecossistema, cabendo ao homem apenas otimizar as forças de entropia presentes no sistema, convertendo-as a seu favor. Assim, os fatores ecológicos necessários à restauração ambiental podem ser restabelecidos, iniciando novos processos naturais em uma área sem grandes chances de recuperação natural, sem o auxílio humano. TÓPICO 1 | CONCEITOS BÁSICOS E NOÇÕES DE ECOLOGIA 11 NOTA É importante que você saiba que na literatura técnica, recuperação não é sinônimo de reabilitação nem de restauração. O seu significado é de reparação das principais características e também das funções degradadas, sem o necessário retorno às condições preexistentes. Na prática, o conceito de recuperação prevê atividades que permitem o desenvolvimento da vegetação nativa na área degradada ou a reutilização do que foi degradado para outros fins. O resultado desses processos dependerá do objetivo pretendido e da capacidade da área de suportá-lo. Essa afirmação é proposta pelo IBAMA desde 1990, que coloca ainda que a recuperação deva estar em conformidade com os valores ambientais, culturais e sociais locais. Desse modo, a recuperação encontra base conceitual e técnica para que se adotem diversas estratégias. Entretanto, o grande problema é que as áreas degradadas são ambientes que surgem por ação humana e os processos ecológicos para a recuperação são ainda pouco conhecidos, podendo gerar inúmeros projetos de recuperação sem sustentabilidade ambiental. 9 REABILITAÇÃO O conceito de reabilitação compreende a possibilidade de retorno das principais características inerentes da área. Ou seja, a reabilitação é o retorno da área degradada a uma situação alternativa estável.Isso ocorre mediante uma forte intervenção antrópica, sem que o ecossistema permaneça em condição irreversível de degradação. Conforme Primack e Rodrigues (2002), é a reabilitação de pelo menos algumas funções do ecossistema e de algumas espécies originais. Aplicando-se a estratégia de escarificação do solo de uma área minerada, por exemplo, é possível aumentar a taxa de infiltração, devolvendo a área à função hidrológica. 10 REFLORESTAMENTO Refere-se ao plantio de florestas em áreas consideradas florestais, porém temporariamente não florestadas, ou o processo contrário ao desflorestamento, que consiste na supressão de florestas. Difere, também, de florestamento, que é plantio de florestas em áreas não classificadas como florestais. Isso implica transformação da paisagem de não florestal para florestal. UNIDADE 1 | DEGRADAÇÃO AMBIENTAL 12 12 FITORREMEDIAÇÃO A fitorremediação é uma estratégia utilizada em situações onde ocorreu a contaminação do solo, envolvendo a utilização de espécies vegetais, além de práticas de agronomia que, se aplicadas em conjunto, removem, imobilizam ou tornam os contaminantes inofensivos para o meio ambiente. O processo de fitorremediação pode ser dividido conforme a técnica a ser utilizada, ou ainda, das propriedades químicas, biológicas e físicas do poluente a ser removido, imobilizado ou neutralizado. O processo de fitoextração, por exemplo, representa a absorção de contaminantes pelo sistema radicular. Os poluentes são transportados até a parte aérea da planta (folhas) e, depois, ficam ali acumulados. É utilizado para metais (Cádmio (Cd), Níquel (Ni), Cobre (Cu), Zinco (Zn), Chumbo (Pb)), podendo ser usado também para outros compostos inorgânicos e compostos orgânicos. Na fitoestabilização, os contaminantes, tanto os orgânicos quanto os inorgânicos, são incorporados à parede vegetal ou à matéria orgânica do solo. Essa técnica evita o movimento do contaminante, limitando sua difusão no solo, a partir da cobertura vegetal. 11 REVEGETAÇÃO Refere-se como revegetação a técnica que possibilita a criação de condições para que uma determinada área degradada recupere um número mínimo de características existentes no ecossistema original. Portanto, o objetivo fundamental é criar um ambiente florestal com características estruturais e funcionais próximas ao do ambiente florestal original. No entanto, para que ocorra um processo adequado de revegetação é preciso que haja diferentes espécies de cada grupo ecológico sucessional. Você verá mais adiante o significado de sucessão. Em projetos de revegetação, algumas etapas precisam ser seguidas, tais como: • implantação somente de espécies nativas com ocorrência regional; • utilização de espécies com informações sobre a sua produção em viveiro; • a implantação de um grande número de espécies; • levantamento histórico da área (utilização, solo, tipo de degradação); • caracterização de clima, solo (fertilidade, textura, permeabilidade, drenagem e profundidade), topografia, inundações periódicas; • caracterização do tipo de formação florestal existente; • escolha de espécies nativas regionais que sejam adaptadas ao local a ser revegetado. TÓPICO 1 | CONCEITOS BÁSICOS E NOÇÕES DE ECOLOGIA 13 A fitoestimulação abrange as raízes em processo de crescimento, que promovem a proliferação de microrganismos que degradam os metabólitos (contaminantes) da planta como fonte de carbono e energia. No entanto, a utilização da fitoestimulação é realizada somente para os contaminantes orgânicos. Na fitovolatilização, o mercúrio (Hg), o selênio (Se) e o arsênio (As) são absorvidos pelas raízes, convertidos em formas não tóxicas e depois liberados na atmosfera, sendo uma técnica utilizada apenas para os compostos orgânicos. No processo de fitodegradação, os contaminantes orgânicos são degradados ou mineralizados dentro das células vegetais por enzimas específicas. A rizofiltração é a técnica que emprega plantas terrestres para absorver, concentrar e/ou precipitar os contaminantes de um meio aquoso, particularmente metais pesados ou elementos radiativos, através do seu sistema radicular. Existem também as chamadas barreiras hidráulicas, que são árvores de grande porte que possuem a função de remover quantidades satisfatórias de água do subsolo ou dos lençóis subterrâneos, evaporando-a através de suas folhas. Os contaminantes presentes nessa água são vaporizados junto com a água ou são retidos nos tecidos vegetais. As copas vegetativas, também utilizadas, são coberturas vegetais (gramíneas, árvores) implantadas sobre aterros sanitários, possuindo a função de minimizar a infiltração de água da chuva e conter a disseminação dos resíduos poluentes. Os açudes artificiais são ecossistemas formados por solos orgânicos, microrganismos, algas e plantas aquáticas vasculares que trabalham em conjunto para promover o tratamento dos efluentes, através das ações combinadas de filtração, troca iônica, adsorção e precipitação. Caro acadêmico! Para aprofundar os conteúdos, leia o artigo: “Fitoestimulação por Stizolobium aterrimum como processo de remediação de solo contaminado com trifloxysulfuronsodium”. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/pd/v25n2/a04v25n2. pdf>. Após a leitura, faça um organograma com as ideias principais do texto. ESTUDOS FU TUROS UNIDADE 1 | DEGRADAÇÃO AMBIENTAL 14 13 PRINCÍPIOS DE SUCESSÃO ECOLÓGICA A sucessão ecológica é um processo de modificação do ambiente pelas espécies que compõem a comunidade do entorno. Ela se inicia com a colonização de uma área por espécies da flora com características ecológicas específicas. Você já deve ter percebido que um jardim sem cuidados, com o passar do tempo, tem inúmeras espécies germinando e estas espécies são dispersas por diferentes agentes, como aves, morcegos ou o próprio vento. Estas espécies são denominadas pioneiras, já que são as primeiras a colonizarem uma determinada área. Sucessão ecológica é um processo de modificação progressiva de uma comunidade vegetal, tanto na estrutura quanto na composição de seus indivíduos, até que atinja um estado de equilíbrio dinâmico com o ambiente. As modificações são causadas por alterações das condições abióticas e bióticas decorrentes de atividades dos próprios componentes da comunidade ou devido a fatores externos, com consequências na probabilidade de estabelecimento e sobrevivência de cada espécie (RICKLEFS, 2003). Agora, você deve pensar o que é necessário, na prática, para ocorrer um processo de sucessão. Então vamos analisar alguns pontos primordiais, tais como: a existência de uma área aberta onde espécies da flora possam se desenvolver, a entrada de novas espécies ao longo do tempo, e que as espécies que vão ocupando a área tenham um comportamento ecológico distinto. NOTA Mas afinal, o que é um comportamento ecológico distinto? Quando ocorre a sucessão, geralmente, há um aumento da complexidade e substituição de grupos de espécies vegetais. Esses grupos são a base do processo de sucessão e apresentam diferentes modos de adaptação ao ambiente e estratégias de desenvolvimento, especialmente em relação à quantidade de luz. Sendo assim, as espécies arbustivo-arbóreas podem ser classificadas em: • Pioneiras: espécies dependentes de luz. • Secundárias iniciais: essas espécies ocorrem em condições de sombreamento médio. • Secundárias tardias ou clímax: espécies que se desenvolvem em condições de sombra em nível leve ou denso, onde podem permanecer toda a vida, ou podem crescer até alcançar o dossel, ou seja, a copa de outras árvores de grande porte. TÓPICO 1 | CONCEITOS BÁSICOS E NOÇÕES DE ECOLOGIA 15 As espécies pioneiras ocupam lentamente um sítio disponível à colonização e facilitam o estabelecimento de outras espécies, pois agem como abrigo para os vetores de dispersão, melhoram as condições de fertilidade do solo e formam habitats adequados ao recrutamento. Dessa forma, espécies de ervas, arbustos, árvores pioneirasde ciclo de vida curto e longo constituem grupos ecológicos com funções distintas na regeneração da floresta (figura a seguir). FIGURA 4 – PROCESSOS FUNDAMENTAIS DA SUCESSÃO ECOLÓGICA FONTE: A autora. Climax Secundárias Colonizadoras Local disponível e adequado Disponibilidade de muitas espécies Espécies com comportamentos diferentes Pioneiras A sucessão ecológica pode ocorrer em solos nunca antes colonizados por espécies vegetais (por exemplo, o solo formado por lava de um vulcão em erupção), sendo este processo denominado sucessão primária. Quando um solo já colonizado sofre perda da sua cobertura florestal, o processo de retorno da vegetação é denominado sucessão secundária. A sucessão secundária é o meio pelos quais as florestas tropicais conseguem se renovar. A renovação ocorre a partir da cicatrização de áreas perturbadas que existem em diferentes momentos na floresta. Por exemplo, a queda natural ou provocada de uma ou mais árvores resulta em uma abertura no dossel da floresta, sendo que esta abertura é denominada de clareira. Nestas áreas, iniciará o processo de sucessão com as espécies pioneiras. UNIDADE 1 | DEGRADAÇÃO AMBIENTAL 16 O que é um propágulo? Um propágulo pode ser uma semente, um fruto ou qualquer outra parte de uma planta da qual se desenvolva outro indivíduo adulto. Então, podemos ver o processo de sucessão como um item importante para o planejamento de recuperação de uma área degradada. Mas, precisamos considerar que alguns estudiosos possuem uma visão diferenciada sobre esse processo, suas características e as suas consequências. Em uma visão tradicionalista, esse processo teria apenas um caminho para a comunidade clímax (figura anterior). No entanto, outros estudiosos consideram que não há apenas um caminho e não há apenas um único tipo de comunidade final estável e permanente (figura a seguir). A situação A mostra a sucessão seguindo uma direção unidimensional e a situação B, a sucessão ocorre em vários sentidos. Um exemplo prático da situação B é a presença de regeneração de espécies secundárias tardias em áreas recém-expostas e a presença de espécies pioneiras em uma comunidade composta principalmente de espécies secundárias tardias. FIGURA 5 – INTERPRETAÇÕES DIFERENTES SOBRE O PROCESSO DE SUCESSÃO SUCESSÃO ECOLÓGICA FONTE: A autora. Os componentes naturais que agem na sucessão e que respondem às perturbações do meio são as fontes de propágulos, os agentes responsáveis da dispersão, as condições microclimáticas e o substrato para o estabelecimento dos ingressos vegetativos. Quando um ou mais desses fatores não se mostram em condições de reagir prontamente, a resposta do ambiente como um todo pode falhar. UNI TÓPICO 1 | CONCEITOS BÁSICOS E NOÇÕES DE ECOLOGIA 17 Agora chegamos a um ponto em que você deve se perguntar qual a importância dessa mudança de visão para o processo de recuperação. A resposta é simples, não podemos desejar a reprodução em todas as áreas de uma comunidade única. Mas precisamos concentrar todos os esforços para garantir que os processos fundamentais da sucessão ocorram. NOTA Em 27 de agosto de 1883, a Ilha de Cracatoa, no Estreito de Sunda, na atual Indonésia, explodiu após meses de atividade vulcânica. A maior parte da ilha foi atirada para longe e toda a vida foi apagada. Quantidades imensas de cinzas cobriram a atmosfera, encobrindo o Sol e resultando em temperaturas frias por anos. No entanto, na década de 1920, as florestas fechadas já tinham se desenvolvido na maior parte de Cracatoa, e algumas espécies pioneiras foram expulsas. Você já sabe o que aconteceu na Ilha? O processo que ocorreu para o estabelecimento da floresta foi o que chamamos de sucessão ecológica. 14 BACIA HIDROGRÁFICA Define-se bacia hidrográfica como toda a área de captação natural de água da chuva que escoa pela superfície para determinado rio. Os limites são definidos pelo relevo compreendido entre o fundo do vale e os divisores de água (figura a seguir). Dependendo do relevo, a bacia hidrográfica apresenta diferentes tamanhos e formas. O rio principal, que dá nome à bacia, recebe a contribuição de seus afluentes. Cada um deles tem inúmeros tributários menores, alimentados por inúmeras nascentes. Assim, numa bacia hidrográfica há várias sub-bacias e muitas microbacias que são unidades fundamentais para a conservação, o manejo e a recuperação ambiental. UNIDADE 1 | DEGRADAÇÃO AMBIENTAL 18 FIGURA 6 – EXEMPLIFICAÇÃO DE UMA BACIA HIDROGRÁFICA Nascente Rio principal Foz FONTE: A autora. Portanto, a bacia hidrográfica é uma área natural de captação da água precipitada que faz convergir os escoamentos para um único ponto de saída, seu exutório. A bacia compõe-se de um conjunto de superfícies vertentes e de uma rede de drenagem formada por cursos de água que confluem até resultar um leito único, o exutório (TUCCI, 2000). A precipitação que cai sobre o solo infiltra-se lentamente, dependendo das condições do solo e da vegetação, até ocorrer a saturação completa. Após a saturação ocorre a formação do escoamento superficial, caso a precipitação persista. O escoamento superficial que ocorre em uma bacia hidrográfica pode ser considerado como a sua produção. Toda a água produzida tem como destino único o curso da água, que é o responsável em transportá-la até a saída da bacia. Nas áreas de inundação o comportamento é ambíguo, pois ocorre produção, no momento em que os rios estão com nível baixo, e o transporte quando os rios estão acima do nível normal. Sendo assim, a bacia hidrográfica pode ser considerada como um sistema físico em que a entrada de água é o volume precipitado e a saída é o volume de água escoado pela saída. 15 INTEGRAÇÃO E EVOLUÇÃO DOS CONCEITOS Os conceitos de degradação e recuperação são considerados de maneira integrada.De acordo com a abordagem da UICN (União Mundial para Natureza) (1991 apud MEDAUAR), os sistemas naturais são os “ecossistemas onde, desde a Revolução Industrial, o impacto do homem não foi maior do que o de quaisquer outras espécies nativas, e não afetou a estrutura do ecossistema”. TÓPICO 1 | CONCEITOS BÁSICOS E NOÇÕES DE ECOLOGIA 19 FIGURA 7 – RELAÇÃO ENTRE OS CONCEITOS DE RECUPERAÇÃO E RESTAURAÇÃO Degradação Restauração Reabilitação Redefinição Evolução do conceito FONTE: A autora. Outro aspecto bastante relevante para que você consiga perceber a evolução dos conceitos está ligado ao termo de sistemas degradados, que são considerados pela UICN (1991, p. 35) como “ecossistemas cuja diversidade, produtividade e condição para habitação foram enormemente reduzidas. A degradação dos ecossistemas da Terra é caracterizada por perda de vegetação e de solo”. Desse modo, com esse conceito, você pode perceber que as áreas degradadas são reconhecidas como insustentáveis, onde apenas a sua recuperação ou reabilitação poderá permitir que retorne a uma condição sustentável. O conceito de recuperação passou nas últimas décadas por um processo de evolução (figura a seguir), visto que houve uma ampla difusão sobre o restabelecimento das condições originais da área degradada, para a busca de uma determinada situação em que a estabilidade do ambiente fosse garantida. Além disso, é muito perceptível que a recuperação ambiental, como um processo complexo, necessita de realização por meio de um plano previamente elaborado e com objetivos bem estabelecidos e explicitados. Considerar ainda a importância de uma abordagem compatível com o desenvolvimento de atividades agropecuárias e de extrativismo mineral é fundamental para o sucesso das ações de recuperação. 20 Caro acadêmico! Neste primeiro tópico você estudou os seguintes aspectos que revisaremos agora: • A degradação ambiental assume atualmente proporções alarmantes, de forma que aproximadamente 15% do solo mundial se encontra de alguma forma degradado (GUERRA, 1999). • A degradação provocada pela ocupação humana pode ser entendida como um processo complexo, umavez que a alteração de um determinado componente natural pode desencadear outros processos desestabilizadores do ecossistema. • Biodiversidade é a variabilidade de organismos vivos de todas as origens, compreendendo, entre outros, os ecossistemas terrestres e marinhos, outros ecossistemas aquáticos e os complexos ecológicos de que fazem parte, envolvendo ainda a diversidade dentro de espécies, entre espécies e de ecossistemas (GASTON, 2000). • Aproximadamente 40% dos medicamentos prescritos e não prescritos em todo o mundo têm princípios ativos extraídos de plantas e animais. Um exemplo clássico dessa utilização é a aspirina, que tem origem nas folhas do salgueiro branco (Salix alba). Já a rosa de Madagascar (Catharanthus roseus) tem produzido dois componentes para medicamentos para leucemia. • Ecossistema degradado é aquele que após distúrbios teve eliminados, juntamente com a cobertura florestal nativa, os seus meios bióticos de regeneração, como o banco de sementes e de plântulas. • Área perturbada é aquela que sofreu distúrbios, mas manteve seus meios bióticos de regeneração. • A intensidade e a longevidade das perturbações são os fatores determinantes da resiliência de um ecossistema. • Área de Preservação Permanente são áreas de proteção legal, instituídas no ano de 1965, através do Código Florestal (Lei Federal 4.771). • Restauração é a reposição das exatas condições ecológicas da área degradada. • Recuperação é o processo que visa à obtenção de uma nova utilização para a área degradada. • Reabilitação compreende a possibilidade de retorno das principais características inerentes da área. Ou seja, a reabilitação é o retorno da área degradada a uma situação alternativa estável. RESUMO DO TÓPICO 1 21 • Reflorestamento é o plantio de florestas em áreas consideradas florestais, porém temporariamente não florestadas, ou o processo contrário ao desflorestamento, que consiste na supressão de florestas. • Revegetação é a técnica que possibilita a criação de condições para que uma determinada área degradada recupere um número mínimo de características existentes no ecossistema original. • Fitorremediação é uma estratégia utilizada em situações em que ocorreu a contaminação do solo. Envolve a utilização de espécies vegetais, além de práticas de agronomia que, se aplicadas em conjunto, removem, imobilizam ou tornam os contaminantes inofensivos para o meio ambiente. • A sucessão ecológica é um processo de modificação do ambiente pelas espécies que compõem a comunidade do entorno. Ela se inicia com a colonização de uma área por espécies da flora com características ecológicas específicas. • As espécies pioneiras ocupam lentamente um sítio disponível à colonização e facilitam o estabelecimento de outras espécies, pois agem como abrigo para os vetores de dispersão, melhoram as condições de fertilidade do solo e formam habitats adequados ao recrutamento. • A sucessão secundária é o meio pelo qual as florestas tropicais conseguem se renovar. A renovação ocorre a partir da cicatrização de áreas perturbadas que existem em diferentes momentos na floresta. • Bacia Hidrográfica é toda a área de captação natural de água da chuva que escoa pela superfície para determinado rio. Os limites são definidos pelo relevo compreendido entre o fundo do vale e os divisores de água. • A precipitação que cai sobre o solo infiltra-se lentamente, dependendo das condições do solo e da vegetação, até ocorrer a saturação completa. • A bacia hidrográfica pode ser considerada como um sistema físico em que a entrada de água é o volume precipitado e a saída é o volume de água escoado pela saída. 22 Olá, acadêmico! Agora é só você resolver as questões a seguir e estará reforçando seu aprendizado. Boa atividade! 1 Elabore uma tabela comparativa com os conceitos de área degradada e área perturbada. 2 Estabeleça diferenças e semelhanças entre os conceitos de recuperação, restauração e reabilitação. 3 Analise a figura a seguir para definir a sucessão ecológica. AUTOATIVIDADE FIGURA 8 – AMBIENTE EM PROCESSO DE SUCESSÃO ECOLÓGICA No caso de um rochedo sem nada, os primeiros seres que se instalam são: os líquens ervasbr ióf i tas arbustos árvores (clímax)→ → → → FONTE: Disponível em: <http://www.infoescola.com/ecologia/comunidade-climax/>. Acesso em: 26 maio 2011. 23 TÓPICO 2 SUSTENTABILIDADE UNIDADE 1 1 INTRODUÇÃO Neste tópico você vai estudar as alterações causadas pela atividade humana nos ecossistemas naturais, ou seja, os impactos humanos. Além disso, será abordada a sustentabilidade das atividades humanas e a distribuição da população como um dos grandes problemas da atualidade. A busca por um modelo de desenvolvimento sustentável e a sua implantação já vêm sendo discutidas e apoiadas pela sociedade humana, impulsionadas pelos diversos problemas, tais como: contaminação dos recursos naturais, desastres naturais, existência de grandes populações vivendo na miséria, efeitos do aquecimento global e a má distribuição da riqueza natural e humana. Diante disto, o modelo de desenvolvimento sustentável deve ser capaz de contribuir para a superação dos atuais problemas, bem como garantir a proteção e recuperação dos sistemas naturais. A implantação de uma estratégia de desenvolvimento deve estar baseada em um paradigma que englobe dimensões políticas, econômicas, sociais, tecnológicas e ambientais, mas que sirva, ainda, como base para a procura de soluções de caráter amplo para o desenvolvimento das populações mundiais. Você pode observar que a base deste paradigma é a visão sistêmica do caminho percorrido pelo homem. Quando uma atividade é denominada de sustentável, significa que pode ser contínua e repetida ao longo do tempo. A população mundial cresce de maneira insustentável, já que não podemos mais produzir alimentos em solos que não têm reposição de nutrientes. Por isso, a sustentabilidade é um dos conceitos centrais e a grande preocupação sobre o destino do planeta Terra e dos sistemas naturais. O reconhecimento da importância da sustentabilidade como uma preocupação crescente é partilhado pelos cientistas. Dentro desta visão, um sistema de desenvolvimento baseado no uso racional de recursos naturais; na redução, reutilização e reciclagem de resíduos; na distribuição justa dos recursos naturais e no respeito por todas as formas de vida oferece uma solução com equilíbrio dinâmico e, possivelmente, harmônico entre o homem e o meio natural. UNIDADE 1 | DEGRADAÇÃO AMBIENTAL 24 NOTA O conceito de desenvolvimento sustentável estabelece a possibilidade de desenvolvimento econômico efetivo alicerçado no tripé “Eficiência Econômica, Ecologia e Equidade, intra e entre gerações” (ROMEIRO, 2003). 2 SISTEMA HUMANO Os efeitos do crescimento da população humana são a raiz de muitos problemas ambientais, já que este aumento de pessoas significa maior procura por recursos; maior demanda de recursos energéticos, geralmente, não renováveis; maior produção de alimentos pela agricultura, entre outras demandas. O grande ponto é, com certeza, o da sustentabilidade, pois não podemos continuar utilizando o capital natural desta maneira. O crescimento populacional é o ponto central da discussão. A população cresce a uma taxa de aceleração e com aumento na taxa por indivíduo. Para você entender o que significa este crescimento, analise a seguinte afirmação: A taxa atual de crescimento da população humana mundial é insustentavelmente alta. Antes da muito difundida revolução agrícola do século XVIII, a população humana levou aproximadamente mil anos para dobrar de tamanho. Recentemente, o total tem duplicado mais ou menos a cada 43 anos (TOWNSEND; BEGON; HARPER, 2006). Por meio desta afirmação, você pode perceber que estamos em crescimento insustentável, embora agora seja menor do que já foi. Entretanto, precisamos considerar que em um espaço limitado e com recursos limitados não poderíamos crescer continuamente.Então, uma pergunta é importante. Qual é a capacidade suporte do planeta Terra? Esta resposta não é fácil, já que existem inúmeras estimativas. De qualquer forma, todas admitem que a população humana é limitada “de baixo” pelos seus recursos, em vez de “de cima” por seus inimigos naturais. A doença infecciosa é a principal ameaça ao bem-estar humano, já que muitas doenças se disseminam em populações mais densas. O principal limite imposto ao número de pessoas na Terra é a capacidade de produção de alimentos. No entanto, entre 1961 e 1996, o suprimento de alimento per capita em países desenvolvidos aumentou 32%, e a proporção da população mundial subnutrida caiu 10%. Porém, 840 milhões de pessoas passam fome no mundo e a taxa de crescimento na produção de alimento per capita está caindo. TÓPICO 2 | SUSTENTABILIDADE 25 A maioria dos alimentos é cultivada de maneira extensiva em monoculturas, que maximizam a produção. Isso acontece porque o agricultor controla e otimiza a densidade da população, quantidade e a qualidade de seus recursos e, muitas vezes, controla as condições climáticas (temperatura e umidade). A desvantagem da monocultura é a facilidade de disseminação de doenças devido à homogeneidade de espécies e características genéticas. Uma área com monoculturas perde sua biodiversidade e, com isso, um recurso vital com grande variedade de genes, espécies, ecossistemas e processos biológicos. Para produzir alimento ou exercer qualquer outra atividade, o homem utiliza a tecnologia para alterar o meio natural e atender às suas necessidades e desejos, de modo que ameaça a sobrevivência de muitas outras espécies e pode, por fim, reduzir a qualidade de vida da população em sociedade. A sobrevivência humana depende de modificações, construções ou degradações de porções cada vez maiores dos sistemas naturais da Terra. As atividades antrópicas afetam aproximadamente 83% da superfície terrestre. Você pode perceber, por meio da análise da tabela a seguir, algumas características dos sistemas naturais e dos sistemas humanos. TABELA 1 – ALGUMAS CARACTERÍSTICAS DOS SISTEMAS NATURAIS E DOS SISTEMAS HUMANOS FONTE: Adaptado de: Miller (2007). As atividades humanas têm contribuído para o crescimento de impactos ambientais negativos, já que utilizam a tecnologia para alterar boa parte da natureza para atender às suas crescentes necessidades. Os impactos ocasionam: • Redução da biodiversidade ao destruir, fragmentar, degradar ou simplificar os habitats naturais, acarretando na perda acelerada do capital natural. • Utilização e destruição de um percentual cada vez maior da produtividade da Terra. • Proliferação de espécies nocivas e bactérias causadoras de doenças. O uso excessivo de agroquímicos e antibióticos acelerou a seleção natural entre as populações de bactérias e pragas de reprodução rápida e levou à resistência genética a esses produtos químicos. • Eliminação de predadores, simplificando e prejudicando as cadeias alimentares e os ecossistemas naturais. Propriedade Sistemas naturais Sistemas humanos Complexidade Alta complexibilidade biológica Biologicamente simples. Fonte de energia Energia solar (renovável). Energia não renovável (combustíveis fósseis) . Produção de resíduos Alta geração (matéria orgânica) e alta taxa de decomposição. Alta geração de resíduos não decompostos. Nutrientes Alta geração e reciclagem. Baixa geração e perda. UNIDADE 1 | DEGRADAÇÃO AMBIENTAL 26 • Introdução de espécies exóticas competidoras que prejudicam o desenvolvimento de espécies nativas. • Utilização de recursos renováveis em taxas maiores do que a reposição, por exemplo: em determinadas áreas, a taxa de bombeamento da água doce de aquíferos subterrâneos é maior do que a taxa de recarga. • Interferência na ciclagem química e nos fluxos de energia nos ecossistemas. Um exemplo desta interferência é o aumento de dióxido de carbono na atmosfera devido, principalmente, à queima de combustíveis fósseis. • Utilização de energia não renovável. Os sistemas de combustíveis fósseis normalmente geram poluição e desperdiçam energia. Portanto, para a sobrevivência da população humana é preciso explorar e modificar o ambiente natural. Mas, finalmente, estamos começando a entender que qualquer introdução do homem na natureza provoca inúmeros efeitos. O desenvolvimento da sociedade humana enfrenta dois grandes desafios, sendo: • Precisamos manter o equilíbrio entre as comunidades alteradas pelo homem e as comunidades naturais, das quais a nossa espécie depende. • Precisamos diminuir a velocidade em que estamos simplificando e degradando a natureza para os nossos fins. Estes desafios podem ser superados quando aprendermos como a Terra funciona, e ao trabalhar em conjunto com os seus processos naturais podemos sustentar a qualidade de vida para a espécie humana e evitar a extinção prematura de metade das espécies dos biomas prevista para este século, como resultado dos oito fatores que vimos acima. 3 PRINCÍPIOS DE SUSTENTABILIDADE Podemos desenvolver economias e sociedades mais sustentáveis se imitarmos os princípios que a natureza usa para se adaptar e se sustentar há vários bilhões de anos. A tabela a seguir apresenta uma descrição dos princípios e algumas formas de como o homem pode ser mais sustentável. Esses princípios operacionais da natureza estão relacionados um ao outro. A falha de qualquer um dos princípios pode levar à insustentabilidade temporária ou de longo prazo e à modificação de ecossistemas, economias e sociedades humanas. TABELA 2 – IMPLICAÇÕES DOS PRINCÍPIOS DE SUSTENTABILIDADE (ESQUERDA), OBTIDOS COM A OBSERVAÇÃO DA NATUREZA, PARA A SUSTENTABILIDADE DO HOMEM (DIREITA) A LONGO PRAZO Como a natureza funciona Lições para a sustentabilidade Utilização de energia solar renovável. Depender em grande parte de energia solar renovável. Reciclagem contínua de nutrientes e resíduos. Prevenir e reduzir a poluição, reciclar e reaproveitar os recursos. TÓPICO 2 | SUSTENTABILIDADE 27 FONTE: Adaptado de: Miller (2007). Utilização de recursos de uma espécie por interações com seu ambiente e outras espécies. Reduzir a natalidade humana e evitar desperdício de recursos para impedir a sobrecarga ambiental. Reduzir a degradação de seus recursos. Outro princípio importante é a biodiversidade, mas evidências indicam que os seres humanos estão acelerando o fim de um crescente número de espécies. Dados indicam que antes do aparecimento do homem na Terra, a taxa de extinção era de aproximadamente uma espécie por ano para cada milhão de espécies na Terra. Isso representa aproximadamente 0,0001% ao ano. A taxa atual é de pelo menos 1.000 a 10.000 mil vezes maior que a taxa anterior à presença humana, ou seja, de pelo menos 0,1 a 1% ao ano. UNI Para você entender quantas espécies estes dados representam, vamos supor que a taxa de extinção seja de 0,1%. Perdem-se 5.000 mil espécies por ano, se houver 5 milhões de espécies na Terra. Atualmente, 1,8 milhão de espécies foi descrita pelos cientistas (figura a seguir), mas o número de espécies com certeza é maior. Algumas estimativas apontam uma riqueza global de 3 a 30 milhões de espécies (GASTON, 1998). Você pode perceber como sabemos pouco sobre as espécies que habitam a Terra. Muitas espécies foram extintas sem serem descobertas e muitas encontram-se sob algum grau de ameaça de extinção. Estas podem ser classificadas da seguinte forma: • Vulnerável: quando existe a probabilidade de 10% de que ela será extinta nos próximos cem anos. • Em perigo: quando a probabilidade é de 20% nos próximos 20 anos e/ou em 10 gerações. • Criticamente em perigo: se o risco de extinção for igual ou superior a 50% nos próximos cinco anos ou nas duas próximas gerações. UNI Para você entender a importância desta classificação, 43% das espécies de vertebrados têm sido classificadas como estando em perigo. UNIDADE 1 | DEGRADAÇÃO AMBIENTAL 28 FIGURA 9 – LISTA DE ESPÉCIES DESCRITAS PELOSCIENTISTAS 960.000 espécies de insetos, sendo 600.000 de besouros 270.000 espécies de plantas 12.000 espécies de anfíbios e répteis 4.500 espécies de mamíferos 9.000 espécies de bactérias e vírus 10.000 espécies de aves 70.000 espécies de fungos 400.000 espécies de invertebrados FONTE: Adaptado de: Townsend; Begon e Harper (2006). A grande preocupação da extinção prematura das espécies nativas é o impacto sobre o ambiente natural e humano. A extinção deve ser evitada, já que há um valor instrumental que se baseia na sua utilidade na forma de serviços ecossistêmicos. Para você entender o que é um serviço prestado pelo ambiente natural, observe um rio protegido pela floresta e um rio sem proteção de suas margens. Você notará que em um dia de chuva a transparência da água é afetada, então a vegetação realiza um serviço que é a filtragem da água que chega ao rio. Outro valor instrumental são as informações genéticas presentes nas espécies, que lhes permitem se adaptarem a diferentes condições ambientais. As informações genéticas são importantes para a agronomia, já que novos tipos de safras são produzidos com estas informações. Além disso, são elaboradas vacinas, por exemplo, contra a hepatite B. As ações antrópicas devem proteger as espécies contra a extinção prematura e evitar a degradação dos ecossistemas e de sua biodiversidade. A maior ameaça para uma espécie é a perda e a degradação do seu habitat, ou seja, do local onde vive. A figura a seguir ilustra as causas básicas e secundárias da ameaça e extinção prematura das espécies nativas. TÓPICO 2 | SUSTENTABILIDADE 29 FIGURA 10 – DEGRADAÇÃO DO CAPITAL NATURAL: CAUSAS BÁSICAS E SECUNDÁRIAS DO ESGOTAMENTO E EXTINÇÃO PREMATURA DAS ESPÉCIES NATIVAS • Perda de habitat • Degradação e fragmentação do habitat • Introdução de espécies exóticas • Mudança climática • Poluição • Crescimento populacional • Crescimento utilização de recurso • Ausência de responsabilidade ambiental • Desigualdade social FONTE: A autora. A degradação e a fragmentação do habitat são fatores importantes na extinção prematura das espécies. A fragmentação do habitat ocorre quando uma área florestal é reduzida em tamanho e dividida em pequenas porções isoladas. Esse processo divide populações da flora e da fauna em grupos menores, que se tornam vulneráveis a predadores, espécies competidoras, patógenos e mudanças do clima. Além disso, a fragmentação cria barreiras reprodutivas. Você pode observar que o desmatamento é a causa mais comum da fragmentação ou da destruição do habitat. A maior parte das florestas temperadas nativas dos países desenvolvidos foi degradada e nos trópicos a taxa de desmatamento é de 1% ou mais por ano. Como consequência, mais da metade do habitat dos animais nativos foi destruída. Causas secundárias Causas básicas UNIDADE 1 | DEGRADAÇÃO AMBIENTAL 30 NOTA A área de floresta devastada na Amazônia Legal entre agosto de 2009 e julho de 2010 foi de 6.451 quilômetros quadrados, o que representa a menor taxa anual de desmatamento registrada desde 1988, quando teve início a série de medições feitas pelo INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais). (<http://www.bbc.co.uk>). Os estados que apresentaram a maior taxa de desmatamento foram: Minas Gerais (909 km2), Paraná (545 km2), Bahia (462 km2) e Santa Catarina (329 km2) (<http://www.institutocarbonobrasil.org.br/>). A invasão de espécies exóticas em novas áreas geográficas pode ocorrer de maneira natural ou por meio da interferência humana. As espécies introduzidas afetam as comunidades naturais. Uma das principais geradoras de biodiversidade é a ocorrência de espécies exclusivas daquela região, fazendo com que habitats diferentes sejam diferentes em função das espécies presentes. O principal efeito da introdução de espécies exóticas é a redução da biodiversidade, tornando ambientes homogêneos. A figura a seguir mostra as ameaças às espécies que vivem em fragmentos ou em ambientes homogêneos. Você vai perceber que esta figura é o somatório de tudo o que já foi discutido. Os espirais de extinção podem diminuir progressivamente o tamanho das populações naturais, conduzindo-as de forma irreversível à extinção. Atualmente, temos algumas espécies que podem entrar no espiral da extinção, tais como: Ocotea catharinensis (canela preta) e Chrysocyon brachyurus (lobo-guará), que apresentam suas populações subdivididas e com menor capacidade de adaptação devido à redução de variabilidade genética. FIGURA 11 – ESPIRAIS DE EXTINÇÃO Menor capacidade de adaptação (variabilidade genética) Maior variação demográfica Variação ambiental ou catástrofes Extinção • Destruição do hábitat • Degradação ambiental • Fragmentação do hábitat • Sobre exploração • Influência de espécies exóticas População subdividida Menor tamanho populacional FONTE: Adaptado de: Primack (1993). TÓPICO 2 | SUSTENTABILIDADE 31 Portanto, você pode perceber que a chave de tudo é o planejamento ambiental para minimizar a ocorrência de impactos ambientais decorrentes da atividade humana exploratória. A ocupação precisa ser orientada para conservar e proteger o capital natural e garantir a qualidade dos serviços ecossistêmicos. Isso é possível por meio da conciliação do crescimento econômico e da preservação ambiental, para alcançar o desenvolvimento sustentável. ESTUDOS FU TUROS Você vai estudar, na Unidade 3, que quando uma comunidade foi alterada ou degradada, a recuperação é uma medida necessária para permitir a sustentabilidade do ambiente. 4 IMPACTOS AMBIENTAIS Estudamos no item anterior o sistema humano e seus efeitos sobre o sistema natural. Portanto, qualquer atividade que o homem exerce sobre o meio natural resulta em impactos. Então, vamos definir o que é impacto ambiental considerando a legislação brasileira. Conforme consta na Resolução CONAMA no 01/86 (MEDAUAR, 2003), pode-se considerar impacto ambiental como “qualquer alteração das propriedades físicas, químicas e biológicas do meio ambiente causada por qualquer forma de matéria ou energia resultante das atividades humanas que direta ou indiretamente, afetam: I – a saúde, a segurança e o bem-estar da população; II – as atividades sociais e econômicas; III – a biota; IV – as condições estéticas e sanitárias do meio ambiente; e V – a qualidade dos recursos ambientais”. Uma importante ferramenta para alcançar o desenvolvimento sustentável é a elaboração de Estudos de Impacto Ambiental (EIA). Este pode ser considerado um instrumento técnico-científico de caráter multidisciplinar que é capaz de definir, mensurar, monitorar, mitigar e corrigir os possíveis efeitos de uma determinada atividade sobre determinado ambiente. A análise adequada destes estudos possibilita uma adoção de postura preventiva antepondo-se e sobrepondo- se à postura curativa, que gera mais custos e prejuízos para o desenvolvimento. A postura curativa, geralmente, é ineficiente ao combate à ocorrência de impactos ambientais, mas é adotada pelos governantes devido ao baixo custo de planejamento. Para que este estudo seja um instrumento orientativo é necessária a adoção de uma linguagem clara e acessível para a sociedade, por isso, o documento é apresentado sob a forma de Relatório de Impacto ao Meio Ambiente (RIMA). UNIDADE 1 | DEGRADAÇÃO AMBIENTAL 32 A Resolução CONAMA no 01/86 (MEDAUAR, 2003) define quais os empreendimentos possuem obrigatoriedade de elaboração de EIA e de seu respectivo RIMA. O Decreto no 750/93 (MEDAUAR, 2003), criado com base no art. 14 da Lei no 4.771/65 (MEDAUAR, 2003), impõe obrigatoriedade na elaboração desse instrumento quando se tratar de supressão da flora nativa de floresta atlântica primária e secundária, em atividades de utilidade pública e/ou interesse social. A Política Nacional do Meio Ambiente (PNMA – Lei no 6.938/81) coloca o alicerce dos instrumentos de licenciamento ambiental, e, ainda, define sua obrigatoriedade, discorrendo sobre suas etapas. No mesmo
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