As florestas têm grande importância no cenário atual de mudanças climáticas, pois contribuem para a redução do efeito estufa por intermédio da absorção de dióxido de carbono e estoque desse nutriente. Esse serviço ecossistêmico é especialmente importante em Florestas Tropicais (FT) em razão de sua alta produtividade, elevada extensão (1,7 milhões km²) e elevada diversidade de espécies (Bunker et al. 2005), sendo consideradas grandes reservatórios de carbono (C) (Malhi et al. 1999). A biomassa viva acima do solo (BAS) é responsável por uma fração significativa desse total de C, contribuindo para o ciclo global do nutriente (Phillips et al. 1998).

A Mata Atlântica (MA) é a segunda maior floresta do continente americano e uma das mais ameaçadas, pois seus fragmentos somam pouco mais de 10% da extensão original (Ribeiro et al. 2009). O conhecimento disponível ainda é limitado para compreender como as mudanças recentes (fragmentação e mudanças climáticas) interferem na estruturação dos processos e no funcionamento da MA. Esse conhecimento é essencial para o estabelecimento de ações de conservação, manejo e recuperação das florestas e para o estabelecimento de indicadores de avaliação e monitoramento das áreas.

O Projeto Temático Biota Gradiente Funcional (FAPESP 03/12595-7) teve início em 2005 com o intuito de investigar de maneira multidisciplinar a composição florística, estrutura e funcionamento da Floresta Ombrófila Densa Atlântica (FOD Atlântica) localizada na região nordeste do Estado de São Paulo. Inicialmente, foram estabelecidas parcelas permanentes ao longo do gradiente altitudinal (0-1100 m) no Parque Estadual da Serra do Mar (Núcleos Picinguaba e Santa Virgínia). A escolha da região foi devido à ausência de trabalhos focados nas variações florística e estrutura da floresta nas escarpas da Serra do Mar. O projeto concentrou-se em pesquisas sobre diversidade do componente arbóreo, funcionamento de ecossistemas, estrutura, dinâmica, reprodução, polinização e atributos funcionais das plantas. Nessa primeira etapa, foram implantadas 14 parcelas permanentes (1 hectare cada) seguindo o protocolo RAINFOR adaptado por Joly et al. (2012) para o plaqueamento, mapeamento e medição de indivíduos com DAP ≥ 4,8 cm (diâmetro à altura do peito).

Posteriormente, a área foi ampliada pelo Temático “Crescimento populacional, vulnerabilidade e adaptação: dimensões sociais e ecológicas das mudanças climáticas no litoral de São Paulo” (FAPESP 08/58159-7), que incluiu 2 ha no Núcleo Caraguatatuba, e também pelo programa PELD/CNPq, que incluiu áreas em 600, 800 e 1200 metros de altitude (Núcleos Picinguaba e Cunha). Este conjunto de parcelas, conhecido como sítio PELD/FGAF visa consolidar a infraestrutura e as linhas de pesquisa implantadas pelo Temático Biota Gradiente Funcional e, atualmente, conta com 19 parcelas permanentes para monitoramento da vegetação distribuídas em uma área de ca. 600 km² (Figura 1). Recentemente, com o Projeto “ECOFOR: Biodiversidade e funcionamento de ecossistemas em áreas alteradas pelo homem nas Florestas Amazônica e Atlântica” (NERC/FAPESP 12/51872-9), as áreas de estudo se expandiram para um gradiente de fragmentação entre as vertentes das Serras do Mar e da Mantiqueira (Figura 2).

A infraestrutura estabelecida pelo projeto permite a identificação de alterações na composição, estrutura e funcionamento deste hotspot de biodiversidade a longo prazo. Esse acompanhamento é importante, uma vez que a Mata Atlântica tem quantidades totais mais elevadas de carbono do que a Amazônia. Assim, a MA pode ser mais sensível às mudanças climáticas, porque o aquecimento irá alterar as taxas de decomposição e mobilizar C armazenado, tornando-se uma provável fonte de emissão deste nutriente.


Figura 1 – Localização do sítio FGAF/PELD (Functional Gradient of Atlantic Forest). Os ícones brancos no mapa referem-se aos pontos nos quais as parcelas (um hectare cada) estão instaladas, englobando quatro núcleos do Parque Estadual da Serra do Mar: Picinguaba, Caraguatatuba, Santa Virgínia e Cunha


Figura 2 - Ilustração mostrando os principais elementos levantados para o banco de dados geográficos elaborado para o planejamento do projeto ECOFOR.

FLORESTA

A Mata Atlântica (MA) é a segunda maior floresta do continente americano e uma das mais ameaçadas, pois seus fragmentos somam pouco mais de 10% da extensão original (Ribeiro et al. 2009). Em função dessa fragmentação, da elevada diversidade de espécies e do altíssimo grau de endemismos, a MA é classificada como um hotspot de biodiversidade (Myers et al. 2000). A maior parte dos remanescentes está no Estado de São Paulo (Hirota 2003), onde é encontrada também a maior área protegida da MA: o Parque Estadual da Serra do Mar (PESM), onde este projeto é desenvolvido. Contudo, o conhecimento disponível ainda é limitado para compreendermos como as mudanças recentes (fragmentação e mudanças climáticas) interferem na estruturação dos processos e no funcionamento da MA. Esse conhecimento é essencial para o estabelecimento de ações de conservação, manejo e recuperação das diferentes fisionomias da floresta e para o estabelecimento de indicadores de avaliação e monitoramento das áreas. Assim, o objetivo do projeto é investigar de maneira multidisciplinar a composição florística, estrutura e dinâmica do funcionamento da Floresta Ombrófila Densa Atlântica dos Núcleos Caraguatatuba, Cunha, Picinguaba e Santa Virginia, PESM, São Paulo, Brasil e, em colaboração com outros projetos, comparar estas características com fragmentos menores hoje existentes em áreas privadas.

SÍTIO PELD/FGAF (Functional Gradient of Atlantic Forest)

O projeto de criar o sitio PELD visa a consolidação da infra-estrutura e das linhas de pesquisa implantadas na região através dos Programas BIOTA e Mudanças Climáticas da FAPESP. O sítio abrange quatro núcleos do PESM: Caraguatatuba, Cunha, Picinguaba e Santa Virginia. A vertente Picinguaba-Santa Virgínia-Cunha se justifica pela necessidade de cobrirmos todas as fitofisionomias que compõem a Floresta Ombrófila Densa Atlântica: Floresta de Restinga (Picinguaba); Floresta Ombrófila Densa das Terras Baixas (Picinguaba); Floresta Ombrófila Densa Submontana (Picinguaba); Floresta Ombrófila Densa Montana (Santa Virgínia) e Floresta Ombrófila Densa Alto Montana (Cunha). A inclusão das áreas no Núcleo Caraguatatuba se justifica pelo objetivo de monitorar, a médio e longo prazo, os possíveis impactos da implantação da Unidade de Tratamento de Gás (UTGCA) da Petrobrás na Floresta Ombrófila Densa Atlântica. Atualmente, a área total estudada, disponível de modo não contínuo, é de 20 hectares.

METODOLOGIA

  • Componente florístico e fitossociológico - estão sendo utilizadas as 20 Parcelas Permanentes já instaladas na região. A implantação das parcelas, o plaqueamento, o mapeamento e a medição de indivíduos com DAP ≥ 4,8 cm (diâmetro à altura do peito ≥ 1,30),seguiu o protocolo RAINFOR adaptado por Joly et al. (2012);

  • Torre Micrometeorológica de Fluxo - estuda as interações floresta-atmosfera no que tange a trocas de CO2 e água e foi implantada no Núcleo Santa Virgínia/PESM entre 2007 e 2008, pelo Projeto Temático BIOTA Gradiente Funcional. O sítio experimental está estabelecido na microbacia do Ribeirão Casa de Pedra (RCP), com área de ~2,5 km2, altitude de 900 a 1000 m, definida entre 23º17' a 23º24'S, e 4Sº03' a 45º11' W;

  • Tempo de residência do carbono (C) – para o compartimento “Madeira Morta”, ou coarse wood debris (CWD), são usadas medições da dinâmica da madeira seguindo o método estabelecido por Keller et al. (2004). Amostragem de tronco e raízes das árvores serão utilizadas para análise radiocarbônica da celulose. A quantificação da produção anual de raízes finas será feita através de coletores com diâmetro de 14cm e profundidade de 30cm (Metcalfe et al. 2007; Aragão et al. 2009). O conteúdo de radiocarbono na serapilheira, nas raízes mortas e na matéria orgânica do solo será usado para determinar o tempo de residência do C nestes compartimentos do ecossistema. Finalmente, o teor de 14C no CO2 respirado da superfície do solo e em incubações será usado para estimar a idade média de C respirado do ecossistema;

  • Impactos da deposição de compostos nitrogenados da UTGCA - são utilizados mostradores passivos para deposição de N via NO2, HNO3, NH4, e mostradores ativos (aerossóis) para NO3- e NH4+. Alterações no solo serão monitoradas com coletas e análises químicas sistemáticas a cada 6 meses. Foram selecionadas espécies arbóreas que ocorrem tanto nas proximidades da UTGCA (Núcleo Caraguatatuba-área impactada) como fora de sua área de influência (Núcleo Picinguaba-controle) para o acompanhamento de possíveis alterações no metabolismo do nitrogênio. O crescimento de indivíduos destas espécies é acompanhado utilizando-se bandas dendrométricas para o monitoramento de possíveis alterações nas taxas de crescimento. Através de equações, o incremento no diâmetro poderá ser transformado em carbono, e a comparação entre as áreas permitirá determinar se o incremento de nitrogênio no solo, por deposição dos compostos emitidos pela UTGCA, altera a taxa de fixação de carbono;

  • Manejo sustentável do fruto de Euterpe edulis Mart. (Arecaeae) – atualmente, o principal Produto Florestal Não Madeireiro da Floresta Ombrófila Densa Atlântica é o palmito da palmeira juçara (E.edulis), cuja extração provoca a morte da palmeira e causa sérias alterações ambientais. No entanto, esta palmeira oferece outro recurso econômico de grande valor e de menor impacto ambiental, que é a polpa do fruto, similar em aparência e valor nutricional ao açaí extraído da espécie amazônica, o E. oleracea Mart. O Plano de Manejo do Núcleo Picinguaba do PESM define áreas com possibilidade de usos especiais, denominadas Zonas Histórico-Culturais Antropológicas (ZHCA), devido à presença das comunidades tradicionais. Nas ZHCA do entorno do Núcleo Picinguaba a exploração do fruto já vem acontecendo desde 2005, assim como também já ocorre o manejo nas Zonas de Amortecimento do entorno do Núcleo Santa Virgínia. O objetivo deste subprojeto é gerar, através de censos anuais e estudos fenológicos, um conjunto de dados sólidos que permitam a determinação de cotas de extração de frutos que contribuam com a renda das populações tradicionais, sem afetar a regeneração e manutenção da população da espécie.

O projeto é norteado pelas seguintes perguntas:
a) Na transição da região tropical para a região subtropical, a topografia e a face de exposição da vertente são componentes mais importantes do que a altitude na composição florística do estrato arbóreo da Floresta Ombrófila Densa (FOD) Atlântica?
b) A Floresta Ombrófila Densa Atlântica é um sumidouro ou uma fonte de emissão de CO2?
c) De que forma varia o tempo de residência do carbono na vegetação e no solo ao longo de um gradiente altitudinal de FOD Atlântica, e como este parâmetro é afetado pelas mudanças climáticas globais?
d) A deposição de compostos nitrogenados oriundos da Unidade de Tratamento de Gás implantada pela PETROBRAS em Caraguatatuba, afeta de forma diferenciada o crescimento de espécies arbóreas, de forma a alterar, em médio e longo prazos, a composição florística da FOD Atlântica na área de influência da UTGCA?
e) Dados de dinâmica populacional, tais como de taxas de crescimento anuais e fenologia, em diferentes altitudes na FOD Atlântica, permitiriam determinar formas de manejo do fruto do Euterpe edulis Mart. (Arecaceae), como forma de aumentar a renda de populações no entorno de Unidades de Conservação?

Considerando que o projeto se desenvolve sobre uma base de conhecimento acumulada nos últimos 10 anos, nos próximos 4 anos será possível alcançarmos os seguintes objetivos:
a) Biodiversidade, estrutura e dinâmica do componente arbóreo da FOD arbórea: determinar quais os principais fatores abióticos que indicam o limite de ocorrência das espécies. Desta forma será possível rever a classificação de Veloso et al (1991), adaptando-a para um recorte regional;
b) Papel da FOD Atlântica como sumidouro ou fonte de emissão de CO2: determinar, a partir de uma série temporal de 5 anos contínuos de medição, as tendências de valores do balanço líquido;
c) Tempo de residência do carbono na vegetação e solo: determinar a médio prazo, a partir de uma linha de base estabelecida, as tendências e os valores, complementando o item acima;
d) Impacto da deposição de compostos oriundos da Unidade de Tratamento de Gás implantada pela PETROBRAS em Caraguatatuba (UTGCA): além da linha de base, será possível indicar tendências;
e) Manejo do fruto de Euterpe edulis Mart. (Arecaceae): a partir da integração dos dados deste projeto aos já existentes e/ou que estão sendo gerados por outros projetos na região, será possível determinar cotas de coleta de frutos em cada fitofisionomia da FOD Atlântica.

Com 20 hectares de áreas sendo permanentemente monitoradas, o projeto resultou até o momento em cerca de 160 trabalhos, parte dos quais (71) são publicações em periódicos científicos de abrangência internacional (Figura 1). A atuação da equipe PELD-Biota Gradiente ampliou a distribuição espacial dos sítios de pesquisa do Parque Estadual da Serra do Mar/Núcleo Picinguaba (PESM/Picinguaba), já que até meados dos anos 2000 a maioria concentrava-se na Praia da Fazenda, Casa da Farinha e arredores (Figura 2). A partir de 2005, com a implantação das parcelas, um novo sítio na Fazenda Capricórnio começou a ser estudado e, com mais de 200 espécies arbóreas registradas em um único hectare, é a área que abriga a maior diversidade de todo o gradiente (EISENLOHR et al., 2013). Nesta área, foi registrada uma nova espécie de Myrtaceae: Calyptranthes ubatubana Sobral & Rochelle (SOBRAL et al., 2014), que é a família com o maior número de espécies em todas as parcelas (JOLY et al., 2012).


Figura 1 – Trabalhos produzidos no âmbito do Projeto Temático Biota Gradiente Funcional (FAPESP 03/12595-7) fracionado de acordo com o nível de escolaridade.


Figura 2 – Coletas realizadas no Núcleo Picinguaba entre 1985 e 2014. Nas colunas que especificam o local da coleta, somente as coletas com indicação exata da área foram registradas. Fonte: Species Link

Embora as áreas de menor altitude (0-100 m acima do nível do mar) contribuam para Biomassa Acima do Solo (BAS=166,3 Mg ha-1) e estoque total de carbono (320 Mg ha-1), é na maior altitude (> 1000 m) que estão os maiores valores desses componentes, chegando a 283,2 Mg ha-1 e 460 Mg ha-1, respectivamente (ALVES et al., 2010; VIEIRA et al., 2011). Os levantamentos têm demostrado que a Mata Atlântica é bastante heterogênea quanto à estrutura e composição de sua comunidade arbórea, mesmo em escala local. Alguns dos fatores que determinam essa heterogeneidade têm sido averiguados, e a topografia, os distúrbios e as mudanças associadas à disponibilidade de luz e nutrientes provavelmente controlam essa distribuição da biomassa (ALVES et al., 2010), da mesma forma que controlam os padrões de vegetação ao longo do gradiente estudado (EISENLOHR et al., 2013). Portanto, além da latitude e altitude, que norteiam a classificação das fitofisionomias da Mata Atlântica pelo IBGE, outros fatores abióticos parecem ser determinantes em escala local.

O desenvolvimento desse projeto a longo prazo gera um conjunto de dados que auxiliará no manejo sustentado de espécies locais que contribuam com a renda das populações tradicionais, sem afetar a regeneração e manutenção dessas espécies, como no caso da palmeira juçara (Euterpe edulis Mart.). Atualmente, o palmito retirado desta espécie é o principal Produto Florestal Não Madeireiro da Floresta Ombrófila Densa Atlântica e sua extração provoca a morte da palmeira causando sérias alterações ambientais. No entanto, a espécie oferece outro recurso econômico de grande valor e menor impacto: a polpa do fruto, similar em aparência e valor nutricional ao açaí extraído da espécie amazônica E. oleracea Mart. A população desta espécie na Floresta Montana (> 1000 m) apresenta o dobro de indivíduos quanto comparada à Floresta das Terras Baixas, porém os indivíduos adultos desta floresta produzem maior número de cachos, compensando a menor densidade.

Nossos resultados mostram que os benefícios mais importantes trazidos pela prática da extração do açaí de juçara são: o entendimento sobre a necessidade da preservação da espécie no local como forma de garantir a manutenção do recurso por um longo período de tempo, o aumento de renda das comunidades e a diversificação das atividades produtivas por meio da criação e organização de associações. Entre as dificuldades encontradas destacam-se: espaço para a estocagem das polpas, oscilações da oferta de frutos maduros, como p.ex. a baixa safra observada em 2014 devido ao longo período de estiagem, problemas com a gestão das associações e a falta de pessoal capacitado para divulgação do trabalho e para buscar novos compradores dos produtos e tornar a atividade autossustentável.