Anais do 1º Seminário Manejo Sustentável de Produtos Florestais ...
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MANEJO SUSTENTÁVEL DA MICROBACIA HIDROGRÁFICA
Silvio F. B. FerrazLaboratorio de Hidrologia Florestal (LHF)
Depto de Ciências FlorestaisESALQ/USP
Manejo de bacias hidrográficas
Gregory & Walling, 1973
Manejo “sustentável” de bacias
Figura: Naiman, 2005
Perpetuação dofuncionamentohidrológico
Manutenção doPotencial produtivo
Conservação da biodiversidade e
processos ecológicos
Conservação x florestas plantadas
Brockerhoff et al., 2008Brockerhoff et al., 2008
Biodiversidade
Perdas de solo e água
Escalas de sustentabilidade hidrológica
Adapted from Lima et al., 2008
• Disponibilidade de água• Precipitação• Evapotranspiração potencial• Balanço hídrico• Legislação ambiental• Produtividade esperada
Saúde da microbacia• Demanda de água• Balanço hídrico• Regime de vazão• Ecossistema aquático
Planejamento do uso do solo• desenho de estradas• zona ripária• hidrologia de solos• planejamento da colheita
Prática de manejo• Espécies• Melhoramento genético• Espaçamento• Rotação• Manejo florestal• Conservação de solos• Colheita
MACROESCALA MESOESCALA MICROESCALA
Aspectos de manejo
Aspectos naturais
Manejo adaptativo
Avaliação
Planejam
ento
Monitoramento
Ação
2
ReMAM(Rede de monitoramento ambiental de microbacias)
� Microbacias experimentais
� Avaliação dos efeitos hidrológicos do manejo florestal;
� Indicadores
� Vazão
� Balanço hídrico
� Parâmetros físicos e químicos da água
ReMAM(Rede de monitoramento ambiental de microbacias)
� Microbacias experimentais
� Avaliação dos efeitos hidrológicos do manejo florestal;
� Indicadores
� Vazão
� Balanço hídrico
� Parâmetros físicos e químicos da água
Sustentabilidade da microbacia
� Perpetuação do funcionamento hidrológico
� Manutenção do potencial produtivo do solo
� Conservação da biodiversidade e processos ecológicos
Lima (1998)
Q
∆t
∆Q
> Escoamento direto
> Infiltração
tAgra, 2002
Q
∆t
∆Q
> Escoamento direto
> Infiltração
> Escoamento direto
> Infiltração
tAgra, 2002
Perpetuação do funcionamento hidrológico
� Balanço hídrico em microbacias� Deflúvio anual� Regime de vazão
� Alteração do deflúvio após o corte raso� Equalização do deflúvio ao longo do ciclo de
produção
� Proteção de zonas ripárias� Contribuição para o escoamento direto� Equilíbrio do regime hídrico
Plantios florestais: efeitos positivos ou negativos na água? Depende:
� Arranjo espacial dos plantios e áreas naturais
� Práticas de manejo florestal� Uso da água pela floresta� Disponibilidade hídrica
regional� Características de solos� Impacto do plantio
comparado com outras alternativas
� Plantios florestais consomem muita água?
Adapted from Brockerhoff et al., 2008
3
Balanço hídrico
Farley et al. (2005): 26 microbacias experimentais:
� Eucalipto reduz mais o deflúvio do que Pinus (75% e 40%, respectivamente.
� Redução do deflúvio aumenta com o a idade até se tornar estável.
� Onde deflúvio médio anual < 10% da precipitação média anual, o riacho pode secar.
� Onde deflúvio médio anual = 30% da precipitação, a redução esperada é de cerca de 50%.
Balanço hídrico
Lima, 1990
Impacto do corte raso
Lima et al., 2008
E. Saligna (Itatinga, SP)
0
400
800
1200
1600
2000
91
-92
92
-93
93
-94
94
-95
95
-96
96
-97
97
-98
98
-99
99
-00
00
-01
01
-02
02
-03
Ano Hídric o
mm
/an
o
P (mm)
Q (mm)
C orte ra so
Microbacia de Pinus (área: 44ha)
Microbacia de floresta nativa (área: 48ha)
Resposta hidrológica
Monitoramento da paisagem
Ferraz, S.B.F.; Ferraz, F.F.B.; Augusti, J.C., 2001, 2005, 2008
Esquema conceitual
� Manejo florestal� Diversidade de clones� Diversidade de idades� Disponibilidade de água
� Manejo de áreas naturais� Tamanho� Isolamento� Borda� Diversidade� Valor de conservação
ÍndiceGlobal
4
Diversidade espaço-temporal dos plantios
Homogeneidade de idades nos plantios
Maior diversidade de idades dos plantios
Ferraz et al. (em prep.)diversidade
Efeitos do planejamento do uso da terra: legislação ambiental
Ferraz & Pereira, 2010
Uso da terra atual
APP + RL
Áreas hidrologicamente sensíveis
Ferraz et al., 2002
microbacia do Banhado
(IP)
Zakia, 2006
Contribuição para oEscoamento direto
Lima, 2008
Lima, 2008
Sustentabilidade da microbacia
� Perpetuação do funcionamento hidrológico
� Manutenção do potencial produtivo do solo
� Conservação da biodiversidade e processos ecológicos
Q
∆t
∆Q
> Escoamento direto
> Infiltração
tAgra, 2002
Q
∆t
∆Q
> Escoamento direto
> Infiltração
> Escoamento direto
> Infiltração
tAgra, 2002
Lima (1998)
5
Manutenção do potencial produtivo do solo
� Monitoramento hidrológico em microbacias� Balanço de nutrientes não é favorável
� Melhora do balanço de nutrientes� Redução da compactação do solo� Manutenção de restos da exploração
� Perdas de solos em estradas� Planejamento viário� Remodelação de talhões
Balanço de nutrientes
Vital et al, 1999Santa Branca, SP (1987-1995)
Lima, 2008 Ferraz et al. (2007)
Planejamento de estradas: indicadores hidrológicos
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Declividade do terreno (%)
Declividade da rampa (%
)
IVIII
I II
MédiaDesvio-padrão
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 1 2 3 4 5 6
Fator LS
Índice topográfico
IIIa II
IIIb I
MédiaDesvio-padrão
IV
I
IIIb
II
IIIa
Ferraz et al. (2007)
Planejamento de estradas: indicadores hidrológicos Unidade de manejo� SITIO: unidade de
área indivisível em termos de produtividade florestal� Nomes utilizados
� Unidade de produção
� Unidade de manejo
� Zona de manejo
� O sítio é resultado da interação das variáveis biológicas e ambientais que afetam o crescimento
� Qualidade de sitio?� E os impactos ?
UM IUM I
UM IIUM II
6
Importância da Unidade de manejo� Silvicultura
� Escolha do material genético� Técnicas de preparo de solo� Adubação de base e de cobertura� Técnica de plantio� Tratos culturais� Sistema de colheita de madeira
� Impacto ambiental� Erosão� Contaminação� Consumo de água� Conservação� Colheita
Influência do uso da terra na qualidade da água
Bacia do rio “Quatro Cachoeiras”, RO.
Bacia do rio Corumbataí, SP.
±
Legend
Watershed
Catchments
Drainage
Forest0 5 10 152,5
Kilometers
Ferraz et al. (2007)Ferraz et al. (2005)
Parâmetros de qualidade da água
• Intervalos de variação• limites críticos• parâmetros de avaliação
• Qualidade de água: • não há efeito do eucalipto e sim de manejo inadequado
Lima et al., 2008
Rede integrada de microbacias
Simulação de processos erosivos em função de cenários de reflorestamento
21,48,427,0
Reserva legal –aleatório
(ton/ha.ano)
Reserva legal -Áreas mais críticas
(ton/ha.ano)
Situação atual
(ton/ha.ano)
Pereira & Ferraz, 2008
Áreas críticas:• Manejo florestal diferenciado• Evitar estradas
Sustentabilidade da microbacia
� Perpetuação do funcionamento hidrológico
� Manutenção do potencial produtivo do solo
� Conservação da biodiversidade e processos ecológicos
Q
∆t
∆Q
> Escoamento direto
> Infiltração
tAgra, 2002
Q
∆t
∆Q
> Escoamento direto
> Infiltração
> Escoamento direto
> Infiltração
tAgra, 2002
Lima (1998)
Plantios florestais: efeitos positivos ou negativos na biodiversidade? Depende:
� Arranjo espacial dos plantios e áreas naturais
� Práticas de manejo florestal
� Práticas de conservação de remanescentes
� Condições históricas locais
� Requerimentos de habitat da espécie
� Plantação florestal éuma boa matriz?
Adapted from Brockerhoff et al., 2008
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Conservação da biodiversidade e dos processos ecológicos
� Minimização de impactos da atividade produtiva
� Zona ripária� Efeito tampão� Retenção da biodiversidade
� Áreas de reserva� Desenho, proporção� Qualidade� Manejo
� Ecossistema aquático� Água� Estrutura� Ciclagem de nutrientes� Conectividade
Funções da mata ripária em relação ao ecossistema aquático
� Fornecimento de material� Sombreamento� Filtro� Atenuação
Paula & Ferraz, 2007
±0 500 1.000 1.500250
Meters
Legend
Catchment
Drainage
Riparian Area (Streams)
Riparian Area (Samples)
Forest
Estrutura de canais
cluster
LWD Biomass (m3)
4321
4
3
2
1
0
cluster
Pool area (m2)
4321
60
50
40
30
20
10
0
Catchments
Similarity
100350863499948564831510264138810154037614260
36.69
57.79
78.90
100.00
±0 500 1.000250Meters
Legend
Catchment
Drainage
Riparian Area (Streams)
Riparian Area (Samples)
Forest ±0 500 1.000250
Meters
Legend
Drainage
For est
Riparian Area (Samples)
Riparian Area (Streams)
Legend
Catchment
Drainage
Riparian Area (Streams)
Riparian Area (Samples)
Forest
±0 500 1.000250
Meters
Legend
Catchment
Drainage
Riparian Area (Streams)
Riparian Area (Samples)
Forest
6076
5081003
Paula & Ferraz, 2007 Lima, 2008
Conectividade hidrológica de riachos
Direção do Fluxo
Ponto de Conectividade
Direção do Fluxo
Ponto de Conectividade
Bacia do rioCorumbataí, SP Ferraz et al., 2008
Considerações finais
� Sustentabilidade� direção a ser seguida
� Monitoramento de microbacias� Contínuo� Longo prazo
� Manejo adaptativo� Incorporação de mudanças� Correção de erros
� Desafio� novas técnicas de manejo que garantam maior
sustentabilidade dos plantios florestais
8
Obrigado!
Contato:
Prof. Silvio Ferraz
Laboratório de Hidrologia Florestal (LHF)
Depto de Ciências Florestais / ESALQ/USP