Características físico-químicas de pequenas drenagens em matas de galeria de cerrado após a ocorrência de incêndio florestal

Abstract

Os incêndios florestais, principalmente os de origem antrópica, são distúrbios freqüentes na área de abrangência do bioma Cerrado, influenciando diversos processos ecossistêmicos. Em bacias hidrográficas, as alterações provocadas pelo fogo são primeiramente refletidas em córregos de pequeno porte, que são elementos de ligação entre ambientes terrestres e rios de maior porte. Diante disso, o objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos temporais de um incêndio florestal nas características físico- químicas de córregos e outros componentes do fluxo de nutrientes contidos em Matas de Galeria da APA das bacias Gama e Cabeça de Veado, Distrito Federal – Brasil, entre setembro de 2011 e dezembro de 2012. O primeiro procedimento metodológico foi delimitar as microbacias de drenagem e suas respectivas áreas afetadas por incêndios florestais entre 2001 e 2012, por intermédio do programa ArcGis. Para a concretização do trabalho foram coletadas amostras de água (córregos, deposição atmosférica, solução de escoamento superficial e solução freática) para determinar o pH, condutividade elétrica e a concentração de carbono inorgânico dissolvido (CID), NH4+, NO2-, NO3-, Ca+2, Mg+2, K+, Na+ Al+3, Fe+2, Si+4, Cl-, SO4- e PO4-. Nas amostras de água de córregos ainda foram feitas medições adicionais de oxigênio dissolvido, temperatura, turbidez e vazão (com dados de profundidade da coluna d´água, largura do canal e velocidade da água). Por fim, foi estimado o fluxo de nutrientes via deposição atmosférica. Os dados que atenderam aos pressupostos paramétricos foram comparados com Anova, seguida do teste de Tukey (variações espaciais), e teste t (variações sazonais). Já para os que não atenderam foram utilizados os testes não-paramétricos de Kruskal-Wallis, seguido do teste de Dunn (variações espaciais), e Mann-Whitney (variações sazonais). Houve pouca diferença entre os valores dos parâmetros físico-químicos e a concentração de nutrientes entre as microbacias estudadas. No entanto, muitos parâmetros apresentaram variações significativas na comparação entre períodos seco e chuvoso, geralmente com aumento dos valores durante o período seco e posterior diminuição com as primeiras chuvas. Da mesma forma, na comparação entre períodos de transição seca-chuva na água de córregos, onze dos treze nutrientes avaliados apresentaram maiores concentrações no primeiro período (setembro a dezembro de 2011), enquanto os valores de condutividade, turbidez, saturação de oxigênio, PO4- e Cl- foram maiores no segundo período (setembro a dezembro de 2012). Os resultados obtidos mostram que os incêndios florestais podem estar influenciando a dinâmica de nutrientes nas áreas estudadas, principalmente pela incorporação das cinzas nos componentes do fluxo e da volatilização de partículas para atmosfera durante o incêndio. Além disso, outros fatores podem estar interferindo nesta dinâmica: histórico similar de ocorrência de incêndios florestais, sazonalidade da precipitação, volume das chuvas, material de origem (rocha matriz), tipo de solo e o fluxo de nutrientes na deposição atmosférica. Ações preventivas ao fogo e a elaboração de estudos de médio e longo prazo para melhor entender os efeitos dos incêndios florestais sobre os processos de ciclagem de nutrientes são necessários, principalmente em um cenário de mudanças climáticas. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Forest fires, especially those related to human action, are frequent disturbances in the Cerrado biome coverage area, influencing many ecosystem processes. In watersheds, changes caused by fire are first reflected in small streams, which are connection elements between terrestrial environments and large rivers. Considering this, the aim of this study was to evaluate the temporal effects of a forest fire in physical and chemical characteristics of streams and other components of the nutrients flow, inside APA’s gallery forests of Gama and Cabeça de Veado watersheds, located in Distrito Federal - Brazil, between September 2011 and December 2012. The first methodological procedure was to delimit the micro-drainage basins and respective areas affected by forest fires, between 2001 and 2012, by using ArcGIS program. In carrying out the work, water samples were collected (streams, atmospheric deposition, surface runoff and groundwater solutions) in order to determine pH, conductivity and concentration of dissolved inorganic carbon (DIC), NH4+, NO2-, NO3-, Ca+2, Mg+2, K+, Na+, Al+3, Fe+2, Si+4, Cl-, SO4-and PO4-. In streams water samples, additional measurements of dissolved oxygen, temperature, turbidity and outflow were made (with data from water column depth, channel width and water speed). Finally, we estimated the flow of nutrients via atmospheric deposition. Data which met the parametric assumptions were compared by using ANOVA, followed by Tukey's test (spatial variations) and T test (seasonal variations). As for those which did not meet the expected parameters, non-parametric Kruskal-Wallis tests were used, followed by Dunn (spatial variations) and Mann-Whitney (seasonal variations) tests. There was a little difference between physico-chemical parameters values and nutrient concentrations, among the studied watersheds. However, many parameters presented significant variations occurred when comparing dry and rainy periods, usually with increasing values during dry period and a subsequent reduction with the arrival of the first rains. In the same way, when comparing periods of dry-rain transition, in water streams, eleven out of thirteen evaluated nutrients showed higher concentrations in the first period (September-December 2011), shortly after the fires, while the conductivity, turbidity, oxygen saturation, PO4- and Cl- values were higher in the second one (September-December 2012). The results show that forest fires may be influencing the nutrient dynamics in the studied areas, mostly, because of the ashes incorporation into the components of nutrients flow and the particles volatilization into the atmosphere during the fire. Furthermore, other factors may be interfering in this dynamic: similar history of forest fire occurrence, seasonality of precipitation, rainfall volume, source material (rock matrix), soil type and nutrient flow in atmospheric deposition. In this sense, preventive actions and the elaboration of medium and long term studies to better understand the effects of these fires on the nutrients cycling processes are needed, especially, in a climate changes scenario.