1

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

7

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

sfbferra@esalq.usp.br