Biomassa florestal residual: efeitos da sua remoção na qualidade do solo
INTRODUÇÃO
A utilização de biomassa florestal residual proveniente das operações
florestais de limpeza de matos, desbastes, desramações e cortes finais para
produção de energia, associada à necessidade de redução da carga de combustível
nas matas portuguesas para reduzir o risco dos incêndios florestais, pode levar
a uma generalização da remoção daqueles resíduos florestais e consequentemente
à redução das camadas orgânicas e matéria orgânica do solo e da quantidade de
nutrientes disponíveis para o crescimento vegetal. A remoção de forma
continuada daqueles resíduos pode ter consequências negativas na qualidade dos
solos florestais, que já são, em geral, pouco produtivos.
Os efeitos das técnicas e práticas florestais na produtividade das florestas,
na conservação dos recursos solo e água, no ciclo do carbono e na
biodiversidade dependem das condições ecológicas de cada local e deverão ter em
conta as respectivas resistência, resiliência e capacidade produtiva (Nambiar e
Brown, 1997; Gonçalves e Benedetti, 2000). É referido por vários autores
(Khanna e Ulrich, 1991, citado por Cortez, 1996) que, para além da
possibilidade de acentuar o impacto negativo das máquinas sobre o solo, a
remoção dos resíduos florestais diminui a quantidade de nutrientes disponível,
promove a degradação da estrutura do solo, aumenta a susceptibilidade do solo à
erosão, diminuindo, por outro lado, o risco de fogos florestais.
A manutenção dos resíduos, sobre ou incorporados no solo, cria condições de
temperatura e humidade mais favoráveis às jovens plantas (Hook et al., 1982),
promove a cobertura do solo protegendo-o da erosão, e pode contribuir para o
aumento da matéria orgânica e nutrientes disponíveis no solo (Madeira, 1995;
Magalhães, 2000).
De modo a evidenciar o impacto no solo da remoção da biomassa florestal na área
de estudo, abrangida pelos concelhos de Coimbra, Condeixa, Figueiró dos Vinhos,
Lousã, Miranda do Corvo, Penela e Vila Nova de Poiares, foi delineada uma
metodologia de amostragem em que se considerou a litologia, o declive e o uso
florestal do solo como determinantes para a escolha dos locais de amostragem
(em parcelas do inventário florestal). Estes factores de formação do solo
deverão ser, naqueles locais, os mais importantes para a diferenciação dos
solos em profundidade e para o desenvolvimento das respectivas características.
Os objectivos deste estudo consistiram em:
· Recolher e tratar os dados referentes à litologia, classe de declive e uso
florestal do solo, para definir as parcelas mais representativas da área em
estudo;
· Avaliar a quantidade de nutrientes existentes na camada orgânica e na camada
mineral superficial dos solos (0-30 cm) das parcelas seleccionadas;
· Prever os efeitos sobre o solo, resultantes da remoção continuada da
biomassa florestal.
MATERIAIS E MÉTODOS
Caracterização da área de estudo
A área em estudo, com cerca de 110 mil hectares, inclui os concelhos de
Coimbra, Vila Nova de Poiares, Penela, Lousã, Figueiró dos Vinhos, Miranda do
Corvo e Condeixa. É caracterizada, de acordo com o Atlas do Ambiente, a Este,
pelo predomínio do complexo xisto‑grauváquico, denominado por rochas ácidas
duras (RADxg). As rochas ácidas brandas (RAB) estão presentes na zona Sul do
concelho da Lousã e estendem‑se até ao concelho de Vila Nova de Poiares. Na
zona Oeste, por influência do Mondego os solos derivados de areias e aluviões
ocupam uma parte significativa dos concelhos de Coimbra e de Condeixa.
Destacam-se também nestes concelhos as rochas básicas duras (RBD), sendo na sua
maioria os calcários, que atravessam o concelho de Coimbra e que ocupam uma
área importante do concelho de Condeixa, estendendo-se até ao concelho de
Penela. Aqui, verifica-se uma importante presença de rochas básicas brandas
(RBB), que fazem parte de uma crista com orientação Norte-Sul e que ocupam
ainda parte dos concelhos de Miranda do Corvo e de Coimbra. Ainda no concelho
de Penela existe uma crista quartzítica, considerada neste trabalho como rochas
ácidas duras (RADq), que se prolonga para Sul até ao concelho de Figueiró dos
Vinhos (Figura 1).
Figura 1 ' Litologia da área de estudo (concelhos de Coimbra, Vila Nova de
Poiares, Penela, Lousã, Figueiró dos Vinhos, Miranda do Corvo e Condeixa).
Adaptado de Atlas do Ambiente (APA, 2008).
No Quadro 1 apresentam-se a representatividade das principais associações
litológicas nos concelhos da área em estudo, em percentagem (%) e em área (ha).
Quadro 1 ' Representatividade das principais associações litológicas nos
concelhos da área em estudo, em percentagem (%) e em hectares (ha).
Relativamente ao declive, nos concelhos de Coimbra e Condeixa predominam os
declives suaves de 0‑10%. A Este, nos concelhos de Figueiró dos Vinhos, Miranda
do Corvo e Lousã os declives são superiores a 33% (Figura 2a e Quadro 2) e
correspondem, principalmente, às zonas do complexo xisto-grauváquico e de
quartzitos.
Figura 2 ' a) Classe de declives, b) Uso do solo na área de estudo e indicação
dos locais de amostragem. Adaptado de Atlas do Ambiente (APA, 2008).
Quadro 2 ' Representatividade das classes de declive nos concelhos da área em
estudo, em percentagem (%) da área total e em hectares (ha).
Os povoamentos florestais ocupam cerca de 69 mil hectares, superfície muito
elevada quando comparada com a área agrícola, que é de 26 mil hectares (Figura
2b).
As folhosas e as resinosas estão presentes em todos os concelhos; enquanto as
folhosas predominam em Vila Nova de Poiares, Penela e Figueiró dos Vinhos; as
resinosas prevalecem na Lousã e em Condeixa; os povoamentos mistos em Coimbra e
Miranda do Corvo e os matos e incultos, em Condeixa e em Figueiró dos Vinhos
(Quadro 3).
Quadro 3 ' Representatividade do uso florestal do solo nos concelhos da área em
estudo, em percentagem (%) da área florestal e em hectares (ha).
Metodologia de amostragem
A selecção dos locais de amostragem para proceder à caracterização do solo
incidiu em parcelas que constam do inventário florestal nacional.
Para esta escolha recorreu‑se ao apoio de cartas militares e a mapas com a
caracterização litológica, de declive e de uso do solo dos concelhos incluídos
na área em estudo. Todas as parcelas seleccionadas foram caracterizadas
relativamente à camada orgânica e camada mineral (0-30cm) através da colheita
de 3 amostras distribuídas aleatoriamente em cada parcela. Foram estudadas 36
parcelas com a seguinte distribuição por associação litológica: RAB-6; RADg-6;
RADq-3; RADxg-7; RBBm-12 e RBDc-2. Relativamente ao uso florestal a
distribuição das parcelas seleccionadas foi a seguinte: Resinosas-9; Folhosas-
8; Povoamento misto-15; Matos e incultos-4.
Metodologia laboratorial
A caracterização dos solos contemplou a análise da camada orgânica, através da
quantificação e teor em nutrientes, e da camada mineral (0‑30 cm), com
determinação da massa volúmica aparente, textura, pH e dos teores de C, N, P,
K, Ca e Mg.
Nas camadas orgânicas, a biomassa presente foi quantificada por amostragem de
áreas de 0,25 m2, de um modo totalmente aleatório, e num total de 3 amostras
por cada parcela. Após secagem da amostra em estufa, com ventilação forçada, à
temperatura de 80ºC durante 48 horas, a amostra foi pesada em balança analítica
com precisão de 10-2g (Kent e Coker,1992). Após secagem e pesagem as amostras
foram fragmentadas e depois de bem misturadas, foi retirada uma amostra
composta, que foi moída em moinho apropriado com um crivo de 0,5 mm de malha,
para quantificação de nutrientes: carbono orgânico - calcinação e detecção do
carbono por infra‑vermelhos (ISO, 1995); azoto total ‑ digestão em meio ácido,
através do método Kjeldahl, posterior destilação com recolha do azoto (N) e
respectiva quantificação através de titulação (Bremner, 1979); P, K, Ca,
Mg ‑ mineralização por via seca (calcinação), redissolução do resíduo em ácido
clorídrico a 20% e doseamento por espectrofotometria de absorção atómica (K, Ca
e Mg) (Lucas e Sequeira, 1976) e por colorimetria (P) (Murphy e Riley, 1962).
Na camada mineral do solo foram determinados os parâmetros: massa volúmica
aparente referente à terra fina ‑ foram colhidas amostras não disturbadas, em
cilindros com 5 cm de altura e 8 cm de diâmetro. As amostras foram colhidas
aleatoriamente, num total de 9 amostras por parcela. Procedeu‑se à secagem das
amostras não disturbadas a 105ºC e respectiva pesagem, após peso constante. A
massa da amostra seca, após passar pelo crivo de 2 mm, e o volume do cilindro
que foi utilizado na colheita, ao qual se descontou o volume ocupado pelos
elementos grosseiros existentes na amostra, permitem a obtenção do valor da
massa volúmica aparente referente à terra fina; percentagem de terra
fina ‑ foram determinadas em amostras disturbadas, colhidas com uma sonda, na
camada de 0-30 cm. Foram colhidas 3 amostras por parcela em estudo. Após
secagem ao abrigo do sol ou em estufa a 30ºC, as amostras disturbadas foram
moídas, em moinho apropriado para amostras de solo, com crivo de 2 mm de malha.
O peso total e o peso dos elementos finos permitem a obtenção da percentagem de
terra fina; textura de campo ‑ avaliação manual da textura e a consequente
designação textural (ligeira, média e grosseira) (LQARS, 1977); pH (H2O)-método
electrométrico, com leitura em suspensão aquosa na proporção de solo/água 1:2,5
(p/v) (LQARS, 1977); carbono orgânico ‑ combustão e detecção do carbono por
infra‑vermelhos (LECO®, 1997); azoto total ‑ digestão em meio ácido, através do
método Kjeldahl, posterior destilação com recolha do azoto (N) e respectiva
quantificação através de titulação (Bremner, 1979); fósforo (P2O5) e potássio
(K2O) ‑ extracção através do método de Egnér‑Riehm, com quantificação do P2O5
por colorimetria e do K2O por espectrofotometria de absorção atómica (Balbino,
1968; LQARS, 1986); cálcio (Ca2+) e magnésio (Mg2+) de troca ‑ extracção pelo
método de acetato de amónio a pH 7 e quantificação por espectrofotometria de
absorção atómica (Chapman,1979).
RESULTADOS
As características dos solos da área em estudo apresentam-se agrupadas em
função da litologia ou associações litológicas e do uso florestal.
Camada orgânica
Para todos os usos florestais, foi nas parcelas com solos desenvolvidos sobre a
associação de xistos e grauvaques que se verificaram as menores quantidades de
biomassa presente nas camadas orgânicas dos solos estudados: 9,5, 6,6, 6,1 e
2,7 t ha-1, nos povoamentos mistos, de folhosas, de resinosas e nos matos e
incultos, respectivamente. As áreas com povoamento misto apresentam os maiores
valores de biomassa na camada orgânica (Quadro 4). As áreas com matos e
incultos apresentam os menores valores em todas as associações litológicas. Os
solos derivados de arenitos e conglomerados, com resinosas e folhosas,
apresentam os valores mais elevados de biomassa residual.
Quadro 4 ' Biomassa na camada orgânica dos solos (t ha-1), em função do uso
florestal e da litologia.
Camada mineral
O azoto (N) no solo (Quadro 5) encontra-se maioritariamente na matéria orgânica
aí existente, pelo que só indirectamente poderá ser afectado pela respectiva
litologia. Verifica-se que os menores valores ocorrem nos solos derivados de
xistos e grauvaques, com folhosas, matos e incultos, e nos solos de areias,
arenitos e conglomerados, com resinosas e povoamento misto. Os maiores valores
estão associados a calcários e margas, com ocupação de resinosas, povoamento
misto, matos e incultos.
Quadro 5 ' Quantidades de nutrientes (N, K, Ca, Mg), em kg ha-1 e de carbono
(t ha‑1), existentes na camada mineral do solo, em função do uso florestal e da
litologia.
O fósforo (P) encontra-se em quantidades vestigiais em todas as situações
estudadas.
Valores mais elevados de K ocorrem, nas margas e calcários com povoamentos de
resinosas, mistos e matos e incultos; também são dos mais elevados nos solos de
granito com resinosas e de xistos e grauvaques, com matos e incultos. Os
menores valores deste nutriente ocorreram nos solos com povoamentos mistos e de
resinosas, desenvolvidos sobre xistos e grauvaques.
Os maiores teores de Ca e Mg estão associados a calcários e margas, mormente
nas resinosas e nos povoamentos mistos (Quadro 5).
O Quadro 6 traduz as quantidades dos nutrientes N, P, K, Ca e Mg existentes na
camada orgânica do solo, em função do uso florestal e da litologia. As áreas
com resinosas e povoamento misto apresentam os maiores valores de nutrientes,
em solos de arenitos e conglomerados, calcários, margas e granitos e os valores
mais baixos com matos e incultos e associados a xistos e grauvaques.
Quadro 6 ' Quantidades de nutrientes (N, P, K, Ca, Mg), em kg ha-1, existentes
na camada orgânica do solo em função do uso florestal e da litologia.
A contribuição da camada orgânica em áreas com folhosas (Quadro 7) para a
restituição do P, K, Ca e Mg para o solo é bastante importante em solos
derivados de rochas ácidas duras (granitos e quartzitos) e de rochas ácidas
brandas (areias, arenitos e conglomerados, argilas).
Quadro 7 ' Proporção (%) de nutrientes (N, P, K, Ca, Mg) existente na camada
orgânica e na camada mineral de solo (0-30 cm) em áreas com folhosas.
Relativamente aos solos com resinosas (Quadro 8), o impacto da remoção dos
resíduos orgânicos que iriam contribuir para a manutenção e aumento da biomassa
das camadas orgânicas e consequentemente dos nutrientes, deverá ser acentuado
em solos derivados de xistos e grauvaques, arenitos e conglomerados, areias e
arenitos. Salienta‑se ainda a contribuição da camada orgânica na cedência da P
em todas as situações (75 a 99 %).
Quadro 8 ' Proporção (%) de nutrientes (N, P, K, Ca, Mg) existente na camada
orgânica e na camada mineral de solo (0-30 cm) em áreas com resinosas.
Nas áreas com povoamento misto (Quadro 9), a contribuição mais relevante de
nutrientes das camadas orgânicas ocorreu em solos derivados de granitos.
Salienta‑se ainda a elevada percentagem de P nas camadas orgânicas
relativamente ao total, em todas as litologias e tipos de ocupação. Estes
aspectos traduzem a importância das camadas orgânicas na quantidade de
nutrientes disponíveis para as plantas.
Quadro 9 ' Proporção (%) de nutrientes (N, P, K, Ca, Mg) existente na camada
orgânica e na camada mineral de solo (0-30 cm) em áreas com povoamento
florestal misto.
A remoção de resíduos em áreas com incultos e matos (Quadro 10) poderá afectar
particularmente as quantidades de P (em todas as litologias), e de K e Mg (com
a excepção de solos derivados de xistos e grauvaques).
Quadro 10 ' Proporção (%) de nutrientes (N, P, K, Ca, Mg) existente na camada
orgânica e na camada mineral de solo (0-30 cm) em áreas com matos e incultos.
Considerando o somatório de todos os nutrientes quantificados no solo
(Quadro 11), verifica-se que nos povoamentos de resinosas e mistos a remoção
dos resíduos em locais com rochas básicas de calcários e margas deverá originar
efeitos menos acentuados na quantidade de nutrientes disponíveis para as
plantas. Nos povoamentos de folhosas, o mesmo efeito (menos acentuado) revela-
se em solos derivados de xistos e grauvaques.
Quadro 11 ' Total de nutrientes (kg ha-1) quantificados nas camadas mineral e
orgânica do solo, em função do uso florestal e das associações litológicas. Os
valores entre parêntesis são as proporções (%) relativas à camada orgânica.
Nos restantes casos estudados, a remoção frequente e continuada dos resíduos
florestais poderá afectar gravemente a fertilidade do solo, a produtividade do
local e colocar em risco a sua sustentabilidade.
CONCLUSÕES
Em toda área florestal estudada, independentemente da litologia, os teores de
fósforo no solo são muito baixos. A camada orgânica apresenta maiores teores de
fósforo do que a respectiva camada mineral, pelo que as restituições deste
nutriente ao solo serão importantes para a satisfação das exigências nutritivas
das plantas dos ecossistemas florestais. A remoção de resíduos, que contribuem
para o retorno deste nutriente ao solo, pode originar uma diminuição da
produtividade do local.
As quantidades de bases (Ca e Mg), presentes nas camadas orgânicas constituem
também, depois de libertados para o meio, um factor de estabilização da
estrutura do solo. As suas proporções na camada orgânica dos solos
desenvolvidos sobre rochas ácidas atingem valores frequentemente superiores a
50% do total.
A proporção de nutrientes que estão alocados na camada orgânica, principalmente
nos casos estudados de solos desenvolvidos a partir de rochas ácidas, atingem
valores da ordem dos 20 a 30% do total, o que expressa bem os riscos de
afectação da fertilidade do solo, caso ocorram remoções sistemáticas dos
resíduos
A grande diversidade de rochas e associações litológicas presente na área em
estudo, juntamente com características topográficas que influenciam quer o
desenvolvimento dos solos quer a sua perda por erosão, reforçam a necessidade
de uma monitorização mais frequente dos efeitos da remoção da biomassa residual
no solo.
A monitorização dos locais estudados deverá prosseguir com dois objectivos:
a) Validar os resultados agora obtidos, pela elevada variabilidade espacial e
temporal das características dos solos florestais, nomeadamente das camadas
orgânicas;
b) Acompanhar os efeitos, ao longo do tempo, da remoção efectiva da biomassa na
qualidade do solo, para se minimizar esses efeitos, conservar a qualidade dos
solos e manter a sustentabilidade dos ecossistemas.
A caracterização destes solos e a sua monitorização ao longo do tempo em que a
remoção da biomassa florestal se processar, podem produzir dados mais
consistentes e constituir um sistema de referência para outras áreas
semelhantes.
