UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E CIÊNCIAS EXATAS Campus de Rio Claro Validação de bioindicadores de recuperação de áreas degradadas por minerações de bauxita em Poços de Caldas, MG. Paula Suares Rocha Orientador: Prof. Dr. Harold Gordon Fowler Rio Claro 2004 UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E CIÊNCIAS EXATAS Campus de Rio Claro Validação de bioindicadores de recuperação de áreas degradadas por minerações de bauxita em Poços de Caldas, MG. Paula Suares Rocha Orientador: Prof. Dr. Harold Gordon Fowler Dissertação de Mestrado elaborada junto ao Programa de Pós-Graduação em Geociências – Área de Concentração em Geociências e Meio Ambiente, para obtenção do Título de Mestre em Geociências Rio Claro 2004 595.796 Rocha, Paula Suares R672v Validação de bioindicadores de recuperação de áreas degradadas por mineração de bauxita em Poços de Caldas, MG / Paula Suares Rocha. – Rio Claro : [s.n.], 2004 183 f. : il., gráfs., tabs., fots. Dissertação (mestrado) – Universidade Estadual Paulista, Instituto de Geociências e Ciências Exatas Orientador: Harold Gordon Fowler 1. Formigas. 2. Grupos funcionais. 3. Temperatura da Matriz. 4. Similaridade e Afinidade 5. Mineração. 6. Recuperação de Áreas I. Título Ficha Catalográfica elaborada pela STATI – Biblioteca da UNESP Campus de Rio Claro/SP Para Marcos, Fifia, Fer, Nini, Irene, Naninha e meu Jojô Com todo amor... Agradecimentos Gostaria de prestar meus sinceros agradecimentos: Ao meu orientador, o Prof. Harold Gordon Fowler, que além de me apresentar à ciência, me ensinou que sou capaz de caminhar, e me ajudou muito a crescer. À Prof.ª. Maria José Campos, pela sua doçura e boa vontade em me ajudar. Aos Prof. Paulo Milton Barbosa Landim, Flávio Henrique Minguante Schiltler e Marcos Antônio Pesquero, pelas proveitosas discussões sobre o trabalho. Ao Prof. Jonathan Majer, pela atenção e pelo envio dos trabalhos que foram tão importantes para meu aprendizado. Às pessoas que contribuíram com este trabalho, com sugestões, opiniões ou pensamentos positivos, como Olavo, Sandrinha, Sueli, Marluce, e outros tantos. Ao pessoal da ALCOA (Divininho, Carlinhos, Adriano, Koiti e Jorge). Aos amigos queridos Thomaz, Alex, Mirley, Gilda, Léo, Zaine, Elaine, Telminha, Carolzinha, Mari. Em especial ao Caetano, que eu tanto amo! À Tati pelos quatro anos de convivência e amizade! Aos meus mais que amigos Fá e Sérgio! A Ismael e Ângela pelo carinho. Aos meus tios e primos, que sempre estão torcendo por mim! À minha doce Morena, minha companheirinha linda! Às minhas irmãs Fer e Nini, minhas fontes de luz! E aos meus irmãos, Fal, Álvaro, Gu, Deco e Rô. As minhas avós, lindas e especiais! Ao George, por todo o amor desses quase sete anos! E pela força em todos os momentos! Aos meus pais, que são minha base, minha vida! Obrigada! Amo muito vocês! A ALCOA Alumínio S/A pela ajuda financeira através da bolsa de estudos. As formigas que deram a vida pela ciência! Obrigada! Índice Resumo ________________________________________________________ 1 Abstract________________________________________________________ 2 1- Introdução ___________________________________________________ 3 1.1- Bauxita e Alumínio _______________________________________ 3 1.1.1- Considerações gerais__________________________________________________3 1.1.2- Aspectos econômicos_________________________________________________6 1.1.3- Bauxita em Poços de Caldas____________________________________________7 1.1.4- Sobre a mineradora___________________________________________________8 1.2- Recuperação de áreas degradadas ___________________________ 9 1.2.1- Aspecto legal _______________________________________________________9 1.2.2- Conceitos __________________________________________________________9 1.2.3- Impactos causados pela atividade de mineração ____________________________11 1.2.4- Metas de recuperação ________________________________________________13 1.3- Indicadores ambientais______________________________________ 13 1.3.1- Os bioindicadores ___________________________________________________14 2- Objetivos ____________________________________________________ 24 3- Validação de formigas como bioindicadores________________________ 24 4- Áreas de estudo ______________________________________________ 26 4.1- Localização ______________________________________________ 26 4.2- Caracterização das áreas de estudo____________________________ 27 Retiro Branco (C1) _______________________________________________________28 Campo do Saco (C2)______________________________________________________29 Retiro Branco (M1)_______________________________________________________30 Santa Rosália (M2)_______________________________________________________31 Retiro Branco (F) ________________________________________________________32 Retiro Branco (M)________________________________________________________33 Colina (Co)_____________________________________________________________34 Galinha (G) _____________________________________________________________35 Alto do Selado (AS) ______________________________________________________36 Retiro Branco (J)_________________________________________________________37 Santa Rosália (D) ________________________________________________________38 Santa Rosália (E) ________________________________________________________39 Campo do Saco (AM)_____________________________________________________40 4.2.1- Sobre Poços de Caldas _______________________________________________40 5- Métodos de trabalho e forma de análise dos resultados_______________ 42 5.1- Revisão bibliográfica _______________________________________ 42 5.2- Organização dos dados pré-existentes __________________________ 43 5.3- Trabalhos de campo e análises________________________________ 43 5.3.1- Formigas _________________________________________________________43 6 - Resultados __________________________________________________ 50 6.1 - Espécies de formigas amostradas _____________________________ 50 6.2 - Análises de similaridade e afinidade ___________________________ 56 6.3 - Análise de Grupo Funcionais ________________________________ 60 6.3.1 - Os grupos funcionais e as idades de revegetação__________________________131 6.3.2 - A Diversidade Beta ( ) e os grupos funcionais ___________________________162 6.3.3 - As espécies amostradas e as idades de revegetação ________________________168 6.4 - Análise de Temperatura da Matriz___________________________ 172 7 - Conclusões ________________________________________________ 177 Referências ___________________________________________________ 179 Índice de Figuras Figura 1: Localização do Município de Poços de Caldas. _____________________________________26 Figura 2 – Foto da área C1. ____________________________________________________________28 Figura 3 – Foto da área C2. ____________________________________________________________29 Figura 4 – foto da área M1_____________________________________________________________30 Figura 5 – Foto da área M2.____________________________________________________________31 Figura 6 – Foto da área F. _____________________________________________________________32 Figura 7 – Foto da área M._____________________________________________________________33 Figura 8 – Foto da área Co. ____________________________________________________________34 Figura 9 – Foto da área G. _____________________________________________________________35 Figura 10 – Foto da área AS.___________________________________________________________36 Figura 11 – Foto da área J._____________________________________________________________37 Figura 12 – Foto da área D. ____________________________________________________________38 Figura 13 – Foto da área E. ____________________________________________________________39 Figura 14 – Foto da área AM. __________________________________________________________40 Figura 15 – Esquema da armadilha pitfall enterrada rente ao solo._______________________________44 Figura 16 – Foto de um local onde foi disposta uma armadilha pitfall. A estaca foi utilizada para facilitar a localização da armadilha._______________________________________________________________46 Figura 17 – Foto de um local onde foi disposta uma armadilha pitfall. A fita de alerta foi utilizada para facilitar a localização da armadilha._______________________________________________________47 Figura 18 – Foto da montagem de uma formiga amostrada em uma área de estudo. A montagem auxilia na identificação da espécie. Detalhe para o papel suporte em que a formiga é colada. __________________49 Figura 19 – Foto da montagem de uma formiga amostrada em uma área de estudo. A montagem auxilia na identificação da espécie. Detalhe do alfinete entomológico em que o papel suporte fica preso._________50 Figura 20 – Porcentagem de espécies em cada grupo funcional amostrado nas áreas de estudo em 1991. GM: Generalistas Myrmicinae; DD: Dominantes Dolichoderinae; SC: Subordinadas Camponotini; HCS/CCS/TCS: Especialistas de Clima Quente, Frio e Tropical respectivamente; C: Cripticas, O: Oportunistas e SP: Predadoras Especialistas._______________________________________________61 Figura 21 – Porcentagem de espécies em cada grupo funcional amostrado nas áreas de estudo em 2002. GM: Generalistas Myrmicinae; DD: Dominantes Dolichoderinae; SC: Subordinadas Camponotini; HCS/CCS/TCS: Especialistas de Clima Quente, Frio e Tropical respectivamente; C: Cripticas, O: Oportunistas e SP: Predadoras Especialistas._______________________________________________62 Figura 23- Relação da quantidade de espécies por gêneros amostrados na área controle C1 (Campo de altitude- Retiro Branco) em 1991. _______________________________________________________63 Figura 24 – Porcentagem de espécies pertencentes aos diferentes grupos funcionais amostrados no campo de altitude C1 (controle) em 1991. GM: Generalistas Myrmicinae; DD: Dominantes Dolichoderinae; SC: Subordinadas Camponotini; HCS/CCS/TCS: Especialistas de Clima Quente, Frio e Tropical respectivamente; C: Cripticas, O: Oportunistas e SP: Predadoras Especialistas. ___________________64 Figura 25 - Relação da quantidade de espécies por gêneros amostrados na área controle C1 (Campo de altitude - Retiro Branco) em 2002._______________________________________________________66 Figura 26 - Porcentagem de espécies pertencentes aos diferentes grupos funcionais amostrados no campo de altitude C1 (controle) em 2002. GM: Generalistas Myrmicinae; DD: Dominantes Dolichoderinae; SC: Subordinadas Camponotini; HCS/CCS/TCS: Especialistas de Clima Quente, Frio e Tropical respectivamente; C: Cripticas, O: Oportunistas e SP: Predadoras Especialistas. ___________________67 Figura 27 - Relação da quantidade de espécies por gêneros amostrados na área controle C2 (Campo de altitude - Campo do Saco) em 1991. _____________________________________________________69 Figura 28 – Porcentagem de espécies pertencentes aos diferentes grupos funcionais amostrados no campo de altitude C2 (controle) em 1991. GM: Generalistas Myrmicinae; DD: Dominantes Dolichoderinae; SC: Subordinadas Camponotini; HCS/CCS/TCS: Especialistas de Clima Quente, Frio e Tropical respectivamente; C: Cripticas, O: Oportunistas e SP: Predadoras Especialistas. ___________________70 Figura 29 - Relação da quantidade de espécies por gêneros amostrados na área controle C2 (Campo de altitude - Campo do Saco) em 2002. _____________________________________________________71 Figura 30 - Porcentagem de espécies pertencentes aos diferentes grupos funcionais amostrados no campo de altitude C2 (controle) em 2002. GM: Generalistas Myrmicinae; DD: Dominantes Dolichoderinae; SC: Subordinadas Camponotini; HCS/CCS/TCS: Especialistas de Clima Quente, Frio e Tropical respectivamente; C: Cripticas, O: Oportunistas e SP: Predadoras Especialistas. ___________________72 Figura 31 - Relação da quantidade de espécies por gêneros amostrados na área controle M1 (Mata nativa - Retiro Branco) em 1991. ______________________________________________________________74 Figura 32 – Porcentagem de espécies pertencentes aos diferentes grupos funcionais amostrados na mata controle M1 em 1991. GM: Generalistas Myrmicinae; DD: Dominantes Dolichoderinae; SC: Subordinadas Camponotini; HCS/CCS/TCS: Especialistas de Clima Quente, Frio e Tropical respectivamente; C: Cripticas, O: Oportunistas e SP: Predadoras Especialistas. ___________________75 Figura 33 - Relação da quantidade de espécies por gêneros amostrados na área controle M1 (Mata nativa - Retiro Branco) em 2002. ______________________________________________________________77 Figura 34 - Porcentagem de espécies pertencentes aos diferentes grupos funcionais amostrados na mata controle M1 em 2002. GM: Generalistas Myrmicinae; DD: Dominantes Dolichoderinae; SC: Subordinadas Camponotini; HCS/CCS/TCS: Especialistas de Clima Quente, Frio e Tropical respectivamente; C: Cripticas, O: Oportunistas e SP: Predadoras Especialistas. ___________________78 Figura 35 – - Relação da quantidade de espécies por gêneros amostrados na área controle M2 (Mata nativa - Santa Rosália) em 1991. ______________________________________________________________79 Figura 36 – Porcentagem de espécies pertencentes aos diferentes grupos funcionais amostrados na mata controle M2 em 1991. GM: Generalistas Myrmicinae; DD: Dominantes Dolichoderinae; SC: Subordinadas Camponotini; HCS/CCS/TCS: Especialistas de Clima Quente, Frio e Tropical respectivamente; C: Cripticas, O: Oportunistas e SP: Predadoras Especialistas. ___________________80 Figura 37 - Relação da quantidade de espécies por gêneros amostrados na área controle M2 (Mata nativa - Santa Rosália) em 2002. ______________________________________________________________82 Figura 38 - Porcentagem de espécies pertencentes aos diferentes grupos funcionais amostrados na mata controle M2 em 2002. GM: Generalistas Myrmicinae; DD: Dominantes Dolichoderinae; SC: Subordinadas Camponotini; HCS/CCS/TCS: Especialistas de Clima Quente, Frio e Tropical respectivamente; C: Cripticas, O: Oportunistas e SP: Predadoras Especialistas. ___________________83 Figura 39 - Relação da quantidade de espécies por gêneros amostrados na área F, revegetada com coquetel de nativas (Retiro Branco) em 1991. _____________________________________________________84 Figura 40 – Porcentagem de espécies pertencentes aos diferentes grupos funcionais amostrados na área F (revegetada com coquetel de nativas) em 1991. GM: Generalistas Myrmicinae; DD: Dominantes Dolichoderinae; SC: Subordinadas Camponotini; HCS/CCS/TCS: Especialistas de Clima Quente, Frio e Tropical respectivamente; C: Cripticas, O: Oportunistas e SP: Predadoras Especialistas. ____________85 Figura 41 - Relação da quantidade de espécies por gêneros amostrados na área F, revegetada com coquetel de nativas (Retiro Branco) em 2002. _____________________________________________________87 Figura 42 - Porcentagem de espécies pertencentes aos diferentes grupos funcionais amostrados na área F (revegetada com coquetel de nativas) em 2002. GM: Generalistas Myrmicinae; DD: Dominantes Dolichoderinae; SC: Subordinadas Camponotini; HCS/CCS/TCS: Especialistas de Clima Quente, Frio e Tropical respectivamente; C: Cripticas, O: Oportunistas e SP: Predadoras Especialistas. ____________88 Figura 43 - Relação da quantidade de espécies por gêneros amostrados na área M, revegetada com coquetel de nativas (Retiro Branco), em 1991._____________________________________________________90 Figura 44 – Porcentagem de espécies pertencentes aos diferentes grupos funcionais amostrados na área M, revegetada com coquetel de nativas (Retiro Branco) em 1991. GM: Generalistas Myrmicinae; DD: Dominantes Dolichoderinae; SC: Subordinadas Camponotini; HCS/CCS/TCS: Especialistas de Clima Quente, Frio e Tropical respectivamente; C: Cripticas, O: Oportunistas e SP: Predadora Especialistas._91 Figura 46 - Porcentagem de espécies pertencentes aos diferentes grupos funcionais amostrados na área M, revegetada com coquetel de nativas (Retiro Branco) em 2002. GM: Generalistas Myrmicinae; DD: Dominantes Dolichoderinae; SC: Subordinadas Camponotini; HCS/CCS/TCS: Especialistas de Clima Quente, Frio e Tropical respectivamente; C: Cripticas, O: Oportunistas e SP: Predadora Especialistas._94 Figura 47 - Relação da quantidade de espécies por gêneros amostrados na área revegetada Co (Colina) em 1991.______________________________________________________________________________95 Figura 48 – Porcentagem de espécies pertencentes aos diferentes grupos funcionais amostrados na área revegetada com coquetel de nativas, Co (Colina) em 1991. GM: Generalistas Myrmicinae; DD: Dominantes Dolichoderinae; SC: Subordinadas Camponotini; HCS/CCS/TCS: Especialistas de Clima Quente, Frio e Tropical respectivamente; C: Cripticas, O: Oportunistas e SP: Predadoras Especialistas. 96 Figura 49 - Relação da quantidade de espécies por gêneros amostrados na área revegetada Co (Colina) em 2002.______________________________________________________________________________98 Figura 50 - Porcentagem de espécies pertencentes aos diferentes grupos funcionais amostrados na área revegetada com coquetel de nativas, Co (Colina) em 2002. GM: Generalistas Myrmicinae; DD: Dominantes Dolichoderinae; SC: Subordinadas Camponotini; HCS/CCS/TCS: Especialistas de Clima Quente, Frio e Tropical respectivamente; C: Cripticas, O: Oportunistas e SP: Predadoras Especialistas. 99 Figura 51 - Relação da quantidade de espécies por gêneros amostrados na área G, revegetada com coquetel de nativas (Galinha) em 1991. _________________________________________________________101 Figura 52 – Porcentagem de espécies pertencentes aos diferentes grupos funcionais amostrados na área G, revegetada com coquetel de nativas (Galinha) em 1991. GM: Generalistas Myrmicinae; DD: Dominantes Dolichoderinae; SC: Subordinadas Camponotini; HCS/CCS/TCS: Especialistas de Clima Quente, Frio e Tropical respectivamente; C: Cripticas, O: Oportunistas e SP: Predadoras Especialistas. ___________102 Figura 53 - Relação da quantidade de espécies por gêneros amostrados na área G, revegetada com coquetel de nativas (Galinha) em 2002. _________________________________________________________104 Figura 54 - Porcentagem de espécies pertencentes aos diferentes grupos funcionais amostrados na área G, revegetada com coquetel de nativas (Galinha) em 2002. GM: Generalistas Myrmicinae; DD: Dominantes Dolichoderinae; SC: Subordinadas Camponotini; HCS/CCS/TCS: Especialistas de Clima Quente, Frio e Tropical respectivamente; C: Cripticas, O: Oportunistas e SP: Predadoras Especialistas____________105 Figura 55 - Relação da quantidade de espécies por gêneros amostrados na área AS, revegetada com coquetel de nativas (Alto do Selado) em 1991.____________________________________________________107 Figura 56 – Porcentagem de espécies pertencentes aos diferentes grupos funcionais amostrados na área AS , revegetada com coquetel de nativas (Alto do Selado) em 1991. GM: Generalistas Myrmicinae; DD: Dominantes Dolichoderinae; SC: Subordinadas Camponotini; HCS/CCS/TCS: Especialistas de Clima Quente, Frio e Tropical respectivamente; C: Cripticas, O: Oportunistas e SP: Predadoras Especialistas. _________________________________________________________________________________108 Figura 57 - Relação da quantidade de espécies por gêneros amostrados na área AS, revegetada com coquetel de nativas (Alto do Selado) em 2002.____________________________________________________109 Figura 58 - Porcentagem de espécies pertencentes aos diferentes grupos funcionais amostrados na área AS , revegetada com coquetel de nativas (Alto do Selado) em 2002. GM: Generalistas Myrmicinae; DD: Dominantes Dolichoderinae; SC: Subordinadas Camponotini; HCS/CCS/TCS: Especialistas de Clima Quente, Frio e Tropical respectivamente; C: Cripticas, O: Oportunistas e SP: Predadoras Especialistas. _________________________________________________________________________________110 Figura 59 - Relação da quantidade de espécies por gêneros amostrados na área revegetada J, com coquetel de nativas (Retiro Branco) em 1991._______________________________________________________111 Figura 60 – Porcentagem de espécies pertencentes aos diferentes grupos funcionais amostrados na área J, revegetada com coquetel de nativas (Retiro Branco) em 1991. GM: Generalistas Myrmicinae; DD: Dominantes Dolichoderinae; SC: Subordinadas Camponotini; HCS/CCS/TCS: Especialistas de Clima Quente, Frio e Tropical respectivamente; C: Cripticas, O: Oportunistas e SP: Predadoras Especialistas. _________________________________________________________________________________112 Figura 61 - Relação da quantidade de espécies por gêneros amostrados na área revegetada J, com coquetel de nativas (Retiro Branco) em 2002._______________________________________________________114 Figura 62 - Porcentagem de espécies pertencentes aos diferentes grupos funcionais amostrados na área J, revegetada com coquetel de nativas (Retiro Branco) em 2002. GM: Generalistas Myrmicinae; DD: Dominantes Dolichoderinae; SC: Subordinadas Camponotini; HCS/CCS/TCS: Especialistas de Clima Quente, Frio e Tropical respectivamente; C: Cripticas, O: Oportunistas e SP: Predadoras Especialistas. _________________________________________________________________________________115 Figura 63 - Relação da quantidade de espécies por gêneros amostrados na área revegetada D, com coquetel de nativas (Santa Rosália) em 1991. ____________________________________________________116 Figura 64 – Porcentagem de espécies pertencentes aos diferentes grupos funcionais amostrados na área revegetada D, com coquetel de nativas (Santa Rosália) em 1991. GM: Generalistas Myrmicinae; DD: Dominantes Dolichoderinae; SC: Subordinadas Camponotini; HCS/CCS/TCS: Especialistas de Clima Quente, Frio e Tropical respectivamente; C: Cripticas, O: Oportunistas e SP: Predadoras Especialistas. _________________________________________________________________________________117 Figura 65 - Relação da quantidade de espécies por gêneros amostrados na área revegetada D, com coquetel de nativas (Santa Rosália) em 2002. ____________________________________________________119 Figura 66 - Porcentagem de espécies pertencentes aos diferentes grupos funcionais amostrados na área revegetada D, com coquetel de nativas (Santa Rosália) em 2002. GM: Generalistas Myrmicinae; DD: Dominantes Dolichoderinae; SC: Subordinadas Camponotini; HCS/CCS/TCS: Especialistas de Clima Quente, Frio e Tropical respectivamente; C: Cripticas, O: Oportunistas e SP: Predadoras Especialistas. _________________________________________________________________________________120 Figura 67 - Relação da quantidade de espécies por gêneros amostrados na área revegetada E, com coquetel de nativas (Santa Rosália) em 1991. ____________________________________________________121 Figura 68 – Porcentagem de espécies pertencentes aos diferentes grupos funcionais amostrados na área revegetada E, com coquetel de nativas (Santa Rosália) em 1991. GM: Generalistas Myrmicinae; DD: Dominantes Dolichoderinae; SC: Subordinadas Camponotini; HCS/CCS/TCS: Especialistas de Clima Quente, Frio e Tropical respectivamente; C: Cripticas, O: Oportunistas e SP: Predadoras Especialistas. _________________________________________________________________________________122 Figura 69 - Relação da quantidade de espécies por gêneros amostrados na área revegetada E, com coquetel de nativas (Santa Rosália) em 2002. ____________________________________________________123 Figura 70 - Porcentagem de espécies pertencentes aos diferentes grupos funcionais amostrados na área revegetada E, com coquetel de nativas (Santa Rosália) em 2002. GM: Generalistas Myrmicinae; DD: Dominantes Dolichoderinae; SC: Subordinadas Camponotini; HCS/CCS/TCS: Especialistas de Clima Quente, Frio e Tropical respectivamente; C: Cripticas, O: Oportunistas e SP: Predadoras Especialistas. _________________________________________________________________________________124 Figura 71 - Relação da quantidade de espécies por gêneros amostrados na área revegetada AM, com coquetel de nativas (Campo do Saco) em 1991.___________________________________________________126 Figura 72 – Porcentagem de espécies pertencentes aos diferentes grupos funcionais amostrados na área revegetada AM, com coquetel de nativas (Campo do Saco) em 1991. GM: Generalistas Myrmicinae; DD: Dominantes Dolichoderinae; SC: Subordinadas Camponotini; HCS/CCS/TCS: Especialistas de Clima Quente, Frio e Tropical respectivamente; C: Cripticas, O: Oportunistas e SP: Predadoras Especialistas. _________________________________________________________________________________127 Figura 73 - Relação da quantidade de espécies por gêneros amostrados na área revegetada AM, com coquetel de nativas (Campo do Saco) em 2002.___________________________________________________129 Figura 74 - Porcentagem de espécies pertencentes aos diferentes grupos funcionais amostrados na área revegetada AM, com coquetel de nativas (Campo do Saco) em 2002. GM: Generalistas Myrmicinae; DD: Dominantes Dolichoderinae; SC: Subordinadas Camponotini; HCS/CCS/TCS: Especialistas de Clima Quente, Frio e Tropical respectivamente; C: Cripticas, O: Oportunistas e SP: Predadoras Especialistas. _________________________________________________________________________________130 Figura 75 – Relação entre a porcentagem de espécies GM com as áreas revegetadas e as áreas controle em 1991. As áreas revegetadas foram divididas em classe de idades, sendo 1=2 anos, 2=3 anos, 3=4 anos, 4=6anos, 5=mata e 6=campo.__________________________________________________________139 Figura 76 – Relação entre a porcentegem de espécies GM com as áreas revegetadas e as áreas controle em 2002. As áreas revegetadas foram divididas em classe de idades, sendo 1=13 anos, 2=14 anos, 3=15 anos, 4=17anos, 5=mata e 6=campo._________________________________________________________140 Figura 77 – Relação entre a porcentagem de espécies TCS com as áreas revegetadas e as áreas controle em 1991. As áreas revegetadas foram divididas em classe de idades, sendo 1=2 anos, 2=3 anos, 3=4 anos, 4=6anos, 5=mata e 6=campo.__________________________________________________________141 Figura 78 – Relação entre a porcentagem de espécies TCS com as áreas revegetadas e as áreas controle em 2002. As áreas revegetadas foram divididas em classe de idades, sendo 1=13 anos, 2=14 anos, 3=15 anos, 4=17anos, 5=mata e 6=campo._________________________________________________________142 Figura 79 – Relação entre a porcentagem de espécies HCS com as áreas revegetadas e as áreas controle em 1991. As áreas revegetadas foram divididas em classe de idades, sendo 1=2 anos, 2=3 anos, 3=4 anos, 4=6anos, 5=mata e 6=campo.__________________________________________________________143 Figura 80 – Relação entre a porcentagem de espécies HCS com as áreas revegetadas e as áreas controle em 2002. As áreas revegetadas foram divididas em classe de idades, sendo 1=13 anos, 2=14 anos, 3=15 anos, 4=17anos, 5=mata e 6=campo._________________________________________________________144 Figura 81 – Relação entre a porcentagem de espécies CCS com as áreas revegetadas e as áreas controle em 1991. As áreas revegetadas foram divididas em classe de idades, sendo 1=2 anos, 2=3 anos, 3=4 anos, 4=6 anos, 5=mata e 6=campo._____________________________________________________________145 Figura 82 – Relação entre a porcentagem de espécies CCS com as áreas revegetadas e as áreas controle em 2002. As áreas revegetadas foram divididas em classe de idades, sendo 1=13 anos, 2=14 anos, 3=15 anos, 4=17 anos, 5=mata e 6=campo. ________________________________________________________146 Figura 83 – Relação entre a porcentagem de espécies SC com as áreas revegetadas e as áreas controle em 1991. As áreas revegetadas foram divididas em classe de idades, sendo 1=2 anos, 2=3 anos, 3=4 anos, 4=6 anos, 5=mata e 6=campo._____________________________________________________________147 Figura 84 – Relação entre a porcentagem de espécies SC com as áreas revegetadas e as áreas controle em 2002. As áreas revegetadas foram divididas em classe de idades, sendo 1=13 anos, 2=14 anos, 3=15 anos, 4=17 anos, 5=mata e 6=campo. ________________________________________________________148 Figura 85 – Relação entre a porcentagem de espécies O com as áreas revegetadas e as áreas controle em 1991. As áreas revegetadas foram divididas em classe de idades, sendo 1=2 anos, 2=3 anos, 3=4 anos, 4=6anos, 5=mata e 6=campo.__________________________________________________________149 Figura 86 – Relação entre a porcentagem de espécies O com as áreas revegetadas e as áreas controle em 2002. As áreas revegetadas foram divididas em classe de idades, sendo 1=13 anos, 2=14 anos, 3=15 anos, 4=17anos, 5=mata e 6=campo._________________________________________________________150 Figura 87 – Relação entre a porcentagem de espécies DD com as áreas revegetadas e as áreas controle em 1991. As áreas revegetadas foram divididas em classe de idades, sendo 1=2 anos, 2=3 anos, 3=4 anos, 4=6anos, 5=mata e 6=campo.__________________________________________________________151 Figura 88 – Relação entre a porcentagem de espécies DD com as áreas revegetadas e as áreas controle em 2002. As áreas revegetadas foram divididas em classe de idades, sendo 1=13 anos, 2=14 anos, 3=14 anos, 4=17anos, 5=mata e 6=campo._________________________________________________________152 Figura 89 – Relação entre a porcentagem de espécies SP com as áreas revegetadas e as áreas controle em 1991. As áreas revegetadas foram divididas em classe de idades, sendo 1=2 ano, 2=3 anos, 3=4 anos, 4=6anos, 5=mata e 6=campo.__________________________________________________________153 Figura 90 – Relação entre a porcentagem de espécies SP com as áreas revegetadas e as áreas controle em 2002. As áreas revegetadas foram divididas em classe de idades, sendo 1=13 ano, 2=14 anos, 3=15 anos, 4=17anos, 5=mata e 6=campo._________________________________________________________154 Figura 91 – Relação entre a porcentagem de espécies C com as áreas revegetadas e as áreas controle em 1991. As áreas revegetadas foram divididas em classe de idades, sendo 1=2 anos, 2=3 anos, 3=4 anos, 4=6 anos, 5=mata e 6=campo._____________________________________________________________155 Figura 92 – Relação entre a porcentagem de espécies SP com as áreas revegetadas e as áreas controle em 2002. As áreas revegetadas foram divididas em classe de idades, sendo 1=13 ano, 2=14 anos, 3=15 anos, 4=17anos, 5=mata e 6=campo._________________________________________________________156 Figura 93 – Relação entre a porcentagem de espécies C/TCS com as áreas revegetadas e as áreas controle em 1991. As áreas revegetadas foram divididas em classe de idades, sendo 1=2 anos, 2=3 anos, 3=4 anos, 4=6 anos, 5=mata e 6=campo. _________________________________________________________157 Figura 94 – Relação entre a porcentagem de espécies C/TCS com as áreas revegetadas e as áreas controle em 2002. As áreas revegetadas foram divididas em classe de idades, sendo 1=13 anos, 2=14 anos, 3=15 anos, 4=17 anos, 5=mata e 6=campo. ___________________________________________________158 Figura 95 – Relação entre a porcentagem de espécies DD/O com as áreas revegetadas e as áreas controle em 1991. As áreas revegetadas foram divididas em classe de idades, sendo 1=2 anos, 2=3 anos, 3=4 anos, 4=6 anos, 5=mata e 6=campo. _________________________________________________________159 Figura 96 – Relação entre a porcentagem de espécies DD/O com as áreas revegetadas e as áreas controle em 2002. As áreas revegetadas foram divididas em classe de idades, sendo 1=13 anos, 2=14 anos, 3=15 anos, 4=17 anos, 5=mata e 6=campo. ___________________________________________________160 Figura 97 – Relação entre a porcentagem de espécies GM/HCTSC com as áreas revegetadas e as áreas controle em 1991. As áreas revegetadas foram divididas em classe de idades, sendo 1=2 anos, 2=3 anos, 3=4 anos, 4=6 anos, 5=mata e 6=campo. _________________________________________________161 Figura 98 – Relação entre a porcentagem de espécies GM/HCTSC com as áreas revegetadas e as áreas controle em 2002. As áreas revegetadas foram divididas em classe de idades, sendo 1=13 anos, 2=14 anos, 3=15 anos, 4=17 anos, 5=mata e 6=campo. _______________________________________________162 Figura 99 - Dendograma representando a similaridade entre as áreas Controle e revegetadas, de acordo com o Grupo Funcional Generalistas Myrmicinae (GM), em 1991.________________________________163 Figura 100 - Dendograma representando a similaridade entre as áreas Controle e revegetadas, de acordo com o Grupo Funcional Especialistas de Clima Tropical (TCS), em 1991.__________________________164 Figura 101 - Dendograma representando a similaridade entre as áreas Controle e revegetadas, de acordo com o Grupo Funcional Generalistas Myrmicinae (GM), em 2002.________________________________165 Figura 102 - Dendograma representando a similaridade entre as áreas Controle e revegetadas, de acordo com o Grupo Funcional Especialistas de Clima Tropical (TCS), em 2002.__________________________166 Figura 103 – Relação entre o número de espécies amostrados em 1991 e as áreas de estudo (Áreas Controle e revegetadas), de acordo com a classe de idades, sendo 1=2 anos, 2=3 anos, 3=4 anos, 4=6 anos, 5=mata e 6=campo.__________________________________________________________________170 Figura 104 - Relação entre o número de espécies amostrados em 2002 e as áreas de estudo (Áreas Controle e revegetadas), de acordo com a classe de idades, sendo 1=13 anos, 2=14 anos, 3=15 anos, 4=17anos, 5=mata e 6=campo._________________________________________________________171 Figura 105: Gráfico vetor da probabilidade de extinção implícito na matriz agrupada maximizada. Retirado de Atmar e Patterson (1993). Modificado pela autora. _______________________________________172 Figura 106- Matriz maximizada com temperatura da matriz calculada. Dados de 1991 - considerando todas as áreas.___________________________________________________________________________174 Figura 107 – gráfico da temperatura da matriz para os dados de 1991 - considerando todas as áreas. Temperatura do sistema = 36,19º; Temperatura média = 54,94º, desvio padrão = 3,91º._____________174 Figura 108- Matriz maximizada com temperatura da matriz calculada. Dados de 1991 - considerando apenas áreas revegetadas. ___________________________________________________________________174 Figura 109 – Gráfico da temperatura da matriz para os dados de 1991 - considerando apenas áreas revegetadas. Temperatura do sistema = 37,45º; Temperatura média = 54,62º, desvio padrão = 5,28º.___174 Figura 110- Matriz maximizada com temperatura da matriz calculada. Dados de 2002 - considerando todas as áreas.___________________________________________________________________________175 Figura 111 – Gráfico da temperatura da matriz para os dados de 2002 - considerando todas as áreas. Temperatura do sistema = 33,51º; Temperatura média = 56,38º, desvio padrão = 3,85º._____________175 Figura 112 - Matriz maximizada com temperatura da matriz calculada. Dados de 2002 - considerando apenas áreas revegetadas.______________________________________________________________175 Figura 113 – Gráfico da temperatura da matriz para os dados de 2002 - considerando apenas áreas revegetadas. Temperatura do sistema = 32,83º; Temperatura média = 55,23º; desvio padrão = 4,84º.___175 Índice de Tabelas Tabela 1- espécies incluídas no coquetel de nativas, utilizadas no reflorestamento de algumas áreas. Existe entre elas espécies exóticas (*). _________________________________________________________27 Tabela 2- Relação das áreas de coleta, com os anos em que foram feitos os reflorestamentos e o tamanho de cada área. As áreas de Matas Controle não têm tamanho delimitado. (*) Simbologia utilizada pela empresa. ___________________________________________________________________________27 Tabela 3- Tipos de solos das áreas estudadas._______________________________________________42 Tabela 4- Planilha referente às coletas realizadas em 1991, modificada de Fowler (1996), e dos dados obtidos a partir das coletas realizadas em 2002. C1:Retiro Branco; C2: Campo do Saco; M1: Santa Rosália; M2: Retiro Branco, essas quatro são áreas controle. F: Retiro Branco; M: Retiro Branco; Co: Colina; G: Galinha; AS: Alto do Selado; J: Retiro Branco; D: Santa Rosália; E: Santa Rosália; AM: Campo do Saco, essas nove são áreas revegetadas. 1 = coletas 1991; 2 = coletas 2002 ______________51 Tabela 4- Planilha referente às coletas realizadas em 1991, modificada de Fowler (1996), e dos dados obtidos a partir das coletas realizadas em 2002. C1:Retiro Branco; C2: Campo do Saco; M1: Santa Rosália; M2: Retiro Branco, essas quatro são áreas controle. F: Retiro Branco; M: Retiro Branco; Co: Colina; G: Galinha; AS: Alto do Selado; J: Retiro Branco; D: Santa Rosália; E: Santa Rosália; AM: Campo do Saco, essas nove são áreas revegetadas. 1 = coletas 1991; 2 = coletas 2002 ______________52 Tabela 4- Planilha referente às coletas realizadas em 1991, modificada de Fowler (1996), e dos dados obtidos a partir das coletas realizadas em 2002. C1:Retiro Branco; C2: Campo do Saco; M1: Santa Rosália; M2: Retiro Branco, essas quatro são áreas controle. F: Retiro Branco; M: Retiro Branco; Co: Colina; G: Galinha; AS: Alto do Selado; J: Retiro Branco; D: Santa Rosália; E: Santa Rosália; AM: Campo do Saco, essas nove são áreas revegetadas. 1 = coletas 1991; 2 = coletas 2002 ______________53 Tabela 4- Planilha referente às coletas realizadas em 1991, modificada de Fowler (1996), e dos dados obtidos a partir das coletas realizadas em 2002. C1:Retiro Branco; C2: Campo do Saco; M1: Santa Rosália; M2: Retiro Branco, essas quatro são áreas controle. F: Retiro Branco; M: Retiro Branco; Co: Colina; G: Galinha; AS: Alto do Selado; J: Retiro Branco; D: Santa Rosália; E: Santa Rosália; AM: Campo do Saco, essas nove são áreas revegetadas. 1 = coletas 1991; 2 = coletas 2002 ______________54 Tabela 4- Planilha referente às coletas realizadas em 1991, modificada de Fowler (1996), e dos dados obtidos a partir das coletas realizadas em 2002. C1:Retiro Branco; C2: Campo do Saco; M1: Santa Rosália; M2: Retiro Branco, essas quatro são áreas controle. F: Retiro Branco; M: Retiro Branco; Co: Colina; G: Galinha; AS: Alto do Selado; J: Retiro Branco; D: Santa Rosália; E: Santa Rosália; AM: Campo do Saco, essas nove são áreas revegetadas. 1 = coletas 1991; 2 = coletas 2002 ______________55 Tabela 5 – Análises de similaridade e afinidade das áreas de estudo, considerando os dados de 1991. ____56 Tabela 6 – Sumário estatístico das análises dos dados de 1991._________________________________57 Tabela 7 - Análises de similaridade e afinidade das áreas de estudo, considerando os dados de 2002._____58 Tabela 8 - Sumário estatístico das análises dos dados de 2002. _________________________________58 Tabela 9 - Análises de similaridade e afinidade das áreas de estudo, considerando os dados de 1991 e 2002. __________________________________________________________________________________59 Tabela 10 - Sumário estatístico das análises dos dados de 1991 e 2002. __________________________59 Tabela 11 – Resultados das análises de Regressão Múltipla para áreas revegetadas em relação as idades de revegetação, áreas controle (C1, C2, M1 e M2) e Grupos funcionais. Dados de 1991.______________133 Tabela 12 – Resultados das análises de Regressão Múltipla para áreas revegetadas em relação as idades de revegetação, áreas controle (C1, C2, M1 e M2) e Grupos funcionais. Dados de 2002.______________134 Tabela 13 – Resultados das análises de Regressão Múltipla para áreas revegetadas em relação as idades de revegetação, áreas controle (M1 e M2) e Grupos funcionais. Dados de 1991._____________________135 Tabela 14 – Resultados das análises de Regressão Múltipla para áreas revegetadas em relação as idades de revegetação, áreas controle (M1 e M2) e Grupos funcionais.Dados de 2002. _____________________136 Tabela 15 – Resultados das análises de Regressão Múltipla para áreas revegetadas em relação as idades de revegetação, áreas controle (C1, C2) e Grupos funcionais.Dados de 1991. _______________________137 Tabela 16 – Resultados das análises de Regressão Múltipla para áreas revegetadas em relação as idades de revegetação, áreas controle (C1, C2) e Grupos funcionais. Dados de 2002. ______________________138 Tabela 14: Resultados das análises de Regressão Múltipla para áreas de estudo (revegetadas e controles) em relação as idades de revegetação, e espécies amostradas. Dados de 1991 e 2002. ___________________169 Tabela 15: Resultados das análises de Regressão Múltipla para áreas de estudo (revegetadas e controles) em relação ao número de espécies amostradas. Dados de 1991 e 2002. _____________________________170 1 Resumo Em 1991 foram realizados levantamentos da mirmecofauna de 9 áreas revegetadas com espécies nativas (com diferentes idades) pela Alcoa Alumínio S/A e 4 áreas preservadas (2 campos de altitude e 2 matas), denominadas Áreas Controle. O intuito de tais levantamentos foi analisar o grau de recuperação dessas áreas através da utilização de formigas como bioindicadores. O presente trabalho teve como objetivo analisar a recuperação dessas áreas através da comparação de dados atuais (2002) com os dados pré-existentes (1991), utilizando formigas como bioindicadores. Deste modo foi possível avaliar a recuperação das áreas ao longo de 11 anos (2002) e validar a eficácia das formigas como bioindicadores. Foram utilizadas análises estatísticas de Similaridade e Afinidade, determinando a Diversidade de Mosaico (m) e Diversidade , além de análises de Grupos Funcionais e de Temperatura da Matriz. 86 espécies foram amostradas em 1991 e 108 em 2002, totalizando 112 espécies. A Diversidade de Mosaico foi mais alta em 2002 (4,4) que em 1991 (3,5), o que sugere uma maior complexidade da paisagem nos dias atuais. A Diversidade teve média de 0,31 em 1991 e 0,23 e 2002. Os grupos funcionais foram diversificados nas áreas, mas Generalistas Myrmicinae (GM) e Especialistas de Clima Tropical (TCS) representaram a maioria das espécies amostradas. A Temperatura da Matriz indicou dependência entre as espécies, representando uma menor aleatoriedade das extinções. Em 2002 a quantidade de espécies menos estáveis em áreas menos hospitaleiras foi menor, enquanto o número de espécies mais estáveis e menos estáveis em áreas mais hospitaleiras foi maior. Concluiu-se que as áreas apresentaram alguma recuperação nestes anos. Formigas são bons bioindicadores, uma vez que respondem as mudanças do ambiente, e a composição faunística caracteriza a paisagem, como confirmado pelas análises de grupos funcionais. palavras-chave: formigas, bioindicadores, grupos funcionais, temperatura da matriz, similaridade e afinidade, mineração, recuperação de áreas. 2 Abstract In 1991 there has been made a sampling of the ant community of 9 revegetated areas with native species (with diferent ages) by Alcoa Alumínio S/A and 4 preserved áreas (2 campos de altitude – grassy shrubland - and 2 matas – semideciduos rain forest) named as Control Areas. The purpose of such samplings was to analyse the recovery degree of those areas by using ants as bioindicators. The present piece of work intends to analyse the recovery of those areas throughout the comparison of current data (2002) with pre-existent data (1991), using ants as bioindicators. In this way it´s possible to evaluate the recovery of those areas throughout 11 years (2002) and to validate the efficacy of ants as bioindicators. There has been used statistic analysis of Similarity and Affinity, determining the Mosaic Diversity (m) and Beta Diversity ( ), besides the Functional Groups and Matrix Temperature analysis. 86 species were sampled in 1991 and 108 in 2002, amounting to 112 different species. The Mosaic Diversity was higher in 2002 (4,4) than in 1991 (3,5), which suggests a bigger environmental complexity at the present days. The Beta Diversity had average of 0,31 in 1991 and 0,23 in 2002. The Functional Groups were various in those areas, but Generalized Myrmicinae (GM) and Tropical Climate Specialists (TCS) represented the majority of the sampled species. The Matrix Temperature indicated dependency between the species, representing a smaller random extinction order. In 2002 the amount of less stable species in less hospitable areas was smaller, and the number os species more stable in more hospitable areas was bigger. The conclusion is that the areas presented some recovery in those years Ants are good bioindicators, as they respond to the environmental changes, and the fauna composition marks the landscape, as confirmed by the Functional Group analysis. Key words: ants, bioindicators, functional groups, matrix temperature, similarity and affinity, mining, area recovery. 3 1- Introdução A mineração pode ser definida como a extração econômica de bens da crosta terrestre (Gisler, 1995). É uma atividade que apresenta um grau de impacto ambiental de alta magnitude, devido às modificações físicas e bióticas provocadas nas áreas de influência direta e indireta do projeto (Instituto Brasileiro do Meio Ambiente, IBAMA, 1990). Tais modificações acarretam impactos no solo, na água, no ar, impacto visual e poluição sonora. A magnitude destes impactos depende do local onde se localiza a mina, da técnica de mineração empregada, das características destes e das formas de intervenção (Gisler, 1995). A Organização Mundial de Saúde (OMS) identifica a indústria extrativa mineral como uma das principais responsáveis pelo lançamento de cargas poluidoras no ambiente (Mascarenhas, 1987). Entretanto, a extração de matérias-primas minerais é imprescindível ao desenvolvimento de um país (Ferreira, 1993). 1.1- Bauxita e Alumínio 1.1.1- Considerações gerais O alumínio é um metal branco, leve (peso específico 2,7 g/cm3), com baixo ponto de fusão (660º C), que não se deixa atacar pela corrosão e apresenta elevada resistência mecânica (Abreu, 1973), além de alta condutividade. Devido a essas características e ao custo relativamente baixo, o alumínio é muito empregado, sendo considerado, em quantidade, o segundo metal mais consumido do planeta, vindo logo após o ferro. A sua abundância na crosta terrestre é de 8,13%, razão pela qual ocupa a terceira posição dos elementos constituintes da crosta, após o oxigênio e o silício, e antes do ferro (Kotschoubey, 1988). De acordo com o Relatório do Programa de Expansão de Alumínio – PEA (2000) o alumínio é o metal mais abundante na costa terrestre e provavelmente também o mais versátil. Suas características únicas o tornam ideal para inúmeras aplicações na indústria 4 moderna. Segundo a ABAL (1996), no Brasil o Alumínio é aplicado em: construção civil, transportes, indústria elétrica, bens de consumo, embalagens, máquinas e equipamentos, etc. E as formas em que o alumínio é utilizado no país são: chapas e lâminas, folhas, extrudados, fios e cabos condutores, fundidos e forjados, pó e outros. O alumínio é um elemento litófilo que combinado com o silício entra na composição de numerosos silicatos, sendo conseqüentemente abundante tanto nas rochas ígneas como em grande parte das rochas metamórficas e sedimentares. Os minerais possíveis de serem fontes de alumínio são os hidróxidos de alumínio (basicamente gibbsita, boemita e diásporo), silicatos de alumínio (andaluzita, cianita e silimanita), argilo- minerais aluminosos da família da caolinita e os alumino-silicatos feldspatos e feldspatóides. (Kotschoubey, 1988). Segundo Kotschoubey (1988) o alumínio foi produzido inicialmente através de vários métodos químicos experimentais bastante caros, a partir do cloreto de alumínio anidro e da alumina. Essa fase experimental foi encerrada quando pela primeira vez o alumínio foi produzido por eletrólise, em meados do século XIX. E entre 1888/89, com a invenção por Bayer do processo químico de produção de alumina, depois da descoberta do processo eletrolítico Hall/Heroult (1886), as primeiras fundições de alumínio, baseadas no princípio da eletrólise, iniciaram a produção industrial do metal. A partir deste ponto a bauxita tornou-se definitivamente o principal minério do alumínio. O termo bauxita é um nome genérico para diversos minerais, com fórmulas que variam entre Al2O3. H2O e AL2O3. 3H2O. Segundo Abreu (1973) a bauxita resulta da alteração de feldspatos, feldspatóides e argilas, pelo processo de laterização (alteração intempérica). Para isso, são necessárias condições específicas que permitam a eliminação da sílica dos silicatos, por solubilização. Essas condições são encontradas em regiões de climas quentes com alternâncias bem definidas de épocas de chuva e de seca. Durante o processo, o pH das soluções circulantes desempenha papel importante, pois águas alcalinas favorecem a passagem direta de feldspatóides para bauxita, enquanto águas ácidas levam primeiramente a 5 uma fase intermediária de argila caolínica. De acordo com Ramos (1982) a bauxita é formada, principalmente, pelo intemperismo de rochas aluminosas. As condições geológicas, petrográficas, climáticas e morfológicas favoráveis à formação da bauxita são: presença de rochas minerais solúveis resultando em resíduos ricos em alumina; efetiva porosidade, permitindo fácil acesso e circulação de água; períodos de chuvas abundantes alternados com períodos de estiagem; vegetação; fontes supridoras de soluções apropriadas e agentes precipitadores; clima tropical ou quente; relevo topográfico suave, permitindo um bom movimento do lençol freático, com um mínimo de erosão; e longos períodos de estabilidade tectônica. De acordo com Kotschoubey (1988) os hidróxidos de alumínio que compõe as bauxitas são fundamentalmente a gibbsita (Al2O3. 3H2O) que é um tri-hidrato, a boemita (Al2O3. H2O) e o diásporo (mesma composição química), que são mono-hidratos. As bauxitas normalmente podem apresentar coloração vermelha, marrom, amarelada, mas existem também as de coloração branca e rosada (nas zonas fortemente desferrificadas), e as cinzentas, pretas ou esverdeadas, de acordo com a composição mineralógica. São descritos por Ramos (1982) três tipos de depósitos de bauxita: A) Depósitos do tipo blanket ou de coberturas – que são depósitos de ocorrência superficial, constituídos de uma camada horizontal de espessura e extensão variáveis. Esses depósitos são residuais, formados a partir de rochas subjacentes ricas em alumínio. Muitos ocorrem sobre antigos platôs formados durante os estágios finais do ciclo geomorfológico, representando assim, longos períodos de estabilidade das condições geomorfológicas. B) Depósitos intercalados – que são depósitos constituídos de camadas ou lentes que ocorrem em horizontes estratigráficos definidos e intercalados em sedimentos ou rochas vulcânicas. Podem ocorrer ainda, ao longo de contatos entre rochas ígneas ou metamórficas e rochas mais novas. 6 C) Depósitos do tipo bolsões – que ocorrem principalmente, como preenchimento de depressões formadas em calcáreos e dolomitos (áreas de topografia kárstica). No Brasil os principais depósitos de bauxita foram formados no período Terciário. Em Poços de Caldas (área de estudo) ocorrem depósitos do tipo blanket ou de coberturas. A produção do alumínio inicia-se na exploração do minério bauxita. Utilizando o processo Bayer, a bauxita passa por um sistema de lavagem, sendo dissolvida em seguida na soda cáustica em alta temperatura e pressão. O líquido daí resultante vai para um precipitador dando origem à alumina (óxido de alumínio). Posteriormente, através de um banho eletrolítico, utilizando corrente elétrica contínua, transforma-se no alumínio metálico (Informe Setorial Mineração e Metalurgia Nº 25 - Abril/1999). 1.1.2- Aspectos econômicos Dispondo de grande potencial hidráulico para produção de energia elétrica e de apreciáveis reservas de bauxita, o Brasil recebeu grandes investimentos para a produção de alumínio primário. Por volta de 1982 a produção nacional passou a superar o consumo e o país tornou-se exportador. O Brasil produz aproximadamente 1,2 milhões de toneladas de alumínio anualmente e o consumo interno é da ordem de 700 mil toneladas por ano. As exportações anuais geram aproximadamente US$ 1,5 bilhão de divisas para o país (Relatório do Programa de Expansão de Alumínio – PEA, 2000). Em 1998 o Brasil foi considerado o quarto maior produtor de bauxita do mundo (Informe Setorial Mineração e Metalurgia Nº 25 - Abril/1999). Em 1999 foi considerado o terceiro, totalizando 10,4% da produção mundial, que chegou a 124 milhões de toneladas. As reservas mundiais de bauxita somavam em 1999 31 bilhões de toneladas, das quais o Brasil detinha 7,7%. A produção mundial de alumínio chegou a 22,7 milhões de toneladas (DNPM, 2000). 7 O Brasil exportou em 1999 4,5 milhões de toneladas de bauxita para o Canadá (38%), EUA (31%), Ilhas Virgens (14%), Ucrânia (10%) e outros (7%), e 920 mil toneladas de alumínio e derivados para o Japão (27%), Argentina (23%), Países Baixos (18%), Bélgica (10%), EUA (5%) e outros (17%) (DNPM, 2000). Nos últimos anos a indústria do alumínio tem gerado aproximadamente 50.000 empregos diretos e um faturamento médio de US$ 6,2 bilhões (Informe Setorial Mineração e Metalurgia Nº 25, 1999). 1.1.3- Bauxita em Poços de Caldas De acordo com Parisi (1988) as jazidas de bauxita de Poços de Caldas são uma das mais importantes ocorrências desse minério na região sudeste do Brasil, pela sua situação estratégica em relação às principais fábricas de alumínio instaladas no Brasil, pela facilidade na lavra e no escoamento do produto e pela qualidade do minério. O planalto de Poços de Caldas está localizado na divisa dos estados de Minas Gerais e São Paulo, e maior parte da área das jazidas de bauxita pertence a Minas Gerais estando encravada em seu flanco sudoeste. Abrange parte dos municípios mineiros de Poços de Caldas, Andradas e Caldas e uma parte do município paulista de Águas da Prata. A bauxita de Poços de Caldas ocorre praticamente à superfície do terreno ou coberta por uma fina camada de solo. A média da espessura do manto mineralizado é de dois metros nas minas menos espessas e quatro metros nas minas mais profundas, mas podem ocorrer espessuras de até 20 metros (Parisi, 1988). Segundo Parisi (1988) existem na área dois tipos de jazimento: - Jazidas de Serra – são formadas nas partes mais elevadas do planalto de Poços de Caldas, ou seja, no seu anel circular. Por causa de uma lixiviação mais intensa provocada pelas águas percolantes, em função de uma drenagem mais ativa, as bauxitas de serra apresentam maior espessura e são de melhor qualidade pelo baixo teor de sílica reativa. Apresentam-se ainda em mantos 8 contínuos, homogêneos, apenas interrompidos por depressões de drenagem mais profundas. O substrato geralmente é rochoso. O beneficiamento é feito por simples britagem. - Jazidas de Campo – são formadas no interior do planalto, onde a topografia é mais suave. Diferenciam-se das jazidas de serra pela menor espessura da camada mineralizada, pelo teor mais alto em sílica reativa e pela descontinuidade entre os corpos mineralizados, que são separados por depressões de drenagem de qualquer tamanho. O substrato geralmente é argiloso, e o contato entre a bauxita e a argila é gradacional, o que obriga ao beneficiamento por lavagem de boa parte do minério. Em 1999 as reservas de Poços de Caldas totalizaram 7.195.842 toneladas (DNPM, 2000). 1.1.4- Sobre a mineradora A Alcoa chegou ao Brasil em 1965 e logo se tornou a segunda maior subsidiária da matriz americana, atuando nos setores de metal primário, químicos, pó de alumínio, extrudados, laminados, evaporadores, abrasivos, peças fundidas, cabos e condutores elétricos, garrafas e tampas plásticas, além de carrocerias e baús de caminhões. A organização também está presente em quatro países da América do Sul: Argentina, Chile, Peru e Colômbia. Nestes anos de serviços prestados à indústria nacional, a Alcoa instalou fábricas em várias cidades brasileiras - oito em São Paulo (Barueri, Cotia, Pindamonhangaba, Salto, Santo André, São Caetano do Sul, Sorocaba e Valinhos), uma em Minas Gerais (Poços de Caldas), Santa Catarina (Tubarão) e Pernambuco (I tapissuma) (ret i rado do si te http://www.hightech.com.br/eng_pri1.html). A Alcoa Alumínio S.A. vem atuando no município de Poços de Caldas desde 1970, e é uma das principais atividades econômicas do local. A empresa possui uma área já minerada em torno de 390 ha, dos quais 360 ha foram reflorestados. Nas décadas de 70 e 80, antes da constituição de 1988 que obriga minerações a recuperarem as áreas degradadas pela 9 atividade, a empresa já realizava plantios homogêneos de Eucaliptus sp e Mimosa scabrella (Bracatinga). Atualmente os reflorestamentos têm sido feitos com um coquetel de mudas de espécies nativas, cultivadas em um viveiro próprio (Moraes, 2000). 1.2- Recuperação de áreas degradadas 1.2.1- Aspecto legal De acordo com o artigo 225, parágrafo 2º da Constituição de 1988, a recuperação de áreas mineradas é obrigatória, ou seja, o empreendedor está obrigado a recuperar o meio degradado de acordo com a solução técnica exigida pelo órgão público competente, na forma de lei. Para novos empreendimentos, o Plano de Recuperação de Áreas Degradadas (PRAD) deve fazer parte do Estudo de Impacto Ambiental/Relatório de Impacto Ambiental (EIA/RIMA) e do Plano de Controle Ambiental (PCA) (IBRAM, 1992). O EIA/RIMA deve conter medidas mitigadoras, para evitar ou reparar os impactos causados pela implantação e funcionamento do empreendimento, e um programa de monitoramento, para garantir que essas medidas sejam cumpridas, aperfeiçoadas ou modificadas de acordo com a necessidade ambiental. 1.2.2- Conceitos A Lei Federal 7.632/89 define “Degradação” como “um conjunto de processos resultantes de danos no meio ambiente, pelos quais se perdem ou se reduzem algumas de suas propriedades, tais como, a qualidade ou a capacidade produtiva dos recursos ambientais”. No desenvolvimento de um trabalho envolvendo áreas degradadas é importante que se definam além deste, outros conceitos, como de recuperação, restauração e reabilitação, pois existem várias interpretações 10 para cada uma dessas palavras, podendo o significado de cada uma delas variar de trabalho para trabalho. De acordo com a ABNT (1989), “Restauração” (restoration em Inglês) significa a reprodução das condições exatas do local, tais como eram antes de serem alterados pela intervenção; “Recuperação” (reclamation) é quando o local é trabalhado de modo que as condições ambientais acabem se situando próximas às condições anteriores à intervenção, ou seja, trata-se de devolver ao local o equilíbrio e a estabilidade dos processos atuantes, e “Reabilitação” (reabilitation) é quando o local é destinado a uma dada forma de uso do solo, de acordo com projeto prévio e em condições compatíveis com a ocupação circunvizinha, ou seja, trata-se de reaproveitar a área para outra finalidade. Segundo Majer (1989), “Recuperação” (reclamation) é um termo genérico que cobre todos os aspectos de qualquer processo que visa a obtenção de uma nova utilização para a área degradada. Inclui o planejamento e trabalhos de engenharia, e normalmente, mas nem sempre, processos biológicos. A opção biológica freqüentemente envolve a preparação de um substrato, seguida pela implantação de uma comunidade de plantas, como uma floresta, cultivo de plantas, vegetação nativa, ou simplesmente uma cobertura vegetal que estabilize o terreno. Já Reabilitação (reabilitation) é definida pelo autor como o retorno da área a um estado biológico apropriado, e este retorno pode significar o uso produtivo da área em longo prazo, tal como a implantação de uma atividade que renderá lucros, ou atividades menos tangíveis em termos monetários, visando à recreação ou a valorização estético-ecológica. A reabilitação pode ser dividida em: -reabilitação condicional, onde o homem interfere para aumentar, ou agir contra fenômenos naturais (manejos de reflorestamentos e pastagens); -reabilitação auto-sustentável, que é o manejo de uma área até atingir um ponto em que a ação do homem não seja mais necessária. Os ciclos de nutrientes são fechados, e os componentes da biota estão razoavelmente em equilíbrio; por exemplo, uma floresta com vegetação nativa, dedicada a manutenção da vida selvagem. 11 Neste trabalho foi adotado o termo “Recuperação” de acordo com a ABNT (1989), por se tratar de um termo que define que a área a ser recuperada deve chegar a um estado ambiental próximo as condições anteriores à intervenção, e não às condições exatas do ambiente antes da intervenção, já que isso seria muito difícil. Além disso, este é um termo de compreensão mais fácil entre o público, e foi utilizado no texto do parágrafo segundo do artigo 225 da Constituição Federal de 1988. 1.2.3- Impactos causados pela atividade de mineração Impacto visual Os impactos topográficos, edáficos, vegetativos e hídricos provocados pela mineração de superfície manifestam-se mais obviamente no aspecto estético. Os elementos visuais da linha, forma, textura, escala, complexidade e cor que compõem a paisagem são alterados (Griffith, 1980). O nivelamento, a drenagem ou o alisamento do terreno e o plantio de espécies vegetais constituem medidas que minimizam esse impacto (Gisler, 1995). Impactos no ar De acordo com Mascarenhas (1987), existem duas fontes principais de poluição do ar; a poluição por partículas (por causa das detonações de rochas, movimentação de caminhões e máquinas, ação dos ventos, nas frentes de lavras e moagem por ocasião do beneficiamento de minérios); e a poluição por poluentes gasosos (principalmente o Co, HCl, Nox, Sox, geralmente provenientes da combustão de óleos e outras substâncias). O controle dessas partículas pode ser feito através de técnicas como o enclausuramento total da fonte de poluição, a aspersão de água e o uso de coletores de diversos tipos (como gravitacional, de força centrípeta, de intercepção e de eletricidade). 12 Impactos na água São considerados poluentes da água devido à atividade de mineração o dióxido de carbono, a turbidez, a eutrofização (Williamson et all, 1987), os sólidos em suspensão, os radioisótopos, os íons metálicos, os sais, os compostos orgânicos sintéticos, os produtos químicos inorgânicos, o esgoto doméstico, as altas temperaturas e os produtos capazes de alterar o pH (IBRAM, 1987). O tratamento da água deve ser feito utilizando-se métodos como a recirculação, a neutralização e a decantação e filtragem com a utilização de barragens (Gisler, 1995). Poluição sonora De acordo com Mascarenhas (1987), a poluição sonora causada pela mineração é provocada por detonações, britadores, compressores, bombas, locomotivas, tratores, caminhões, ventiladores e perfuratrizes. Impactos no solo A retirada indiscriminada da cobertura vegetal para facilitar as escavações interfere no ciclo hidrológico, eliminando o efeito de interceptação das chuvas ou de dispersão de energia cinética das águas que circundam as minas em operação. A qualidade destas fica alterada por causa da sedimentação do material exposto que pode ou não ser tóxico (Gisler, 1995). Segundo Griffith (1980), a única maneira de mitigar os impactos no solo causados pela atividade de mineração é através do restabelecimento da cobertura vegetal perene sobre o local. Segundo o autor, algumas medidas deveriam ser implantadas antes e durante a mineração a fim de se promover a recuperação da vegetação no local. Entre essas medidas destacam-se: a suavização dos cortes, o planejamento conservacionista das vias de acesso, o isolamento do material potencialmente tóxico, o armazenamento da camada superior do solo da área a ser minerada, o aterro progressivo das escavações das áreas já mineradas e o tratamento especial dos solos mais problemáticos, como aqueles mais susceptíveis à 13 compactação. E também a retenção física do solo para a mitigação dos problemas de drenagem e de erosão hídrica, o melhoramento da topografia e o acondicionamento do solo para o estabelecimento do vegetal. 1.2.4- Metas de recuperação Recuperar uma área degradada não é tarefa fácil e engloba processos que vão muito além da revegetação por plantio ativo. Inclui as modificações do solo e da fauna para restabelecer funcionalmente a terra, para fins de preservação ou para atividades econômicas do homem (Fowler, 1996). O potencial de revegetação de locais minerados varia consideravelmente, dependendo das características químicas e físicas da rocha minerada, do processo de extração utilizado e do clima da área (Gisler, 1995). De acordo com o Instituto Brasileiro de Mineração, IBRAM (1992), as metas de recuperação a serem alcançadas, nas áreas degradadas por minerações são: 1 - Em curto prazo - recomposição da topografia do terreno, controle da erosão e correção dos níveis de fertilidade do solo, amenização do impacto na paisagem (plantio de tapete verde) e controle da deposição de estéreis e rejeitos. 2 - Em médio prazo - sucessão vegetal, restauração das propriedades físicas e químicas do solo, ciclagem dos nutrientes e reaparecimento da fauna. 3 - Em longo prazo - auto-sustentação do processo de recuperação, inter-relacionamento dinâmico entre solo-planta-animal e utilização futura da área. 1.3- Indicadores ambientais Um instrumento relativamente simples de identificação ou avaliação de impactos ambientais é o indicador ambiental. Os indicadores ambientais podem ser definidos como fatores ambientais que refletem adequadamente 14 as condições do habitat em estudo (Fowler, 1998), portanto podem ser muito úteis para análise de impactos ambientais. Dentre os indicadores ambientais estão os bioindicadores, ou seja, indicadores ambientais bióticos, que já vem sendo utilizados para avaliação de impactos ambientais, e os geoindicadores, ou seja, indicadores ambientais físicos, ainda pouco utilizados em avaliação de impactos ambientais. 1.3.1- Os bioindicadores Oliveira et al (2001) definem bioindicadores como animais ou plantas capazes de indicar mudanças que afetem a saúde de um ecossistema, e afirmam que a simples presença ou ausência de uma população pode servir como parâmetro a ser avaliado. Mas Majer (1983) já afirmava que os bioindicadores não são apenas aqueles que indicam um ambiente particular devido a sua ausência ou presença, mas também são aqueles em que a abundância pode ser alterada devido às perturbações causadas pelo homem. Com base em alguns estudos prévios sobre os bioindicadores adequados em cada caso, medições simples permitem estimar com razoável precisão os níveis de recuperação ambiental. Fatores desse tipo podem ser encontrados na fauna, pois o retorno de diversos animais a áreas em recuperação se dá de forma gradativa. Embora a contribuição da fauna à reabilitação de ambientes degradados ainda precise ser mais bem pesquisada no Brasil, alguns organismos podem ter grande utilidade como bioindicadores (Fowler, 1998). É o caso dos invertebrados, que têm um papel de destaque na restauração de um ecossistema (Majer, 1989). Por serem um componente de grande importância no ecossistema, e de fácil captura, o levantamento de invertebrados tem extrema importância em estudos de impacto ambiental. Por se tratar de um grupo que ocupa diversos níveis na cadeia trófica, eles são eficazes para predizer níveis de alteração ambiental (Majer, 1983). Os invertebrados atuam em várias áreas funcionalmente importantes numa restauração de ecossistema e regularmente fornecem uma indicação mais sensitiva do que plantas do 15 ecossistema em que ocorrem (James & Evison, 1979; Greenslade & Greenslade, 1984; Disney, 1986; Rosenberg et all., 1986). Os invertebrados, particularmente os insetos, estão entre os mais abundantes e bem sucedidos animais terrestres, o que pode os tornar excelentes bioindicadores ecológicos (Hylty & Merenlender, 2000). As formigas são invertebrados muito utilizados como bioindicadores. As assembléias de formigas são indicadores úteis da qualidade e integridade de um habitat (Andersen, 1992). As formigas são utilizadas como bioindicadores principalmente por causa da sua grande abundância e diversidade, sua importância ecológica em todos os níveis tróficos, a facilidade com que elas são capturadas e sua sensibilidade a mudanças ecológicas (Majer, 1983; Greenslade & Greenslade, 1984; Andersen 1990). Elas constituem o alimento mais expressivo da dieta de vários animais, especialmente aves, por sua constância durante todo o ano (Beltzer, 1987 in Fowler et al, 1991). Também são utilizadas como bioindicadores por construírem colônias fixas e serem importantes na formação do solo, pelo fato de construírem túneis, galerias e câmaras subterrâneas (Esu, 1986 in Fowler, 1991; Fowler, 1998). As assembléias de formigas ainda têm mudanças correlacionadas com os padrões de sucessão vegetal (Lynch, 1981). As formigas já foram usadas como bioindicadores de perturbações, estabilidade e mudanças do ambiente em várias partes do mundo (Brown, 1995). Segundo Rocha (1999), as formigas se mostraram bons indicadores de recuperação ambiental em áreas de reflorestamentos com espécies nativas em Ilha Solteira, SP, Brasil. Majer (1991), estudou a recolonização de formigas em áreas de mineração de bauxita em Poços de Caldas - MG, depois de reabilitadas. Na Austrália, as formigas são consideradas particularmente úteis como bioindicadores em programas de análise do meio ambiente devido à sua grande abundância e importância funcional, sua grande variedade de interações com o resto do ecossistema (Majer, 1983; Greenslade & Greenslade, 1984; Andersen, 1990). Estudos de formigas na Austrália têm sido feitos para acompanhar a sucessão das espécies e a construção da riqueza das espécies durante o 16 tempo, e para relacionar essas a outras variáveis do ambiente. E uma abordagem complementar é feita para examinar mudanças na composição dos grupos funcionais de comunidades de formigas (Andersen, 1990). A distribuição de espécies de formigas em várias áreas pode ser usada para inferir processos que controlam diversidades locais (Brown, 1995). De acordo com Kremen et all (1993) in Bustos H. & Ulloa-Chacón (2002) é possível definir o grau de degradação ou recuperação de uma área a partir de estudos simples da fauna de formigas: • detectando a presença ou ausência de espécies raras e indicadoras de um estado sucessional definido; • estudando as diferenças de populações em diferentes áreas, pois estas variam de acordo com o estado sucessional da vegetação e, • caracterizando grupos funcionais de formigas: estes podem categorizar-se pela dieta, pelo substrato de aninhamento, pelo estrato de forrageio e por muitas outras variáveis que permitem identificar espécies associadas às condições habitacionais específicas. 1.3.1.1- Análises estatísticas Para obter respostas utilizando bioindicadores é necessário que sejam feitas análises estatísticas com os dados obtidos em campo (como o número de espécies encontradas em cada área, número de indivíduos encontrados por espécies, etc). Essas análises podem fornecer respostas sobre semelhanças ou diferenças entre as áreas estudadas (riqueza de espécies em cada área, diversidade, grau de complexidade). As respostas obtidas combinadas com outros fatores ambientais, como a vegetação, por exemplo, podem mostrar características importantes de cada área, quando relacionadas umas com as outras. As análises estatísticas utilizadas neste trabalho estão descritas a seguir. 17 1.3.1.1.1- Matrizes de Afinidade e Similaridade Similaridade de Jaccard ou Coeficiente de Jaccard Segundo Fowler (1998) este índice aponta as similaridades na composição de faunas entre as áreas e dá uma boa estimativa da diversidade (diversidade entre habitats). O Coeficiente de Jaccard se dá pela fórmula: Cj = j/(a+b-j) onde j = número de espécies encontradas em ambas as localidades a = número de espécies encontradas na localidade A b = número de espécies encontradas na localidade B Este coeficiente será igual a 1 se a similaridade for completa e igual 0 se as estações não forem similares e não existirem espécies em comum. Afinidade A afinidade é um método para medir o padrão composicional da diversidade e complexidade da paisagem, usando informações sobre espécies em um conjunto de subunidades ecológicas, que podem ser dados quantitativos (freqüência, abundância) ou qualitativos (presença e ausência) (Scheiner, 1992). As afinidades são calculadas medindo a distância relativa entre duas subunidades contra todas as outras subunidades. É calculada então a afinidade média para cada subunidade (Ketelhut, 1999). Essa afinidade é calculada através de uma adaptação do teste de Wilcoxon que compara dados pareados distintos baseando-se no sentido e magnitude das diferenças entre cada par amostral em relação ao todo (Scheiner 1992). 18 1.3.1.1.2 - Diversidade Beta ( ) A Diversidade Beta ( ) é a medida de velocidade de mudanças na composição específica ao longo do gradiente (Glossário de Ecologia, 1997). Os métodos para medir a diversidade de espécies também são usados quando se investiga a amplitude do nicho. A amplitude do nicho é uma medida de diversidade dos recursos utilizáveis. Todavia se requer outro enfoque quando se deseja indagar quantas espécies diferem entre comunidades, ou mesmo ao longo de um gradiente. Essencialmente a Diversidade Beta ( ) é uma medida de quão diferentes (ou similares) são uma série de habitats ou amostras em termos de variação (e em algumas ocasiões, de abundância) das espécies encontradas nelas. Uma aproximação comum à Diversidade Beta ( ) é observar como muda a diversidade de espécies ao longo do gradiente (Wilson & Mohler, 1983 apud Magurran, 1989). Outra forma de considerar a diversidade Beta é comparar a composição de espécies de distintas comunidades. A comunidade ou posição de gradiente que contribui com menos espécies será a de diversidade Beta mais elevada (Magurran, 1989). A Diversidade Beta ( ) é a diversidade entre habitats. Tomada conjuntamente com medidas de diversidade interna de habitat, a diversidade Beta pode ser usada para estimar a diversidade conjunta de uma área (Rootledge, 1977 apud Magurran, 1989) e medir a velocidade de troca de espécies de um hábitat. O sistema mais fácil para medir a Diversidade Beta ( ) entre pares de localidade é mediante o uso de coeficientes de similaridades, como o de Jaccard. Quando existe um certo número de estações investigadas pode-se obter uma boa representação da Diversidade Beta ( ) mediante a análise de agrupamento (“cluster”). Esta análise se inicia com uma matriz que proporciona a similaridade entre cada um dos pares de estações. As de localidades mais similares na matriz se combinam para formar um grupo único. A análise procede mediante sucessivos agrupamentos das 19 localidades mais similares até que se combinam em um dendograma singular) Magurran, 1989). 1.3.1.1.3- Diversidade de Mosaico As matrizes de Similaridade e Afinidade são calculadas para estimar a partir da regressão linear a Diversidade de Mosaico Composicional (m), que exprime o grau de complexidade da paisagem. Após a similaridade e afinidade médias serem calculadas para cada subunidade, elas são plotadas uma contra a outra, e a reta dessa correlação linear é computada através da fórmula: M = rSA/Ss onde r = coeficiente de correlação SA = desvio padrão das afinidades médias Ss = desvio padrão das similaridades médias Esta inclinação mede a diversidade de padrões e a complexidade da paisagem (Ketelhut, 1999). A Diversidade de Mosaico (m) é uma técnica de análise indireta de um gradiente ambiental. É a correlação entre a similaridade e a afinidade, onde a similaridade é o eixo x e a afinidade o eixo y. 1.3.1.2- Temperatura da Matriz A Temperatura da Matriz, sugerida por Atmar e Patterson (1993) é uma medida termodinâmica simples, que informa sobre a ordem e desordem aparente no padrão de agrupamento de espécies. Alem disso, pode-se obter informações sobre a “hospitalidade“ relativa das áreas para as espécies em estudo, através da maximização da matriz, definindo assim se as espécies são mais resistentes a extinção ou mais propensas a colonização. Segundo Atmar e Patterson (1993) a temperatura de um sistema biogeográfico pode ser facilmente visualizada. Considerando um processo de extinção "frio", as espécies presentes nas assembléias diminuiriam abaixo do número mínimo do tamanho apropriado da população, e a ordem 20 das extinções seria previsível. Com o aumento da temperatura, as extinções se tornariam menos determináveis devido ao aumento de influência dos processos aleatórios agindo nas populações individuais e nas comunidades. Em todas as temperaturas menores que a completa desordem, a ordem da extinção seria mantida. A temperatura do sistema se tornaria uma medida relativa da desordem aparente das extinções e variaria de 0º (ordem das extinções replicáveis) a 100º (ordem aleatória das extinções). Quanto mais próximo de 0º mais espécies seriam dependentes umas das outras, ou seja, apresentariam um padrão agregado de distribuição, e quanto mais próximo de 100º mais aleatória seria essa distribuição. A Temperatura da Matriz é calculada através das seguintes fórmulas: U = 1/(m/n) i j uij onde m (linhas) são as localidade e n (colunas) são as espécies. T = KU onde K = 100/Umax 0,041445 A Temperatura da Matriz foi calculada para saber qual a relação entre as espécies encontradas nas áreas (inter habitats), se ocorre uma dependência ou não entre essas espécies, e se as espécies são mais resistentes a extinção ou mais propensas a colonização. . Para esse cálculo utilizou-se o programa estatístico NESTED (Atmar e Patterson ,1993). 1.3.1.3- Grupos funcionais Outra forma de utilizar formigas como bioindicadores é a partir da análise de grupos funcionais. Segundo Andersen (2000), os estudos da ecologia global de formigas de floresta tropical buscam entender como a estrutura e a função de comunidades de formigas variam entre a floresta tropical e outros biomas, entre tipos de florestas tropicais diferentes, entre estratos diferentes dentro de uma floresta tropical, e em respostas às perturbações. Para isso é necessário que haja um entendimento prenunciado das respostas das formigas de florestas tropicais ao estresse e as perturbações ambientais. Grime (1979) in Andersen (2000) define o estresse como qualquer fator que limita produtividade, e perturbação como qualquer fator que remove a 21 biomassa. Uma maneira de se compreender tais respostas é a identificação de grupos funcionais que transcendem os limites biogeográficos e respondem ao estresse e perturbação (Lavorel et all. 1997; Smith et all. 1997 in Andersen, 2000.). Baseados primeiramente em estudos australianos (Greenslade, 1978; Andersen, 1995, 1997a in Andersen 2000) foram identificados grupos funcionais de formigas. Brown (2000), baseou-se nesses estudos para classificar, em grupos funcionais, os gêneros de formigas de todo o mundo. Esses sete grupos são descritos abaixo: Dominante Dolichoderinae (DD): as espécies dominantes competitivamente são por definição aquelas que predominam em ambientes de baixos níveis de estresse e perturbação. Para essas formigas, tais ambientes são quentes e abertos, e estes são freqüentemente dominados numérica e funcionalmente por Dolichoderines altamente agressivas. Essas formigas não são distribuídas pelo mundo todo, e ocorrem moderadamente ou até totalmente ausentes em habitats estressados. Subordinada Camponotini (SC): Camponotine formicinae, especialmente as espécies de Camponotus, são muitas vezes diversas e abundantes nas ricas comunidades de formigas. A maioria apresenta comportamento submisso às Dominantes Dolichoderinae, e muitas são ecologicamente isoladas por outras devido ao seu grande tamanho e por serem forrageadoras noturnas. Especialistas climáticas (HCS/CCS/TCS): estas espécies podem ter sua distribuição centrada em regiões áridas (Especialistas de Clima Quente - HCS), em regiões tropicais úmidas (Especialistas de Clima Tropical - TCS) e em regiões temperadas frias (Especialistas de Clima Frio - CCS). Tanto as Especialistas de Clima Frio quanto as Especialistas de Clima Tropical são características de habitats onde a abundância de Dominantes Dolichoderinae é baixa, e fora do seu habitat tolerável, elas são freqüentemente formigas não especialistas (soldados e cultivadoras de fungos são exceções). Já as Especialistas de Clima Quente são características de locais onde Dominante Dolichoderinae são mais abundantes, e elas possuem um limite de especializações fisiológicas, 22 morfológicas e comportamentais relacionadas a sua ecologia de forrageio, que reduz suas interações com outras formigas. Espécies Cripticas (C) : são espécies pequenas a diminutas, predominantemente Myrmicines e Ponerines, que nidificam e forrageiam em solos, serrapilheira, e troncos em decomposição. Elas são mais diversas e abundantes em habitats arborizados e são as principais formigas da serrapilheira na floresta tropical. Oportunistas (O): não são especializadas, são pobremente competitivas, e ruderais (Grime, 1979 in Andersen, 2002). Sua distribuição parece ser fortemente influenciada pela competição com outras formigas. Elas freqüentemente têm ampla distribuição no habitat, mas predominam somente em locais onde o estresse ou perturbação limita a produtividade e diversidade de outras formigas e, portanto, onde o comportamento dominante é baixo. Generalistas Myrmicinae ( G M ) : espécies de Crematogaster, Monomorium, e Pheidole são membros da comunidade de formigas ao longo de todas as regiões quentes do mundo, e elas são comumente as formigas mais abundantes. Há freqüentemente tensão competitiva entre elas e Dominantes Dolichoderines, inclusive na floresta tropical. Predadoras Especialistas (SP): este grupo compreende espécies de tamanho médio a grande, que são predadoras especialistas de outros artrópodes. Inclui forrageadoras solitárias, como espécies de Pachycondyla, bem como grupos invadores, como espécies de Leptogenys. Exceto pela predação direta, elas tendem a ter pouca interação com outras formigas devido a sua dieta especializada e a sua densidade de população tipicamente baixa. Baseados nos estudos de Greenslade (1978) e Andersen (1987), Bestelmeyer e Wiens (1996) avaliaram as formigas do Chaco argentino. Eles dividiram essas formigas em grupos funcionais, fazendo algumas modificações. Esses autores definiram nove grupos funcionais, descritos abaixo. Generalistas Myrmicinae (GM): as espécies incluídas neste grupo, embora apresentem grande variedade de hábitos, ocorrem em todo o mundo 23 e são relativamente flexíveis a habitats diferentes dos seus, quando comparadas com outros grupos de formigas. Crípticas (Cr): as espécies deste grupo são espécies que forrageiam principalmente no solo e na serrapilheira, embora possam ser dominantes sobre a serrapilheira em interações com espécies epigaeicas (como é o caso de Brachymyrmex). Oportunistas (Op): não são especializadas. As espécies inclusas nesse grupo competem pobremente com outros grupos de formigas, e são incapazes de recrutar efetivamente fontes de alimento. Attini (At): grupo formado por formigas cultivadoras de fungos. Ecitonini (Ec): grupo composto por formigas nômades (de correição). Predadoras (Pr): são espécies predadoras de outros artrópodes. Campono t u s (Ca): grupo formado por espécies do gênero Camponotus. Arbóreas (Ar): espécies que forrageiam e nidificam exclusivamente em árvores ou arbustos. Especialistas climáticas (Cl): formigas especialistas de determinados tipos de clima. De maneira geral, Bestelmeyer e Wiens (1996) utilizaram os mesmos grupos funcionais descritos por Greenslade (1978) e Andersen (1987, 2000) para os estudos no Chaco argentino. Existem poucas diferenças entre os estudos. Neste trabalho foram considerados os grupos funcionais descritos por Andersen (2000) e utilizados por Brown (2000), em relação aos nomes e características de cada grupo funcional, mas utilizou-se também nas análises, características relatadas por Bestelmeyer e Wiens (1996) para os grupos funcionais que se encaixavam nos dois estudos. As análises de grupos funcionais serão importante ferramenta para a validação das formigas como bioindicadores, uma vez que são avaliações simples e de fácil entendimento. 24 2- Objetivos Em 1991 foram levantadas espécies de formigas em algumas áreas de reflorestamento da Alcoa Alumínio S. A. Este levantamento teve como intuito avaliar o grau de recuperação daquelas áreas, utilizando formigas como bioindicadores, comparando-se o grau de recuperação das áreas degradadas com Áreas Controle (naturais preservadas). Os dados levantados em 1991 foram confrontados com dados atuais, de 2002, a fim de se determinar o grau de recuperação daquelas áreas ao longo desses anos. Desta forma, os objetivos do presente trabalho são: - analisar o grau de recuperação das áreas citadas, utilizando as formigas como bioindicadores, comparando os dados de 2002 das Áreas Controle (naturais preservadas) com os das áreas revegetadas; - comparar os resultados obtidos decorrentes do levantamento realizado em 2002 com os obtidos no levantamento realizado em 1991 e, a partir dessa comparação, validar ou não as formigas como bioindicadores, testando, na prática, o modelo teórico. 3- Validação de formigas como bioindicadores A Constituição Federal de 1988, em seu artigo 225, § 2º, deixa clara a obrigatoriedade da recuperação dos danos ambientais causados pela atividade de mineração. Até o presente momento existem poucos métodos e estudos voltados à avaliação das formas de recuperação utilizadas em áreas mineradas. Um destes métodos baseia-se na utilização de formigas como bioindicadores. O presente trabalho propôs-se a avaliar o grau de recuperação das áreas mineradas por meio da utilização das formigas como indicadores ambientais. Desta forma foi colocada em questão a eficiência das formigas como bioindicadores, e a utilização do método na avaliação das formas de recuperação utilizadas em áreas degradadas. 25 Raramente os modelos teóricos podem ser testados de maneira prática. Isso também ocorre quando se utilizam as formigas como indicadores ambientais. Entretanto, por meio da comparação dos níveis de recuperação, obtidos a partir dos dados coletados em 1991, confrontados com as Áreas Controle, e dos níveis de recuperação obtidos a partir das coletas em 2002, também confrontados com as áreas naturais preservadas, será possível avaliar a eficácia do método de formigas como bioindicadores. 26 4- Áreas de estudo 4.1- Localização As áreas de estudo localizam-se no município de Poços de Caldas (figura 1), no sul do Estado de Minas Gerais, nas coordenadas 21º 51’S e 43º 34’W. A localização do município de Poços de Caldas é apresentada na Figura 1. Figura 1: Localização do Município de Poços de Caldas (seta verde), onde se encontram as áreas de estudo. 27 4.2- Caracterização das áreas de estudo São treze áreas, sendo nove de reflorestamentos feitos pela Alcoa Alumínio S.A., e quatro áreas naturais preservadas. As revegetações nas áreas de reflorestamento foram feitas com um coquetel envolvendo espécies nativas de floresta semidecídua e algumas espécies exóticas como Mimosa scabrella e Lolium multiflorum, entre 1985 e 1990 (Tabela 1). As áreas preservadas são campos de altitude e matas de espécies semi-decíduas nativas. Essas quatro áreas foram consideradas “Áreas Controle”. A Tabela 2 apresenta a relação das áreas de coleta. Tabela 1- espécies incluídas no coquetel de nativas, utilizadas no reflorestamento de algumas áreas. Existe entre elas espécies exóticas (*). ESPÉCIES FAMÍLIAS Lolium multiflorum* Gramineae Mimosa pseudincana discolor* Leguminosae Melia azedarach* Meliaceae Tabebuia Heptaphylla Bignoniaceae Tabebuia chrysotricha Bignoniaceae Jacaranda micrantha Bignoniaceae Grevillea robusta Proteaceae Cedrela fissilis Meliaceae Sesbania sesbans Leguminosae Mimosa scabrella* Leguminosae Tabela 2- Relação das áreas de coleta, com os anos em que foram feitos os reflorestamentos e o tamanho de cada área. As áreas de Matas Controle não têm tamanho delimitado. (*) Simbologia utilizada pela empresa. A n o d o reflorestamento Denominação da área Tipo de vegetação Tamanho da área (ha) Retiro Branco (C1*) Campo de altitude - Campo do Saco (C2*) Campo de altitude - Retiro Branco (M1*) Mata nativa - Áreas Controle Santa Rosália (M2*) Mata nativa - Retiro Branco (F*) Reflorestamento/coquetel de nativas 246001985/1986 Retiro Branco (M*) Reflorestamento/ coquetel de nativas 29690 Colina (Co*) Reflorestamento/coquetel de nativas 38700 Galinha (G*) Reflorestamento/ coquetel de nativas 84564 1987 Alto do Selado (AS*) Reflorestamento/coquetel de nativas 25455 Retiro Branco (J*) Reflorestamento/coquetel de nativas 212931988/1989 Santa Rosália (D*) Reflorestamento/ coquetel de nativas 19600 Santa Rosália (E*) Reflorestamento/coquetel de nativas 474001989/1990 Campo do Saco (AM*) Reflorestamento/coquetel de nativas 56480 A seguir são apresentadas características da vegetação de cada área. 28 Retiro Branco (C1) Área Controle – Campo nativo sujo (campo de altitude). Os campos são formações vegetais constituídas principalmente por formas subarbustivas e herbáceas. Na Área Controle C1 ocorre um predomínio de capim do campo, mas são encontradas também várias espécies de plantas pioneiras, ou seja, espécies que só crescem na fase jovem de uma mata (Lorenzi, 2000), e que colonizam ou recolonizam uma determinada área, dando início a uma nova sucessão (Glossário de Ecologia). Um exemplo de espécie pioneira encontrada na área é Tibouchina mutabilis, a conhecida Manacá da Serra, muito presente na região. A área também abriga muitas plantas daninhas (espécies herbáceas anuais). Figura 2 – Foto da área C1. 29 Campo do Saco (C2) Área Controle - Campo de Altitude. Repleto de capim do campo com presença de muitas espécies herbáceas como Solanum lycocarpum (Fruta de lobo) e Campomanesia eugenioines (Gabirobera), e espécies secundárias, como Tibouchina mutabilis (Manacá da Serra). Figura 3 – Foto da área C2. 30 Retiro Branco (M1) Área Controle. Floresta em estágio de regeneração avançado. Essa área localiza-se atrás do CEPA (Centro de Estudos e Planejamento Ambiental). É um fragmento de floresta estacional semidecídua. Essas matas apresentam associações arbóreas menos densas e elevadas do que as de floresta tropical. Figura 4 – foto da área M1 31 Santa Rosália (M2) Mata controle. É um fragmento de floresta estacional semidecídua. Figura 5 – Foto da área M2. 32 Retiro Branco (F) Área revegetada com coquetel de espécies nativas. Apresenta capoeiras baixas, induzidas por plantio de espécies nativas, além de um grande número de Eucaliptos (Eucaliptus sp) e Bracatinga (Mimosa scabrella), que quase dominam a área. Essas Bracatingas provavelmente nasceram na área por dispersão de sementes, já que a área vizinha é totalmente composta por essa espécie. Figura 6 – Foto da área F. 33 Retiro Branco (M) Área revegetada com coquetel de espécies nativas. Apesar da área ter sido revegetada com espécies nativas, o que se encontra hoje é uma predominância de Eucaliptos (Eucaliptus sp). Muitos deles inclusive já foram cortados dando espaço para os mais jovens crescerem (Figura 7). Figura 7 – Foto da área M. 34 Colina (Co) Área revegetada com coquetel de espécies nativas. A vegetação encontrada na área é muito pobre. Existem muitas espécies herbáceas, muitas Bracatingas (Mimosa scabrella) e capins. Há muito lixo espalhado pela área. Ocorre uma pequena mata ao lado deste local. Figura 8 – Foto da área Co. 35 Galinha (G) Área de reflorestamento. A maioria da vegetação é composta por espécies pioneiras como Bracatinga (Mimosa scabrella) e Ingá (Inga sessilis), mas existem também espécies herbáceas, como Fruta de lobo (Solanum lycocarpum) e muitos capins. Figura 9 – Foto da área G. 36 Alto do Selado (AS) Área revegetada com coquetel de espécies nativas. Apresenta várias espécies pioneiras, como a Mamica de porca (Zanthoxyllum riedelianum), o Manacá da Serra (Tibouchina mutabilis), a Capororoca (Rapanea sp), e a Embaúba (Cecropia parchystachya), e espécies secundárias como o Ipê (Tabebuia sp). Figura 10 – Foto da área AS. 37 Retiro Branco (J) Área revegetada com coquetel de nativas, mas é composta principalmente por capins. Apresenta também espécies pioneiras como a capororoca (Rapanea sp), secundárias como o Ipê (Tabebuia sp), e herbáceas como o assa-peixe (Boehmeria caudata). Figura 11 – Foto da área J. 38 Santa Rosália (D) Área revegetada com coquetel de espécies nativas. A área apresenta espécies pioneiras como a Capororoca (Rapanea sp) e a Bracatinga (Mimosa scabrella) , secundárias como o Ipê (Tabebuia sp), e herbáceas como o assa-peixe (Boehmeria caudata), e o sub-bosque é razoavelmente desenvolvido. Figura 12 – Foto da área D. 39 Santa Rosália (E) Área revegetada com espécies nativas. Apresenta grande quantidade de capins, de espécies pioneiras (como Capororoca - Rapanea sp) e secundárias (como Ipê – Tabebuia sp). Existem também muitas espécies herbáceas. Figura 13 – Foto da área E. 40 Campo do Saco (AM) Área revegetada. A maioria das espécies encontradas é herbácea, pouquíssimas árvores. As poucas árvores são secundárias, como Capororoca (Rapanea sp), ou exóticas, como o Eucalipto (Eucalipto). Figura 14 – Foto da área AM. 4.2.1- Sobre Poços de Caldas A paisagem de Poços de Caldas, um vale vulcânico circular, é formada por um mosaico de fazendas de gado leiteiro, áreas de reflorestamento, agricultura e áreas naturais de campos de altitude e remanescentes de floresta sub-tropical semi-decídua. O planalto de Poços de Caldas ocupa uma área de 6.558km2, fazendo parte da Região Centro-Sul de Minas, limitando-se a norte e a leste com a Unidade Geomorfológica do Planalto de Varginha, a sul e a sudeste com a Depressão do Sapucaí e o Planalto de Lindóia, e a oeste com a Depressão de Tietê-Moji Guaçu (Gatto et al, 1983). 41 4.2.1.1- Aspectos da vegetação A região de Poços de Caldas era composta originalmente pela dominância de contatos transicionais de floresta estacional semidecídua (floresta tropical subcaducifólia) e floresta ombrófila mista (floresta de Araucária), com ocorrência significativa de savana (campo) gramíneo- lenhosa (Gatto et all, 1983). Atualmente, essas vegetações foram substituídas por intensas atividades antrópicas, onde dominam as pastagens, vegetação secundária e alguns tratos agrícolas (Ururahy et all, 1983). 4.2.1.2- Aspectos geológicos O maciço alcalino de Poços de Caldas faz parte do complexo de intrusões alcalinas do Brasil Meridional, que se associa a Reativação Waldeniana. Os recursos minerais do Complexo de Poços de Caldas são representados por jazidas de bauxita, urânio e de minerais zirconíferos, como zircão e badeleíta, com teores variáveis de urânio e depósitos de tório e terras raras (Almeida. 1967). É uma ocorrência subcircular que abrange aproximadamente 800 Km2, com diâmetro maior medindo 30 Km de extensão N-S (Liporaci & Zuquette, 1995). O maciço alcalino de Poços de Caldas localiza-se na divisa dos Estados de São Paulo e Minas Gerais, sendo suas porções W e SW paulistas e as restantes mineiras (Liporaci & Zuquette, 1995). A área é caracterizada principalmente pela ocorrência de rochas vulcânicas a subvulcânicas, predominando os fonolitos (Ulbrich, 1992). 4.2.1.3- Aspectos pedológicos Quanto aos aspectos pedológicos, a região apresenta solos com associações predominantes do tipo latossolos vermelho-amarelos e vermelho-escuros distróficos, podzólicos vermelho-amarelos e cambissolos álicos e distróficos (Oliveira et al, 1987). Aparecem também latossolos brunos e terras brunas estruturadas (Rodrigues, 1984). A Tabela 3 apresenta os tipos de solos encontrados em cada área de estudo em 1991. 42 Tabela 3- Tipos de solos das áreas estudadas. ÁREAS TIPO DE SOLO PROFUNDIDADE CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS (m) C1 Entissolo 0.50 Profunda pedogênese (presença de bauxita) C2 Laterita concrecionária 0.60 Partículas finas (argilas) e concreções de vários diametros M 1 Latossolo concrecionário bauxítico 1.20 Horizonte B latossólico (presença de matacões) M2 Cambissolo podzolizado 0.60 Horizonte Bt incipiente (cutans de argila) F Podzólico vermelho-amarelado 0.85 Horizonte Bt em formação (presença de matacões) M Cambissolo 0.60 Horizonte Bt em formação Co Cambissolo 0.40 Horizonte Bt incipiente (horizonte A proeminete) G Podzólico vermelho escuro gleizado 0.50 Muito argiloso As Litossolo 0.40 Presença de cascalho e pontuações de caolinização J Cambissolo podzolizado 1.50 Horizonte Bt em formação D Cambissolo 0.60 Horizonte câmbico E Cambissolo lítico 0.50 Horizonte Bt em formação Am Litossolo 1.50 Muito cascalho 4.2.1.4- Aspectos climáticos O clima da região pode ser considerado subtropical úmido, Cfb, de acordo com a classificação primária de Koeppen (Eagleman, 1976 in Majer 1992), onde C significa clima mesotérmico úmido, que por definição apresenta temperatura do mês mais frio entre 18ºC e 0ºC, e fb significa que não existe estação seca (Sistema de Koeppen de classificação primária – Glossário de Ecologia, 1997). A temperatura anual máxima é de 24.3º C e mínima de 12.4º C, e precipitação média anual de 1695mm (Majer, 1992). 5- Métodos de trabalho e forma de análise dos resultados O desenvolvimento do trabalho constou das etapas descritas e sucintamente comentadas abaixo: 5.1- Revisão bibliográfica A revisão bibliográfica permitiu um aprofundamento dos conhecimentos do tema desenvolvido, sendo pesquisados trabalhos antigos 43 e atuais, buscando-se subsídios para a interpretação dos dados levantados no estudo. A pesquisa bibliográfica foi realizada utilizando-se o acervo da biblioteca do campus da UNESP - Rio Claro, a internet, o acervo pessoal do orientador, o acervo da Alcoa Alumínio S/A de Poços de Caldas – MG e acervos de outras universidades. 5.2- Organização dos dados pré-existentes Os dados foram coletados em 1991, e parte desses foi publicado por Fowler (1996). Esses dados foram reorganizad