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REVISTA DA MADEIRA - EDIÇÃO N°79 - MARO DE 2004

Incndios

Efeitos do fogo nos ecossistemas florestais

O fogo nos ecossistemas florestais pode ser entendido como o resultado da unio do oxignio presente no ar, com o carbono existente no material lenhoso, o qual iniciado por uma fonte de ignio ou mesmo por uma alta temperatura ambiente. Este processo est associado a presena de fatores climticos favorveis tais como umidade relativa, precipitao pluviomtrica, temperatura e vento. O fogo pode ser originado de um incndio ou de uma queima controlada. O primeiro caracteriza-se pela casualidade, ou seja, um evento imprevisvel no qual uma rea afetada sem nenhum objetivo. A queima controlada a utilizao do fogo como uma tcnica, tendo portanto um objetivo como por exemplo, a diminuio de material combustvel, melhorias de PH do solo, limpeza da rea, dentre outras. Essa tcnica, embora no se conhea muito de seus efeitos, ainda bastante utilizada, principalmente no setor agrcola.

Os efeitos do fogo nos solos podem ser analisados mediante ao estudo dos aspectos fsicos, qumicos e biolgicos. Dentre as mudanas que ocorrem no aspecto fsico podemos citar a variao de temperatura e umidade, alteraes da estrutura e porosidade do solo, etc. No meio qumico ocorre alteraes do PH do solo, volatilizao dos elementos qumicos presente na biomassa, mineralizao da matria orgnica, dente outras. No aspecto biolgico podemos observar mudanas na dinmica populacional da fauna do solo, que inclusive, levam s alteraes das propriedades fsicas e qumicas do recurso edfico.

Ser evidenciado abaixo os efeitos ambientais do fogo no solo, dirigindo no entanto esforos para compreenso das alteraes fsicas, qumicas e biolgicas decorrentes desse processo no meio florestal.

A remoo da serapilheira um dos processos mais perceptveis do fogo nos ecossistemas florestais. Esta situao expe o solo mineral diretamente ao impacto das gotas de chuvas, levando portanto a perda da estrutura das camadas superficiais. Essa desestruturao pode ser ainda mais crtica quando se tem excesso de material combustvel, pois, nesses casos, o fogo acaba atingindo temperaturas mais elevadas o que pode acarretar a fuso desses solos. Essa situao, embora de difcil ocorrncia, mais propicia em florestas de idades mais avanadas j que as mesmas apresentam maiores quantidades de restos vegetais depositados sobre o solo, ou seja, de material combustvel.

A destruio da camada orgnica causada pelo fogo expe o solo s intempries provocando assim modificaes nas suas propriedades fsicas, principalmente no que se refere a porosidade e penetrabilidade de gua, tornando-os mais susceptvel aos processos erosivos. Em conseqncia do fogo ocorre tambm a produo de cinzas que causam entupimento dos macroporos afetando desta forma a porosidade do solo. Assim, ocorre uma reduo da taxa de infiltrao e um aumento do escorrimento superficial o que potencializa ainda mais os riscos de eroso. Os processos erosivos acabam proporcionando perdas considerveis de nutrientes principalmente em virtude da remoo de grande parte das cinzas. Em reas florestais de topografia mais acidentadas esses processos de carreamento de cinzas so mais evidentes, gerando portanto efeitos mais agravantes.

Uma outra forma de perda dos elementos minerais ocorre pelo transporte das cinzas atravs de uma coluna de conveco de calor. Esse processo pode representar perdas significativas em solos florestais j que o estoque de biomassa nesses ecossistemas geralmente so mais expressivos o que propicia a ocorrncia de fogo de alta intensidade, trazendo por conseqncias maiores perdas. Um outro aspecto importante que deve ser considerado o efeito do fogo na umidade do solo. A morte da cobertura vegetal pelo fogo pode levar a reduo de perdas de umidade por transpirao e interceptao, o que poderia proporcionar um aumento da umidade do solo, dependendo dos efeitos sobre a matria orgnica, j que esta, quando drasticamente afetada, pode levar a uma reduo significativa da umidade. Em solos de textura grosseira esses problemas so mais agravantes pois estes apresentam maior susceptibilidade s perdas por evaporao.

A temperatura um outro aspecto fsico de grande importncia a ser considerado, podendo no entanto apresentar efeitos a curto e mdio prazo. A curto prazo o fogo causa aumento da temperatura superficial do solo pela liberao de energia durante a combusto, podendo atingir inclusive 1000o C na superfcie, com reduo significativa nas camadas inferiores. Em solos florestais estas temperaturas so mais crticas dada ao excesso de material combustvel (lenha, gravetos, folhas secas e vegetao de sub-bosque). A longo prazo, o escurecimento da superfcie queimada ir proporcionar maior absoro da radiao solar. A menor temperatura nas camadas subsuperficiais durante o fogo ocorre pelo fato do solo apresentar baixa condutividade trmica, podendo haver variao em funo de algumas caractersticas tais como textura e o grau de compactao. No que se refere a textura, estudos mostraram que numa queima de restos de explorao de florestas de conferas a penetrao de calor foi maior nos solos arenosos do que nos argilosos.

Quanto a compactao, no difcil observar que quanto mais compacto maior a proximidades das partculas e, portanto, maior ser a condutividade. Esse processo pode ser bastante evidenciado dentro dos projetos florestais dado ao trnsito de mquinas pesadas nas reas de corte. A lixiviao um outro aspecto fsico que sofre alterao aps o fogo. Esse processo ocorre devido a reduo da CTC que por sua vez acarretada pela diminuio da matria orgnica do solo. Assim, a reduo da matria orgnica pelo fogo reduz ainda mais a CTC do solo, tornando-os mais susceptveis as perdas de bases e elementos qumicos liberados pela queima do material vegetal. Portanto, vrias mudanas nos aspectos fsicos do solo podem ocorrer aps o fogo, porm, a alterao dessas propriedades geralmente no ocorrem a no ser que o calor liberado no solo tenha sido severo .



Efeitos qumicos



Alm das alteraes fsicas, podem tambm ocorrer no solo algumas mudanas qumicas aps o fogo. O efeito qumico mais imediato da queima a liberao de elementos minerais. O fogo acelera a mineralizao da matria orgnica do solo, fazendo em poucos minutos um trabalho que em condies normais poderia levar meses ou at anos. O grande problema desse processo no entanto a rpida liberao de nutrientes num curto espao de tempo. Essa quantidade liberada portanto muito superior a capacidade de assimilao das plantas, ocorrendo assim perdas por eroso (elica e / ou hdrica), lixiviao ou percolao. Apesar dessa rpida mineralizao proporcionar perdas de nutrientes, em determinados casos, ela pode ser desejvel.

Alguns estudos mostram a vantagem do fogo na incorporao de material lenhoso dentro de solos florestais em ecossistemas frios ou secos. Portanto, nessas condies, a ocorrncia do fogo de baixa intensidade, alm de ser desejvel, acaba sendo uma prtica recomendvel. A volatilizao um outro processo qumico proporcionado pelo fogo. Estudos dos efeitos da queima de resduos de florestas de eucalipto sobre as perdas de nutrientes do sitio mostraram que o fogo libera os nutrientes da biomassa de forma substancial, ms uma proporo considervel desses nutrientes mineralizados perdida por volatilizao. Tais estudos indicam que essas perdas podem afetar a fertilidade do stio ao longo de rotaes sucessivas de plantaes florestais com espcies de rpido crescimento.

Os elementos mais susceptveis aos processos de volatilizao so o nitrognio (N) e o enxofre (S). O nitrognio volatiliza - se em 200o C, sendo essa temperatura facilmente atingida em locais onde o material a ser queimado exceder 3370 kg / ha. Alguns autores relatam que cerca de 95 % do N presente na fitomassa da vegetao queimada volatiliza-se, retornando a atmosfera como gs. Mesmo quando a queima controlada (baixa intensidade) a perda de N pode atingir mais de 100 Kg / ha. Foram observados em alguns estudos uma reduo de 17% no teor de N em queima de baixa intensidade, contra 72% de reduo em queima de alta intensidade.

A variao de PH do solo um outro efeito qumico proporcionado pelo fogo. Alguns estudos mostram que a liberao de bases durante a combusto dos resduos vegetais promove uma elevao do PH do solo. Quando a matria orgnica queimada, as substncias nela contida so liberadas em forma de xidos que so depositados como cinzas na superfcie do solo. Estas cinzas, geralmente ricas em xidos solveis de bases, se transformam em carbonatos capazes de neutralizar a acidez do solo. Em fim, esses efeitos qumicos que ocorrem no solo aps o fogo tais como variaes de PH, CTC, bem como os processos de mineralizao e volatilizao, so de grande importncia e merecem um estudo mais aprofundado haja vista que os mesmos apresentam uma relao direta com a fertilidade do solo.

Efeitos biolgicos



O fogo no solo altera tambm a dinmica populacional de microorganismos que nele vive. Em razo de sua alta porosidade o solo apresenta baixa condutividade trmica, proporcionando no momento da queima, maiores temperaturas apenas na interface solo - atmosfera. Tal fato explica, em parte, a sobrevivncia de alguns microorganismos aps o fogo. Estudos relacionados com os efeitos do fogo sobre os componentes biticos revelaram que em queima de mdia intensidade apenas 57% das bactrias foram destrudas na camada de dois centmetros de profundidade. No caso dos incndios subterrneos, embora de difcil ocorrncia, os danos aos microorganismos do solo so mais acentuados. A menor freqncia desses incndios se explica em funo da baixa oxigenao do solo nas camadas mais inferiores e de sua alta umidade. Assim, a baixa condutividade trmica do solo bem como os fatores que dificultam os incndios subterrneos, constituem em alguns aspectos que de certa forma contribuem para a sobrevivncia de um certo nmero de microorganismos aps o fogo.

Embora os efeitos do fogo seja atenuado nas camadas mais inferiores do solo, alguns autores relatam que a micro e mesofauna do horizonte orgnico so bastante susceptveis a tal processo. Dessa forma, ocorre uma grande reduo do nmero de indivduos no solo aps a queima. Porm, algumas condies proporcionadas pelo fogo podem favorecer a proliferao de microorganismos, tais como: reduo da acidez, aumento da temperatura mdia do solo, diminuio da competio, aumento da disponibilidade de nutrientes e maior mobilidade dos propgulos. O fogo proporciona a liberao de uma grande quantidade de nutrientes para o solo, principalmente daqueles que so menos susceptveis ao processo de volatilizao como o caso do clcio. Esse elemento encontrado em grandes propores nas cascas de rvores de eucalipto, assim, a queima dos restos florestais de espcies desse gnero acaba disponibilizando grande quantidade desse mineral para o solo. Este nutriente apresenta inclusive um efeito favorvel no crescimento de bactrias. Portanto, vrios so os fatores que propiciam o crescimento de microorganismos no solo aps o fogo.

Alguns pesquisadores afirmam que as elevaes das concentraes de nitrato aps a queima esto associados ao aumento das populaes de bactrias nitrificadoras. Alm dos microorganismos, existem tambm a mesofauna a qual desempenha um importante papel na permeabilizao do solo e na decomposio dos restos vegetais. Nota-se no entanto que o fogo compromete a sobrevivncia dos componentes biticos do solo no momento da queima, porm a situao condicionada por esse processo pode vir a favorecer a proliferao desses organismos no futuro.

O fogo pode ser considerado um rpido decompositor, proporcionando em curto espao de tempo, a mineralizao da matria orgnica do solo. Tal processo quando realizado pelos microorganismos do solo pode levar meses ou at anos. Assim, o fogo em conjunto com a vida microbiana pode constituir num mecanismo necessrio ou at mesmo dominante na mineralizao da biomassa morta do solo, principalmente nos ecossistemas frios e secos.

O fogo altera as propriedades qumicas, fsicas e biolgicas do solo, sendo essa transformao diretamente proporcional a sua intensidade. As alteraes fsicas mencionadas diz respeito, principalmente, a estrutura, porosidade, umidade e temperatura do solo. Como foi relatado, para que essas mudanas possam ocorrer de forma a comprometer o componente edfico, o calor liberado no solo tem que ser intenso. Dentre as alteraes qumicas, foram relatadas a variao de PH e da CTC do solo, o processo de volatilizao e mineralizao da matria orgnica. Alm da rpida mineralizao, o fogo geralmente proporciona um incremento do PH do solo durante os primeiros anos aps a queima, propiciando assim boas condies qumicas para o crescimento das plantas. Os estudos dos processos qumicos so portanto de grande importncia visto que os mesmos apresentam uma profunda relao com a fertilidade do solo. No caso dos componentes biticos, a sua reduo pelo fogo acarretam alteraes tanto nas propriedades fsicas quanto nas propriedades qumicas do solo. Enfim, a ao do fogo tanto na forma manejvel quanto acidental acaba trazendo efeitos benficos e malficos, portanto pela pouca previsibilidade desses efeitos sua prtica ainda pouco recomendvel .



Autores:

Lus Carlos de Freitas Mestrando em Cincia Florestal do Departamento de Engenharia Florestal da UFV;

Giovani Levi Sant'anna Doutorando em Cincia Florestal - UFV.



Maro 2004