Análise do padrão de dis campos de altitude - DBD PUC-Rio

Rodrigo Giovanetti Alves
Análise do padrão de distribuição da flora vascular dos
PUC-Rio - Certificação Digital Nº 1112013/CB
campos de altitude do Maciço do Itatiaia – RJ / MG
Dissertação de Mestrado
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-graduação
Pós graduação em
Geografia da PUC
PUC-Rio
Rio como requisito parcial para obtenção do
grau de Mestre em Geografia e Meio Ambiente.
Orientador: Prof. Rogério Ribeiro de Oliveira
Co-orientador:
orientador: Prof. André Scarambone Zaú
Rio de Janeiro
Abril de 2013
Rodrigo Giovanetti Alves
Análise do padrão de distribuição da flora vascular dos
PUC-Rio - Certificação Digital Nº 1112013/CB
campos de altitude do Maciço do Itatiaia – RJ / MG
Dissertação apresentada como requisito parcial para obtenção do
grau de Mestre pelo Programa de Pós-graduação
graduação em Geografia
do
o Departamento de Geografia do Centro de Ciências Sociais da
PUC-Rio. Aprovada pela Comissão Examinadora abaixo
assinada.
Prof. Rogério
gério Ribeiro de Oliveira
Orientador
Departamento de Geografia PUC
PUC-Rio
Prof. André Scarambone Zaú
Co-orientador
orientador
Instituto de Biociências
ências / UNIRIO
Prof. Ruy José Válka Alves
Depto. de Botânica / Museu Nacional do Rio de Janeiro
Janeiro/ UFRJ
Prof. Alexandro Solórzano
Departamento de Geografia PUC
PUC-Rio
Profa Mônica Herz
Vice-Decana de Pós-Graduação
Graduação do Centro de
Ciências Sociais – PUC-Rio
Rio de Janeiro, 30 de abril de 2013
Todos os direitos reservados. É proibida a reprodução total ou
parcial do trabalho sem autorização da universidade, do autor,
orientador e co-orientador.
Rodrigo Giovanetti Alves
PUC-Rio - Certificação Digital Nº 1112013/CB
Graduou-se em Turismo pela UNESA (Universidade Estácio de
Sá) do Rio de Janeiro em 2000 e em Gestão Ambiental pela UGB
(Centro Universitário Geraldo de Biase) de Volta Redonda em
2009. Fez pós-graduação Lato Sensu em Manejo e Gestão de
Recursos Naturais também pela UGB. Atualmente é professor da
AEDB (Associação Educacional Dom Bosco) em Resende - RJ na
Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras Dom Bosco, no curso
de Ciências Biológicas nas disciplinas de Geologia e Geociências.
Ficha Catalográfica
Alves, Rodrigo Giovanetti
Análise do padrão de distribuição da flora
vascular dos campos de altitude do Maciço do Itatiaia –
RJ / MG. / Rodrigo Giovanetti Alves; Orientador: Rogério
Ribeiro de Oliveira e Co-orientador: André Scarambone
Zaú, 2013.
157 f.: il. (color.); 30 cm
1.
Dissertação
(mestrado)
–
Pontifícia
Universidade Católica do Rio de Janeiro, Departamento
de Geografia.
Inclui referências bibliográficas.
1. Geografia - Teses. 2. Geografia. 3. Flora
vascular. 4. Campos de Altitude. 5. Maciço do
Itatiaia. I. Oliveira, Rogério Ribeiro de. II. Zaú,
André
Scarambone
III.
Pontifícia
Universidade Católica do Rio de Janeiro.
Departamento de Geografia. IV. Título
CDD: 910
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Para meu avô Albiléo (in memoriam) que
sempre acreditou em mim e a meus pais
Jésus e Suely pelo apoio e confiança.
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Agradecimentos
Agradeço em primeiro lugar a Deus, por ter me dado força para cumprir esta árdua
tarefa.
Aos meus pais, por sempre acreditarem em mim, pela paciência e ajuda em todos os
momentos.
Ao meu orientador Professor Rogério Ribeiro de Oliveira por me ensinar sempre que
devo ser humilde. Que pensamentos diferentes são somente opiniões, e que existe um
lugar neste mundo para todos.
Ao meu co-orientador André Scarambone Zaú pela lição de tranquilidade, honestidade e
competência em nossos momentos.
À PUC-Rio pelo auxílio concedido com a bolsa de isenção, sem os quais este trabalho
não poderia ter sido realizado.
À meu amigo Professor Gilson Roberto de Souza, pelas importantes contribuições e
palavras de apoio.
Aos amigos Gabriel, Joana Fraga e Marcos Oliveira pela ajuda em campo.
Ao amigo Vinícius Gomes pela ajuda na geração e análise dos dados estatísticos.
Aos professores Rita Montezuma e Alexandro Solózano por suas contribuições na
qualificação.
Ao Prof. João Rua por me elucidar sobre uma direção na compreensão da realidade da
vida.
Aos professores que participaram da comissão examinadora.
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Aos professores Marcelo Motta, Augusto, Álvaro e Regina pelos ensinamentos e ajuda.
As secretárias Márcia e Édina do Departamento pela compreensão, gentileza e ajuda.
Aos meus colegas da PUC-Rio.
A todos os amigos e familiares que de uma forma ou de outra me estimularam ou
me ajudaram.
Resumo
Alves, Rodrigo Giovanetti; Oliveira, Rogério Ribeiro de. Analise do padrão de
distribuição da flora vascular dos campos de altitude do Maciço do Itatiaia
– RJ / MG. Rio de janeiro, 2013. 157p. Dissertação de mestrado. Departamento
de Geografia, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro.
Os campos de altitude do Itatiaia surgem a partir de 2.000 m de altitude e se
estendem por uma área de 39 km2. Foram montadas 112 unidades amostrais de 10 x 5m
(0,56 ha) em quatro áreas (Campo Belo, Prateleiras, Altar e Aiuruoca) e amostrados
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11.828 indivíduos distribuídos em 24 famílias, 42 gêneros e 77 espécies ou
morfoespécies (sub-arbustivas, arbustivas e arbóreas). Também foram relacionadas às
plantas herbáceas, pteridófitas, briófitas e líquens, que não foram contabilizadas nas
parcelas, mas fazem parte da análise qualitativa do estudo, distribuídos em 36 famílias,
54 gêneros e 92 espécies ou morfoespécies. No total foram 53 famílias, 94 gêneros e
169 espécies ou morfoespécies. As famílias com maior riqueza de espécies foram:
Asteraceae (37), Poaceae (15), Melastomataceae (9), Ericaceae (6) e Lamiaceae,
Iridaceae e Eriocaulaceae (5 cada). As espécies foram classificadas segundo as formas
de vida de Raukiauer, adaptadas as condições brasileiras, senso - IBGE, com
predominância de hemicriptófitas seguidos de fanerófitas. Na análise estatística geral,
tanto para as localidades quanto para as fitofisionomias, utilizando MRPP e ANOSIM
por dissimilaridade Bray-Curtis, obteve-se que estas são distintas floristicamente, mas
não são homogêneas nem heterogêneas, que a probabilidade de erro é nula e os grupos
também diferem na composição da comunidade. Quanto à distribuição geográfica das
espécies, 35 são do sudeste e 27 do sudeste e sul do Brasil e 21 da América do Sul.
Palavras-chave
Geologia; geomorfologia; hidrologia; pedologia e botânica.
Abstract
Alves, Rodrigo Giovanetti; Oliveira, Rogério Ribeiro de (Advisor). Analysis of
the distribution pattern of the vascular flora of the high fields of the Massif
Itatiaia - RJ / MG. Rio de janeiro, 2013. 157p. MSc. Dissertation Departamento de Geografia, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro.
Fields altitude Itatiaia arise from 2.000m altitude and extend over an area of 39
km2. 112 sampling units were mounted 10 x 5m (0.56 ha) in four areas (Campo Belo,
Prateleiras, Altar and Aiuruoca) and sampled 11.828 individuals in 24 families, 42
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genera and 77 species or morphospecies (sub-shrub, shrub and trees). Were also related
to herbaceous plants, pteridophytes, bryophytes and lichens, which were not accounted
for in installments, but are part of the qualitative analysis of the study, distributed in 36
families, 54 genera and 92 species or morphospecies. A total of 53 families, 94 genera
and 169 species or morphospecies. Families with higher species richness were:
Asteraceae (37), Poaceae (15), Melastomataceae (9), Ericaceae (6) and Lamiaceae,
Iridaceae and Eriocaulaceae (5 each). The species were classified according to the forms
of life Raukiauer, adapted to Brazilian conditions, sense - IBGE, predominantly
hemicryptophytes followed phanerophytes. In general statistical analysis for both
localities and for the phytophysiognomies, using MRPP and ANOSIM on Bray-Curtis
dissimilarity, it was found that these are distinct floristically, but are not homogeneous
or heterogeneous, that the probability of error is null and groups also differ in
community composition. As for the geographical distribution of species, 35 are from the
southeast and 27 southeastern and southern Brazil and 21 in South America.
Keywords
Geology; geomorphology; hydrology; pedology and botanical.
Sumário
1. Introdução
19
1.1. Objetivos
21
1.2. Justificativa
22
1.3. Material e métodos
25
1.3.1. Área de estudo
25
1.3.2. Procedimentos metodológicos
32
1.3.3. Análise de dados
38
2. Aspectos geológicos, geomorfológicos, hidrológicos e pedológicos da
41
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região do Maciço do Itatiaia: uma revisão
2.1. Contextualização do Maciço do Itatiaia na América do Sul e no
42
sudeste brasileiro
2.2. A geologia do Itatiaia
43
2.3. A geomorfologia da região do Maciço do Itatiaia
47
2.4. A hidrologia da região do Maciço do Itatiaia
52
2.5 A relação da pedologia a fixação da vegetação nos campos de
altitude do Itatiaia
57
3. Análise biogeográfica dos campos de altitude do Maciço do Itatiaia
60
3.1. Descrição fitofisionômica do planalto do Itatiaia
61
3.2. Resultados e Discussão
71
3.2.1. Os campos de altitude do Itatiaia
71
3.2.2. Comparação deste estudo com outros
93
3.2.3. A relação dos campos de altitude com a floresta alto-montana
98
3.2.4. A inter-relação da geologia, botânica e o clima no Itatiaia
100
3.2.5. A distribuição geográfica das espécies do Itatiaia
105
3.2.5.1. A relação do Itatiaia com o cerrado brasileiro
109
3.2.5.2. A relação do Itatiaia com o elemento austral - antártico
111
3.2.5.3. A relação do Itatiaia com o elemento holártico
111
3.2.5.4. A relação do Itatiaia com o elemento austral-andino 111
(patagônia)
3.2.5.5. A relação do Itatiaia com o elemento andino
113
3.2.5.5.1. A relação do Itatiaia com o elemento andino do norte 115
(Páramos)
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3.2.5.6. A relação do Itatiaia com o elemento temperado
120
4. Conclusões
121
5. Considerações finais
123
6. Referências
124
7. Apêndice I
139
8. Apêndice II
142
9. Apêndice III
149
10. Apêndice IV
155
Lista de siglas
AEI – Análise de Espécie Indicadora
ANA – Agência Nacional de Águas
ANOSIM – Análise de Similaridade
APG III – Angiosperm Phylogeny Group Classification
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CCA – Análise de correspondência canônica
IBAMA – Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais
Renováveis
IBDF – Instituto Brasileiro de Desenvolvimento Florestal
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
IME – Instituto Militar de Engenharia
INPE – Instituto de Pesquisas Espaciais
IPT - Instituto de Pesquisas Técnicas
LC – Combinações lineares
MRPP – Procedimento de Permutação Multi-resposta
NMS – Análise de escalonamento multidimensional Não-Métrico
PARNA – Parque Nacional
PNI – Parque Nacional do Itatiaia
RB – Herbário do Jardim Botânico do Rio de Janeiro
RBR – Herbário da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
RCBS – Rift Continental do Sudeste do Brasil
UGB – Centro Universitário Geraldo de Biase
UMG – Último máximo glacial
UPGMA – Análise de grupamento pelo método de ligação de média de grupo
VOLRE – Herbário do Centro Universitário Geraldo de Biase
Lista de ilustrações
Figura 1 - Localização do PARNA do Itatiaia com os municípios
limítrofes, no bioma Mata Atlântica e no mosaico da Mantiqueira.
27
Figura 2 – Zonação altitudinal, temperatura e pluviosidade do Maciço do
29
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Itatiaia.
Figura 3 - Cobertura vegetal do PARNA do Itatiaia – RJ / MG.
31
Figura 4 - Exemplo de uma parcela montada no vale do Altar com
Agulhas Negras ao fundo.
34
Figura 5 - Imagem de satélite das áreas de estudo (Aiuruoca, Altar,
Couto (Campo Belo) e Prateleiras) nos campos de altitude do Itatiaia.
36
Figura 6 - Aspecto das fitofisionomias: A – Afloramento rochoso; B –
Campo graminóide; B1 – Formação florestal; B2 – Chusqueal. Campos
de altitude do Itatiaia, RJ / MG, Brasil.
37
Figura 7 - Mapa da estruturação geológica da região sudeste do Brasil,
com os principais lineamentos ENE e NE, com destaque para a bacia
sedimentar de Resende.
43
Figura 8 - Mapa geológico e Neotectônico da região do Maciço do
Itatiaia.
45
Figura 9 - Contexto geológico da região do Maciço do Itatiaia (esboço
parcial da província do Planalto Atlântico com sub-zona do Maciço do
Itatiaia).
46
Figura 10 - Esboço geológico do rift continental, originado por um
sistema de falhamentos que afetou os gnaisses do embasamento e
originou as serras da Mantiqueira e do Mar.
47
Figura 11 - Mapa geológico do Parque Nacional do Itatiaia com a
demonstração dos seus tipos de rochas.
48
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Figura 12 - Perfil geológico – geomorfológico entre Angra dos Reis (RJ) e
Itamonte (MG).
49
Figura 13 – Mapa geomorfológico do Parque Nacional do Itatiaia.
50
Figura 14 – Alvéolos e canaletas das Agulhas Negras.
51
Figura 15 - Bacias noroeste e sudoeste do Maciço do Itatiaia, com seus
respectivos córregos, ribeirões e rios.
53
Figura 16 - Bacias norte e nordeste do Maciço do Itatiaia, com seus
respectivos córregos, ribeirões e rios.
55
Figura 17 - Bacias nordeste e sudeste e sul do Maciço do Itatiaia, com
seus respectivos córregos, ribeirões e rios.
56
Figura 18 - Mapa pedológico do PNI e seu entorno.
59
Figura 19 - Vista parcial do maciço do Itatiaia visto da BR – 345 (Rio –
Caxambú).
62
Figura 20 - Vista parcial do brejo da Lapa com pedra Furada ao fundo.
63
Figura 21 - Vista parcial da floresta de Araucaria angustifolia junto ao
64
brejo da Lapa.
Figura 22 - Panorama parcial da borda leste do Maciço do Itatiaia.
65
Figura 23 - Vista parcial do vale da nascente do rio Campo Belo.
66
Figura 24 - Vista panorâmica do vale do Altar.
67
Figura 25 - Vista parcial do vale das Prateleiras.
68
PUC-Rio - Certificação Digital Nº 1112013/CB
Figura 26 - Pedras da Tartaruga e da Maça e um dos lagos direcionados
para a face sul.
69
Figura 27 - Visão panorâmica do vale do Aiuruoca.
69
Figura 28 - Vacas pastando no planalto do Itatiaia no vale do Altar, junto
a entrada do Aiuruoca.
70
Figura 29 - Vista parcial do vale do Aiuruoca.
71
Figura 30 – Formas de vida dos campos de altitude do Itatiaia.
73
Figura 31 – Formas de vida dos campos graminóides do Itatiaia.
74
Figura 32 – Forma de vida dos afloramentos rochosos do Itatiaia.
75
Figura 33 – Formas de vida das formações florestais do Itatiaia.
75
Figura 34 – Formas de vida dos chusqueais do Itatiaia.
76
Figura 35 – Riqueza de espécies em quatro fitofisionomias existentes em
112 parcelas dos campos de altitude do Itatiaia.
77
Figura 36 – Espécies encontradas em somente uma fitofisionomia no
78
Itatiaia.
Figura 37 – Famílias com maior riqueza nos campos de altitude do
Itatiaia.
79
Figura 38 – Famílias mais abundantes nos campos de altitude do Itatiaia.
80
Figura 39 – Famílias menos abundantes nos campos de altitude do 81
Itatiaia.
Figura 40 – Famílias com o maior número de gêneros nos campos de 82
PUC-Rio - Certificação Digital Nº 1112013/CB
altitude do Itatiaia.
Figura 41 – Espécies mais abundantes nos campos de altitude do
Itatiaia.
82
Figura 42 – Parcelas com presença de chusqueas nos campos de
altitude do Itatiaia.
83
Figura 43 – NMS 2D dos principais ambientes (afloramento rochoso e
campo graminóide) inseridos nos campos de altitude do Maciço do
Itatiaia.
87
Figura 44 - Análise multivariada por agrupamento de presença / ausência
das sinúsias e localidades estudadas dos campos de altitude do Maciço
do Itatiaia.
90
Figura 45 - Análise multivariada por agrupamento quantitativa das
sinúsias e localidades estudadas dos campos de altitude do Maciço do
Itatiaia.
91
Figura 46 – Curva de rareifação da área de estudo dos campos de
altitude do Maciço do Itatiaia, RJ / MG.
Figura 47 – Distribuição geográfica das espécies do Itatiaia pelo Brasil e
92
PUC-Rio - Certificação Digital Nº 1112013/CB
pelo globo.
106
Figura 48 – Complexo Ecorregional dos Andes do Norte.
116
Lista de tabelas
Tabela 1 – Valores de referência dos parâmetros das análises MRPP
40
(A,T,p), ANOSIM (R) e AIE.
Tabela 2 – Resultados gerais das análises de testes de semelhança
entre áreas estudadas nos campos de altitude do Itatiaia, RJ / MG.
84
Tabela 3 – Resultados dos Procedimentos de permutação multiPUC-Rio - Certificação Digital Nº 1112013/CB
resposta (MRPP) de testes pareados usando a dissimilaridade BrayCurtis para as localidades (áreas) nos campos de altitude do Itatiaia, RJ
/ MG.
85
Tabela 4 – Resultados dos Procedimentos de permutação multiresposta (MRPP) de testes pareados usando a dissimilaridade
Euclidiana Relativa para as localidades (áreas) nos campos de altitude
do Itatiaia, RJ / MG.
85
Tabela 5 – Resultados das análises de similaridade (ANOSIM) de
testes pareados com 15.999 permutações usando a dissimiliaridade
Bray-Curtis para as localidades (áreas) nos campos de altitude do
Itatiaia, RJ / MG.
86
Tabela 6 - Resultados das análises de similaridade (ANOSIM) de testes
pareados
com
15.999
permutações
usando
a
dissimiliaridade
Euclidiana Relativa para as localidades (áreas) nos campos de altitude
do Itatiaia, RJ / MG.
86
Tabela 7 - Resultados gerais das análises de testes de semelhança
entre fitofisionomias estudadas nos campos de altitude do Itatiaia, RJ /
MG.
88
PUC-Rio - Certificação Digital Nº 1112013/CB
Precisamos encontrar Deus, e não podemos fazê-lo com
barulho e desassossego. Deus é amigo do silêncio. Veja
como a natureza - árvores, flores, grama – crescem no
silêncio; veja as estrelas, a lua e o sol, como se movem em
silêncio... Precisamos de silêncio para sermos capazes de
tocar almas.
Madre Tereza de Calcutá