Autores

Marques, L.O. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA) ; Caetano, G.M. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA) ; Felippe, M.F. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA)

Resumo

As nascentes são sistemas ambientais abertos, dotados de enorme complexidade. Deste modo, as características fisiográficas das nascentes são condicionadas pela variabilidade e inter-relação dos fatores ambientais – geodiversidade – das paisagens onde estão inseridas. Apesar da reconhecida importância socioambiental das nascentes, as pesquisas científicas associadas a elas ainda são escassas. A partir desta grande lacuna existente sobre a temática, coloca-se em pauta a necessidade de compreender e atestar a diversidade da estrutura e funcionalidade desses sistemas. Por meio da aplicação de um check-list em várias idas de campo, pode-se realizar o monitoramento das nascentes encontradas no interior do Jardim Botânico da Universidade Federal de Juiz de Fora (JB – UFJF), ao longo de todo um ano hidrológico. Os resultados evidenciam que, em consonância com a relativa homogeneidade ambiental apresentada pela área, foram encontradas 24 nascentes com características bastantes similares.

Palavras chaves

Nascentes; Sistema Ambiental; Paisagem

Introdução

A paisagem é um conceito polissêmico, cuja origem está atrelada aos primórdios da cultura humana e seus diversos significados variam, de acordo com o desenvolvimento das relações entre o Homem e a natureza (MARQUES NETO, 2008). A paisagem enquanto conceito científico, também foi incorporado no transcorrer da ciência geográfica, surgindo simultaneamente a ela (DANTAS et al., 2015). Posteriormente, este conceito adquiriu múltiplos significados com base em suas diferentes utilizações nos mais variados contextos socioespaciais das escolas de pensamento geográfico. Dentre elas, destaca-se as escolas francesa, russo-soviética e alemã, pois, todas estas possuem diferentes vertentes em que a paisagem é analisada por meio de uma noção sistêmica (DANTAS et al., 2015). A partir desta mesma perspectiva e no âmbito da geografia física moderna, abordamos a paisagem como um sistema aberto complexo. Com base nestes pressupostos, entenderemos a paisagem como um todo em sua integridade, não somente a simples adição de elementos disparatados (BERTRAND, 2004) ou a paisagem natural, mas englobando, também, todas as implicações das ações humanas. Assim, a paisagem é segundo Bertrand (2004, p. 141), “[...] em uma determinada porção do espaço, o resultado da combinação dinâmica, portanto instável, de elementos físicos, biológicos e antrópicos que, reagindo dialeticamente uns sobre os outros, fazem da paisagem um conjunto único e indissociável, em perpétua evolução”. Sendo que, a variedade/diversidade dos elementos constituintes e as suas inter-relações é que vão gerar as diferenças entre as distintas paisagens do globo. Esta diversidade costuma ser analisada de forma segmentada, através dos conceitos de biodiversidade e geodiversidade, sobre os quais é possível distinguir as particularidades espaciais de um determinado local (RODRIGUEZ, SILVA E CAVALCANTI, 2004 apud MEDEIROS E MEDEIROS, 2012). As paisagens terrestres, conforme Dantas et al., (2015), são originadas pela dinâmica exercida entre os fatores endógenos e exógenos, podendo ser analisadas com base nas relações do seu substrato (meio abiótico). A geodiversidade é vista neste trabalho como a fundação, o meio pelo qual a paisagem evolui e se constitui materialmente no espaço. Nesse sentido, os estudos de hidrogeomorfologia requerem uma análise integrada do meio geobiofísico, pois, a água é um elemento essencial para o desenvolvimento de vários processos naturais, exercendo grande influência na dinâmica evolutiva da paisagem, sobretudo em um contexto de áreas de clima Tropical úmido (COELHO NETO, 1992 apud DANTAS et al., 2015). De acordo com Felippe e Magalhães Jr. (2013a), as nascentes podem ser entendidas como “um sistema ambiental em que o afloramento da água subterrânea ocorre naturalmente de modo temporário ou perene, e cujos fluxos hidrológicos na fase superficial são integrados à rede de drenagem”. Apesar disso, são consideradas por muitos, simplesmente como o local de exfiltração da água subterrânea. Contudo, as nascentes se materializam na natureza sobre diferentes formas e com distintos comportamentos hidrológicos. Isto ocorre devido à grande diversidade de elementos naturais e antrópicos da paisagem que com ela se inter-relacionam, proporcionando sua manutenção. Nesse sentido, é de extrema importância reconhecer a heterogeneidade fisiográfica das nascentes. A chave para desvendar a geodiversidade das nascentes é compreender como os elementos do sistema ambiental se engendram para formá-la e, como estes materializam na paisagem. Assim, de forma a elucidar a intrínseca geodiversidade que constitui o sistema nascente, o presente trabalho tem por objetivo avaliar como a interação entre os diversos fatores ambientais – entendidos aqui como geodiversidade – atuam para a formação das nascentes existentes no contexto da paisagem do Jardim Botânico da UFJF. Portanto, é essencial caracterizar as nascentes estudadas de acordo com a paisagem onde estas estão inseridas.

Material e métodos

Devido à falta de uma sistematização do conhecimento acerca das nascentes existentes no interior do Jardim Botânico da UFJF, foram necessárias algumas idas à campo para se encontrar a localização das mesmas. Para tal procedimento, foi preciso reconstruir cartograficamente, toda a rede de drenagem da área. Os primeiros campos começaram no ponto mais a jusante da drenagem dentro da área de estudo, onde o curso d’ água principal é canalizado. Assim, seguindo a rede de drenagem, de jusante para montante, pudemos visualizar todas as confluências entre os canais e, assim, segui-los até encontrar todas as nascentes. Para esta atividade de mapeamento, foram marcados pontos com um aparelho receptor GPS modelo Garmin GPSMAP 76CSx, em todas as confluências, lagos, nascentes e demais elementos importantes do sistema de drenagem do Jardim Botânico. Em especial atenção para as nascentes, cuja as localizações foram marcadas com, no mínimo, 100 pontos de medições, na tentativa de se reduzir o erro do GPS. Por fim, ao todo, 25 nascentes foram identificadas e mapeadas. A partir do reconhecimento da área, os trabalhos de campo se constituíram, basicamente, na coleta de dados primários sobre as principais características das nascentes. Tal procedimento foi realizado através da aplicação de um check-list, contendo as informações relevantes para se fazer a caracterização fisiográfica das nascentes estudadas¹. Assim, foram observados os seus principais aspectos fisiográficos, como a morfologia e o tipo de exfiltração, além também, das condições ambientais circundantes das nascentes sobre a paisagem. Devido à todas as dificuldades técnicas inerentes a mensuração de fluxos hídricos de baixa vazão, tais como, a maioria das nascentes do Jardim Botânico, optou-se por utilizar a proposta metodológica de Felippe e Magalhães Jr. (2013b). Seguindo tais recomendações, para evitar possíveis erros, os procedimentos foram realizados em triplicata, considerando a vazão a partir da média entre todas as medições realizadas em cada uma das nascentes. Por causa da complexa dinâmica hidrológica das nascentes, condicionada, principalmente pelo clima (MARQUES et al., 2016), as visitas foram realizadas em três campos trimestrais – nos meses de dezembro de 2016, março e julho de 2017. Deste modo, através da realização dos campos com o uso sistematizado do check-list na coleta de informações sobre as características fisiográficas e a mensuração das vazões, pode-se monitorar a variabilidade morfológica e o comportamento hidrológico das nascentes ao longo de todo um ano hidrológico. Assim, após a análise desses dados, pode-se vislumbrar o objetivo proposto. Em gabinete, para concluir a restituição de drenagem, os pontos coletados em campo com o aparelho GPS foram plotados no software Esri ArcGIS 10.2.1, sobrepostos às imagens aéreas. Os dados primários coletados com o uso do check-list foram armazenados, organizados e tratados através do software Microsoft Excel 2013. Por outro lado, os dados sobre os aspectos abióticos da paisagem (geodiversidade) do Jardim Botânico da UFJF foram obtidos através de uma revisão cartográfica e bibliográfica. As principais bases utilizadas foram: o mapeamento geológico realizado pela Companhia de Desenvolvimento Econômico de Minas Gerais (CODEMIG, 2014) e o mapa de solos executado pelo Departamento de Solos da Universidade Federal de Viçosa, entre outros colaboradores (UFV et al., 2010). Por fim, com base na análise desses dados, juntamente com a consulta a literatura científica existente sobre a temática, pode-se discutir sobre como os aspectos da geodiversidade referentes a paisagem, influenciam nas características das nascentes. ¹Foram abarcadas 24 nascentes de um total de 25 existentes no interior da área de estudo. A Jbn3 foi excluída do presente trabalho por se tratar de uma nascente efêmera, cuja a localização dada através de sua exfiltração só pode ser constatada em um único momento.

Resultado e discussão

O recorte espacial desta pesquisa abrange a área pertencente ao Jardim Botânico da Universidade Federal de Juiz de Fora (JB – UFJF) que está localizado na rua Cel. Almirante Novais do bairro Santa Terezinha, na zona nordeste do município de Juiz de Fora, em Minas Gerais – Brasil. O JB – UFJF se consiste em uma área verde com cerca de 85 hectares, estando espacialmente integrada a outros mais de 290 hectares, remanescentes de Mata Atlântica (DRUMMOND et al., 2005) da APA Mata do Krambeck. Por outro lado, e, em contraste encontra-se o limite do perímetro urbano. A atual vegetal desta área é descrita como sendo um mosaico de Floresta Estacional Semidecidual, em diferentes estágios de sucessão ecológica (UFJF, 2011; BRITO e CARVALHO, 2014). Os limites oficias do JB – UFJF, em grande parte, coincidem com os próprios divisores de águas de uma pequena bacia hidrográfica, sem toponímia que drena áreas da margem esquerda do Rio Paraibuna. Esta bacia possui um relevo com moderadas elevações, cuja amplitude topográfica varia cerca de 130 metros. As porções mais altas desta área são constituídas por interflúvios conectados a vertentes côncavas vegetadas, formando pequenas cabeceiras de drenagem que concentram os fluxos hídricos, engendrando na ocorrência de um grande número de nascentes. A água proveniente dessas nascentes, converge por toda a rede de drenagem para as áreas mais baixas e centrais da bacia, onde existem dois lagos criados por barragens. A área de estudo está assentada sobre litologias da Megassequência Andrelândia. Esta unidade geológica, é composta por uma sequência de rochas metassedimentares neoproterozóicas (PETERNEL et al., 2005; TUPINAMBÁ et al., 2007). Com base nos dados da Prefeitura de Juiz de Fora (PJF, 2014) e no mapeamento geológico de Minas Gerais, feito pela CODEMIG (2014), verificou-se que na área são encontrados Gnaisses com intercalações de Quartzitos em zonas intensamente cataclassadas ou milonitizadas. Essas duas litologias, em função de suas características e principalmente, resistências promovem uma diferenciação marcante no substrato da paisagem do Jardim Botânico da UFJF, sobretudo no que se trata da profundidade das coberturas superficiais de alteração. Em consonância com a relativa homogeneidade ambiental do Jardim Botânico e as várias utilizações sociais desta área, ao longo do tempo, são encontradas atualmente, um conjunto relativamente homogêneo de 25 nascentes. Estas, por se tratarem de sistemas ambientais complexos (FELIPPE e MAGALHÃES JR., 2012), têm a sua estrutura e dinâmica condicionadas pela variabilidade das características das paisagens onde se inserem Afim de sintetizar os resultados obtidos para melhor exposição, as nascentes estudadas foram agrupadas em quatro grupos de acordo com as suas similaridades (FIGURA 1). Porém, deve se ressaltar que, em função de sua complexidade, algumas nascentes foram consideradas como pertencentes à mais de um grupo. Ao analisar todo o conjunto de nascentes estudadas, pode-se perceber uma certa uniformidade, onde foram encontradas 15 nascentes com morfologia em concavidade e de exfiltração difusa ou múltipla. Esta estrutura física das nascentes com maior representatividade (62,5%) se deve as próprias características dos solos desta região. O Jardim Botânico da UFJF está situado em uma área de clima do tipo tropical úmido, sobre os “Domínios Morfoclimáticos dos Mares de Morro Florestados” (AB’ SÁBER, 2003). O acentuado ataque causado pelo intemperismo químico nesta região, propicia a formação de profundos mantos de alteração das coberturas superficiais. Estes induzem à exfiltração da água subterrânea de modo difusa por entre poros do material pedológico ou sedimentar. Isso é explicado pela localização dessas nascentes, em ambientes de agradação com significativa deposição de sedimentos provenientes das vertentes situadas à montante. Nestes locais, as coberturas superficiais possuem uma espessura superior a 50cm, além de haver também um grande acumulo de matéria orgânica em decomposição. Os dutos (pipes) são feições erosivas tubulares, cujas as dimensões podem variar desde a alguns centímetros a até mesmo, poucos metros. De acordo com Bull & Kirkby (1997 apud AUGUSTIN e ARANHA, 2007), os dutos são encontrados sobre as várias regiões do planeta e podem ser originados por uma ampla gama de processos e fatores, principalmente a atuação dos fluxos hídricos subsuperficiais. Nas vertentes do lado oeste do JB – UFJF, existem um grupo específico de três nascentes – Jbn2, Jbn3 e Jbn19 – que estão relativamente isoladas das demais, mas com uma grande proximidade entre si. Nesse sentido, as suas características são bastante parecidas, apresentando uma morfologia em duto, além da interrupção de seus fluxos na estação seca do ano. Estas nascentes estão situadas em porções mais elevadas de uma vertente com vegetação secundária em recuperação e sobre solos rasos (Neossolos), constituídos por grande quantidade de material na fração de areia decorrente da decomposição dos quartzitos. Dessa forma, a vegetação não realiza uma efetiva intercepção da água da chuva, favorecendo a geração do escoamento superficial. Acrescido a isto, ressalta-se que a diferença entre as condições de permeabilidade entre o solo e rocha, cria uma certa descontinuidade nos processos de infiltração, ocasionando a concentração dos fluxos subsuperficiais, removendo por meio destes, os materiais e formando as nascentes em dutos por piping. Além destas, outras duas nascentes em duto – Jbn17 e Jbn23 – apresentam características singulares. Ambas estão situadas nas proximidades do lago principal e possuem suas áreas de contribuição alteradas por intervenções humanas que alteraram drasticamente as suas configurações. As rampas de colúvio são feições geomorfológicas típicas das paisagens tropicais, caracterizadas pela intensa relação entre erosão e sedimentação em cabeceiras de drenagem (VITTE, 2005). A bacia hidrográfica de onde se insere o Jardim Botânico da UFJF é fechada por cabeceiras de drenagem sobre rampas de colúvio remodeladas pelos processos superficiais, onde se situam três nascentes – Jbn7, Jbn10 e Jbn11. Apesar destas nascentes estarem agrupadas, as mesmas possuem certas particularidades que devem ser ressaltadas. A Jbn7, por exemplo, se diferencia das demais por ser uma nascente móvel, onde no mês de dezembro de 2016, estava localizada 160m à montante do ponto em que se encontrava em julho de 2017. Felippe (2009, p. 178) diz que “a migração das nascentes é uma resposta superficial à alteração sazonal da dinâmica subterrânea da água”, ou seja, conforme a mudança do nível freático ao longo do ano, as nascentes tendem a se deslocar pela vertente. Apesar desta mobilidade, suas características fisiográficas não foram alteradas. As nascentes Jbn10 e Jbn11 estão situadas em contextos bastantes semelhantes, porém, as suas características fundamentais se diferem. Ambas se situam sobre rampas de colúvio em cabeceiras de drenagem, fechadas por anfiteatros rochosos. A primeira delas exfiltra sobre espessos mantos de alteração, formados pela considerável deposição de sedimentos. Já a Jbn11, tem a sua exfiltração condicionada por um afloramento rochoso que promove a concentração dos fluxos através de um duto horizontal. Durante as campanhas de campo se atentou para a verificação da presença de afloramentos rochosos ao redor das nascentes. Os afloramentos foram observados, pois estes funcionam com uma superfície impermeabilizante dos fluxos subsuperficiais sobre os mantos de alteração (FELIPPE, 2009). Desta forma, em vertentes, os afloramentos podem engendrar a existência de nascentes, ao interromper o fluxo de base. Nas três nascentes – Jbn12, Jbn13 e Jbn19, os afloramentos exercem uma notável influência sobre as suas constituições.

Mapa de localização da área de estudo.


Agrupamento de nascentes do JB – UFJF por características similares.

Considerações Finais

Pode-se perceber uma certa regularidade das características das nascentes do Jardim Botânico da Universidade Federal de Juiz de Fora, no que concerne quanto ao tipo de morfologia e exfiltração: em concavidade e difusa, respectivamente. Todavia, nessa mesma área, ainda há a presença de algumas nascentes específicas e distintas, cabendo um estudo mais aprofundado a respeito destas, afim de explicá-las. Parece notório que os processos geomorfológicos de maior grandeza espaço-temporal têm grande influência na fisiografia das nascentes. No caso estudado, o coluvionamento associado à abertura das cabeceiras de drenagem e o aprisionamento desses sedimentos no terço superior da bacia são fatores absolutamente relevantes na interpretação das nascentes. Contudo, mesmo em áreas pequenas e de relativa homogeneidade ambiental, há diferentes tipos de nascentes. Em termos gerais, isso é devido às múltiplas possibilidades de interação entre os elementos do sistema ambiental; em termos específicos, cada caso deve ser estudado de modo mais profundo para compreendermos sua idiossincrasia. É sob esse aspecto que a geodiversidade das nascentes se avoluma. Assim sendo, acreditamos que este trabalho será útil para a gestão do Jardim Botânico, pois o conhecimento acerca das nascentes e de seus elementos é de extrema importância para a tomada de decisões e/ou de medidas eficazes necessárias para um correto e harmonizado uso desta importante unidade ambiental.

Agradecimentos

Referências

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