Interceptação da condensação atmosférica por florestas nebulares do Parque Estadual Pico do Marumbi, Serra do Mar paranaense

Abstract

Resumo: Estudou-se no presente trabalho o processo de Interceptação da Condensação Atmosférica (ICA), baseando-se no monitoramento e modelagem, utilizando dados obtidos em dois patamares de Florestas Nebulares, na vertente oeste da Serra do Mar paranaense, entre fevereiro de 2021 e janeiro de 2022. A parcela "A" está inserida na Floresta Ombrófila Densa Altomontana e "B" na Floresta Ombrófila Densa Montana de transição, situadas a 1300 m.s.n.m. e 1150 m.s.n.m. Teve-se por objetivo geral na pesquisa determinar a magnitude, frequência e condições ambientais do processo da ICA em parcelas de florestas montana e altomontana da Serra do Mar paranaense. O trabalho encontra-se dividido em três capítulos, sendo: no Primeiro Capítulo avaliou-se os principais avanços teórico-metodológicos relativos ao processo de ICA; no Segundo Capítulo determinou-se experimentalmente a ocorrência, magnitude e frequência da ICA em trechos de florestas da Serra do Mar paranaense; e no Terceiro Capítulo foi simulado os componentes do processo de interceptação com o modelo de Rutter para vegetação esparsa. Conforme os resultados obtidos em estudos anteriores, a ocorrência de ICA é mais frequente em locais como bordas continentais e ilhas, constantemente sujeitas a brisas marítimas. Na maioria dos casos, a abordagem para a medição abaixo do dossel, pode ser considerada mais precisa que as obtidas por coletores de nevoeiros. Nos estudos avaliados a ICA representa em média 42% da precipitação efetiva (n:41). Os valores listados apresentam grande variação, entre 0,5 % e 462%, provavelmente decorrente das distintas características ambientais dos locais amostrados assim como das variações nos tamanhos das amostras. Na quantificação da ICA no presente trabalho foi utilizado o método do balanço hídrico do dossel, com dados medidos de precipitação total (P), precipitação interna (Pi) e escoamento de tronco (Et), e com determinação da capacidade de armazenamento do dossel (S) e da evaporação (E). As medições em campo e as estimativas da ICA foram realizadas em intervalos de 10 minutos em 95 eventos. O processo de calibração e aplicação de modelagem, juntamente com a análise de consistência das séries de dados monitorados, resultou na seleção de 48 eventos representativos. Para a parcela "A", 36 (75%) eventos tiveram contribuição da ICA e 12 (25%) foram gerados exclusivamente pela precipitação pluviométrica. Na parcela "B" 20 (42%) eventos tiveram contribuição da ICA e 28 (58%) não tiveram sua ocorrência. A precipitação externa medida de 2304 mm, havendo o acréscimo da ICA de 1896 mm (82%) para a parcela "A" e 241 mm (9%) para a parcela "B". O modelo Rutter permitiu a identificação de fatores de controle que podem ser úteis para a comparação do processo de ICA em diferentes coberturas florestais, além de permitir estimativas após a interrupção do monitoramento. Verificou-se diferenças significativas no aporte de água pela ICA nos locais estudados, indicando que a configurações ambientais das parcelas "A" (floresta altomontana) e "B" (floresta de transição montana/altomontana) apresentam interdependência com as condições climáticas locais. A contribuição da ICA na Serra do Mar paranaense é uma parcela importante da entrada de água na parte terrestre do ciclo hidrológico e que deve ser contabilizada para o correto entendimento do balanço hídrico local.

Abstract: This work discusses the Cloud Water Interception process (CWI), based on monitoring and modeling, using data obtained from two cloud forest sites, on the western slope of Serra do Mar in Paraná, between February 2021 and January 2022. The plot "A" is inserted in the Upper Montane Cloud Forest and "B" in the transitional Montane Cloud Forest, located at 1300 MASL and 1150 MASL. The general objective of the general research was to determine the magnitude, frequency and environmental conditions of the CWI process in parcels of lower montane cloud forest and upper montane cloud forest in Serra do Mar, Paraná. The work is divided into three chapters, being that: in the first chapter, the main theoretical-methodological advances related to the CWI process were evaluated; in the second chapter, the occurrence, magnitude and frequency of CWI was experimentally determined in sections of forests in Serra do Mar in Paraná; in the third chapter, the behavior of the components of the interception process was simulated using the Rutter model for sparse vegetation. According to the results obtained in previous studies, the occurrence of CWI is more frequent in places such as continental edges and islands, constantly subject to sea breezes. In most cases, the below-canopy measurement approach can be considered more accurate than those obtained by fog collectors. In the studies evaluated, CWI represents an average of 42% of effective precipitation (n:41). The values listed show a large variation, between 0.5% and 462%, probably due to the different environmental characteristics of the sampled locations as well as variations in sample sizes. To quantify CWI, the canopy water balance method was used, in which precipitation (P), throughfall (Tf) and Stemflow (Sf) are measured, and the canopy storage capacity (S) and evaporation (E) are estimated. CWI estimates were carried out at 10-minute intervals in 9 events. The Rutter sparse model was applied to separate exclusively precipitation events from those with CWI occurrence. The calibration process and modeling application, together with the consistency analysis of the monitored data series, resulted in the selection of 48 representative events, and for plot "A", 36 (75%) of them presented the contribution of CWI and 12 (25%) were generated exclusively by rainfall and for plot "B" there were 20 events (42%) with the contribution of CWI and 28 (58%) without its occurrence. The total precipitation measured for this set of events was 2304 mm, with an increase in CWI of 1896 mm corresponding to 82% for plot "A" and 214mm corresponding to 9% for plot "B". The use of the Rutter model allowed the identification of control factors that can be useful for comparing the CWI process in different forest covers, in addition to allowing estimates after the interruption of monitoring. These results showed significant differences in water input by CWI in the different locations studied, indicating that the environmental configurations of plots "A" (montane cloud forest) and "B" (transitional forest) are interdependent with local climatic conditions. CWI's contribution to Serra do Mar in Paraná is an important input of water that depends on the geographic location, relief and vegetation and can considerably alter the local water balance.