Evolução quaternária, distribuição de partículas nos solos e ambientes de sedimentação em manguezais do estado de São Paulo

EVOLUÇÃO QUATERNÁRIA, DISTRIBUIÇÃO DE PARTÍCULAS NOS SOLOS E AMBIENTES... 753 R. Bras. Ci. Solo, 31:753-769, 2007 EVOLUÇÃO QUATERNÁRIA, DISTRIBUIÇÃO DE PARTÍCULAS NOS SOLOS E AMBIENTES DE SEDIMENTAÇÃO EM MANGUEZAIS DO ESTADO DE SÃO PAULO(1) Valdomiro Severino de Souza-Júnior(2), Pablo Vidal-Torrado(3), Moysés Gonzalez Tessler(4), Luiz Carlos Ruiz Pessenda(5), Tiago Osório Ferreira(6), Xose Luiz Otero(7) & Felipe Macías(7) RESUMO A distribuição de partículas em solos ou sedimentos das planícies litorâneas auxilia no entendimento dos processos de sedimentação em estuários, servindo com importante atributo para aplicações em estudos de reconstrução paleoambiental, ciclos geoquímicos e poluição ambiental, como contaminação por metais pesados e derrames de petróleo, que, devido à ação antrópica, são relativamente comuns nesses ambientes. Com o objetivo de caracterizar os ambientes de sedimentação de acordo com a granulometria e com o processo de evolução quaternária ao longo do litoral do Estado de São Paulo, foram estudados solos de 14 manguezais. As análises granulométricas foram realizadas nas camadas de 0–20 e 60–80 cm de profundidade, determinando as frações argila, silte, areia total e cinco frações da areia. Realizaram-se datações 14C por cintilação líquida, espectrometria de massa acoplada a acelerador de partículas na fração humina da matéria orgânica e por termoluminescência em grãos de quartzo, para amostras de diferentes camadas dos manguezais amostrados. Os resultados de (1) Parte da Tese de Doutorado do primeiro autor apresentada ao Programa de Solos e Nutrição de Plantas da Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” – ESALQ/USP. Piracicaba-SP. Recebido para publicação em dezembro de 2005 e aprovada em abril de 2007. (2) Professor adjunto da Unidade Acadêmica de Serra Talhada/UFRPE. Fazenda Saco, S/N. Caixa Postal 063, CEP 56900-000 Serra Talhada (PE). E-mail: [email protected] (3) Professor do Departamento de Solos e Nutrição de Plantas, Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” – ESALQ/USP. Av. Pádua Dias 11. Bairro Agronomia, CEP 13418-900. Piracicaba (SP). Bolsista do CNPq. E-mail: [email protected] (4) Professor do Departamento de Oceanografia Física, Universidade de São Paulo – IO/USP. Av. do Oceanográfico 191, Cidade Universitária, Butantã, CEP 05508-900 São Paulo (SP). Bolsista do CNPq. E-mail: [email protected] (5) Professor do Centro de Energia Nuclear na Agricultura – CENA/USP. Av. Centenário 303, CEP 13416-000 Piracicaba (SP). Bolsista do CNPq. E-mail: [email protected] (6) Professor adjunto do Departamento de Ciências do Solo, Universidade Federal do Ceará – UFCE. Av. Mister Hull 2977, Campus do Pici, Caixa Postal 12.168, CEP 60021-970 Fortaleza (CE). Email: [email protected] (7) Professor do Departamento de Edafologia e Química Agrícola da Universidade de Santiago de Compostela. Campus Universitário Sur. Faculdade de Bioloxia. Universidade de Santiago de Compostela. Santiago de Compostela. 15.782. A Coruña – España. E-mails: [email protected]; [email protected] SEÇÃO V - GÊNESE, MORFOLOGIA E CLASSIFICAÇÃO DO SOLO 754 Valdomiro Severino de Souza-Júnior et al. R. Bras. Ci. Solo, 31:753-769, 2007 granulometria foram tratados de acordo com os parâmetros estatísticos de Folk & Ward. Os solos dos manguezais do Estado de São Paulo têm idade holocênica oscilando entre 410 e 3.700 anos AP, até a profundidade de 80 cm. Em alguns casos este substrato holocênico encontra-se sobreposto à camada arenosa pleistocênica, como foi identificado em SG1 (65–77 cm = 11.000 anos e 90–95 cm = 24.700 anos), PM (72–79 cm = 60.000 anos) e em RF, cuja camada a 40–50 cm apresentou idade de 12.200 anos. Os manguezais apresentam solos de diferentes texturas, variando de arenosa a argilosa. Os solos de constituição arenosa foram identificados na Ilha do Cardoso, na planície do Rio Guaratuba e ao longo do litoral norte, cujos manguezais foram estabelecidos sobre os sedimentos retrabalhados de antigos cordões arenosos e localizados às margens dos rios que drenam essas planícies litorâneas (SG1, SG2, GUA e RE). Esses solos ocorrem também nas proximidades da desembocadura dos rios, onde há maior influência da ação de ondas (RF). Os manguezais cujo substrato são constituídos, predominantemente, de partículas finas (silte e argila) estão localizados nos compartimentos mais protegidos do litoral, como o Canal do Cananéia (PM e BAG), Mar Pequeno (IGUA) e dentro do estuário de Santos, na Baixada Santista (ITA, IRI, COS e CRU). O período de maré estacionada, que decorre da alternância dos ciclos de enchente e vazante desta, favoreceria a sedimentação de partículas da fração silte, explicando a ocorrência de alto teor de silte na superfície dos solos de manguezais de PM e BAG e ao longo das camadas estudadas de IGUA e ITA. Termos de indexação: solos de manguezal, granulometria, termoluminescência, datação 14C, evolução costeira. SUMMARY: QUATERNARY EVOLUTION, PARTICLE DISTRIBUTION IN SOILS AND SEDIMENTARY ENVIRONMENT IN MANGROVES IN SÃO PAULO STATE, BRAZIL Particle distribution in soil or sediments of coastal plains contributes to the understanding of the sedimentation processes in estuaries. It is an important attribute for applications in studies of palaeoenvironmental reconstruction, geochemical cycles and environmental pollution such as heavy metal and oil spill contamination, which are relatively common in these sites due to human impact. With the objective of characterizing the sedimentary environments according to the particle size and the process of quaternary evolution, 14 mangroves along the São Paulo State coast were studied. Particle size analyses were carried out with samples of the layers 0–20 and 60–80 cm. The clay, silt, total sand size and five sand fractions were determined. Radiocarbon dating was carried out by liquid scintillation counting and accelerator mass spectrometry in humin fraction of soil organic matter and by thermoluminescence of quartz grains, of samples of different layers. The results of particle size were treated according to the Folk and Ward statistical parameters. The mangrove soils of São Paulo State are holocenic with ages from 410 to 3,700 yr B.P. down to 80 cm depth. In some cases, this holocenic substratum overlies a pleistocenic sandy layer, as identified in SG1 (65–77 cm = 11,000 years and 90–95 cm = 24,700 yr), PM. (72–79 cm = 60,000 yr), and in RF where the 40–50 cm layer was estimated at 12,200 years. The mangrove soil textures varyied from sandy to clayey. Sandy soils were identified on Cardoso Island, on the Guaratuba river plain and along the northern coast. These mangroves had developed on restructured sediments of old sand ridges and along the banks of the rivers that drain the coastal plains (SG1, SG2, GUA, RE). These soils also occur close to the river mouths where waves have a strong influence (RF). The mangrove soils that consist mainly of fine particles (silt and clay) are located in the protected parts of the coastal line such as the Cananéia Channel (PM, BAG), Mar Pequeno (IGUA) and in the Santos estuary of the Baixada Santista (ITA, IRI, COS, CRU). Periods of steady tidal that are caused by the alternating high and low tide cycles would allow silt settling, explaining the higher silt content in PM and BAG and across the studied layers in IGUA and ITA. Index terms: mangrove soils, particle size, thermoluminescence, radiocarbon dating, coastal evolution. EVOLUÇÃO QUATERNÁRIA, DISTRIBUIÇÃO DE PARTÍCULAS NOS SOLOS E AMBIENTES... 755 R. Bras. Ci. Solo, 31:753-769, 2007 INTRODUÇÃO As oscilações no nível relativo médio do mar (nrmm) têm desempenhado importante papel na evolução das áreas costeiras (Woodroffe, 1992; Villwock, 2005). Em nível global, o período Quaternário têm sido caracterizado pela existência de várias oscilações no nrmm, as quais têm deixado testemunhos em várias regiões. Assim, em parte do litoral brasileiro, com destaque para o litoral do Estado de São Paulo, foi possível evidenciar pelo menos dois eventos de variações relativas do nível do mar ao longo do período Quaternário, denominadas de: Transgressão Cananéia e Transgressão Santos, ocorridas em seus picos de oscilação positiva máxima, respectivamente, há cerca de 120.000 e 5.100 anos antes do presente (AP) (Suguio & Martin, 1978). No litoral paulista, a transgressão de idade pleistocênica (Transgressão Cananéia), ao atingir seu máximo transgressivo (aproximadamente +8,0 m), deslocou o nível do mar para o sopé da Serra do Mar, preenchendo as atuais planícies litorâneas com sedimentos marinhos. Esse evento corresponde à Penúltima Trangressão entre Bahia e Pernambuco (Bittencourt et al., 1979) e a sistemas de Ilhasbarreira/laguna III no Rio Grande do Sul (Villwock et al., 1986) e é correlacionado na Europa com o interglacial Eemiano (Shackleton et al., 2003) e Sangamoniano na América do Norte (Chappell, 1983). Na evolução do processo transgressivo-regressivo pleistocênico ocorreu o rebaixamento do nrmm, que ao longo do último máximo glacial (~17.000 anos AP) deslocou o nível de base até profundidades próximas das atuais batimétricas de -110 m (Suguio & Martin, 1978). Na seqüência é apresentado o processo evolutivo do litoral do Estado de São Paulo durante o Quaternário, de acordo com os trabalhos desenvolvidos por Suguio & Martin (1978) e Suguio & Tessler (1992). No decorrer do período regressivo, após o último máximo glacial, foram formadas as planícies de cordões litorâneos de constituição arenosa, assentadas sobre os depósitos arenosos e argilo-arenosos transgressivos. Ainda no decorrer do evento regressivo, além da construção das planícies de cordões regressivos, a drenagem continental, no seu processo de evolução sobre o espaço gerado pelo recuo marinho, ocasionou aprofundamento dos canais fluviais a partir da erosão dos sedimentos da planície arenosa transgressiva, formando, dessa maneira, extensos canais de drenagem, baías e lagunas. Após o último máximo glacial, por ocasião da transgressão holocênica (Transgressão Santos), o mar transgrediu novamente em direção ao continente, penetrando prioritariamente pelas partes mais deprimidas, ou seja, por meio dos canais de drenagem formados durante a regressão mencionada anteriormente. Esse avanço marinho promoveu a deposição de sedimentos arenosos e areno-argilosos nos canais, baías e lagunas, por meio do retrabalhamento dos sedimentos preexistentes e dos sedimentos carreados pela drenagem afogada pelo avanço do nível marinho. Além disso, proporcionou a erosão de cordões arenosos pleistocênicos, disponibilizando os sedimentos erodidos para a construção das planícies costeiras holocênicas regressivas. Após a Transgressão Santos, o nrmm passou por um processo de descensão contínua até o nível atual. Contudo, durante esse período ocorreram ao menos duas rápidas oscilações do nível marinho, ocasionando, há cerca de 3.800 anos AP, uma oscilação positiva entre 3,0 e 4,0 m acima do nível atual e entre 0,5 e 2,0 m há cerca de 2.000 anos AP (Suguio & Martin, 1978). No evento regressivo holocênico, iniciado após o pico de oscilação positiva da Transgressão Santos, além da formação dos atuais cordões arenosos litorâneos holocênicos, foram também redefinidas as configurações espaciais das atuais baías e lagunas localizadas ao longo do litoral do Estado de São Paulo. Nesse contexto, o ecossistema de manguezal, ao se estabelecer na interface do ambiente marinho e continental (Cooper, 2001), apresenta sua formação relacionada com as flutuações relativas do nível do mar quaternário, pelo preenchimento dos vales dos rios, margens de lagunas e baías com sedimentos tanto de origem continental como marinha (Wolanski & Chappell, 1996). A ocorrência desse ecossistema está relacionada à presença de terrenos baixos e planos das regiões estuarinas às margens de lagunas ou ao longo de canais naturais e dos cursos inferiores de rios, até onde ocorre o fluxo das marés (IPT, 1988). Segundo Cintrón & Schaeffer-Novelli (1983) e Hillier (1995), esses locais são propícios a uma intensa deposição de sedimentos de textura fina, cujo substrato formado apresenta consistência pastosa, denominado genericamente de lama ou sedimento lodoso. No entanto, de acordo com Clough (1992), podem ocorrer solos arenosos, como os encontrados ao longo do litoral do Estado de São Paulo por Rossi & Mattos (2002), que, ao caracterizarem os solos de 18 manguezais, constataram o predomínio da textura areia e areia franca na camada superficial de todos os locais estudados. O entendimento da distribuição de partículas em solos de planícies estuarinas auxilia na compreensão dos processos que dominam a sedimentação dessas partículas dentro do estuário (Wang & Le, 1997; Xia et al., 2004) e em estudos de reconstrução paleoambiental de região costeira (Lario et al., 2002). Além disso, é um atributo utilizado em estudos de impactos antrópicos, como contaminação por metais pesados e derrames de petróleo, que são relativamente comuns nesses ambientes (Lee & Page, 1997; Birch & Taylor, 1999; Millward et al., 1999; Tam & Wong, 2000), bem como em estudos geoquímicos de metais (Clark et al., 2000; Turner & Millward, 2002; Vrecaa & Dolenec, 2005). 756 Valdomiro Severino de Souza-Júnior et al. R. Bras. Ci. Solo, 31:753-769, 2007 De acordo com os estudos relacionados com a evolução da linha de costa paulista durante o Quaternário, tem-se por hipótese que os atuais manguezais foram estabelecidos após o máximo da Transgressão Santos e que a compartimentação geomorfológica ao longo do litoral é condicionante para a sedimentação nas áreas de mangues. Dessa maneira, o presente estudo teve como objetivo caracterizar os ambientes de sedimentação dos solos dos manguezais do Estado de São Paulo, de acordo com sua granulometria e o processo de evolução do litoral ao longo do Quaternário. MATERIAL E MÉTODOS Localização geográfica da área de estudo Os manguezais estudados estão localizados nos três macrocompartimentos do litoral do Estado de São Paulo, genericamente denominados de Litoral Sul, Baixada Santista e Litoral Norte, apresentados na figura 1. As coordenadas geográficas dos pontos coletados encontram-se no quadro 1. No litoral sul, os pontos amostrados estão localizados no Sistema Cananéia-Iguape, da seguinte forma: Figura 1. Geologia e compartimentação geomorfológica das planícies costeiras do Estado de São Paulo. Fonte: Modificado de Suguio & Tessler (1992), com a localização dos pontos amostrados. EVOLUÇÃO QUATERNÁRIA, DISTRIBUIÇÃO DE PARTÍCULAS NOS SOLOS E AMBIENTES... 757 R. Bras. Ci. Solo, 31:753-769, 2007 Ilha do Cardoso: Manguezal do Rio Sítio Grande – neste foram coletados dois pontos, um no baixo curso e outro no médio curso do rio (SG1 e SG2); Manguezal do Rio Ipaneminha (IPA) e da Transição Restinga-Man- gue do Rio Ipaneminha (TRA); e Canal de Cananéia: Manguezal da Ilha de Pai Matos (PM) e Manguezal da Ilha de Baguaçu (BAG). Nas proximidades do município de Iguape, no canal do Mar Pequeno, foi amostrado o manguezal da Ilha do Caranguejo (IGUA), localizado imediatamente após a desembocadura do Valo Grande, que se trata de um canal construído artificialmente para ligar o Rio Ribeira do Iguape ao Mar Pequeno, obra concluída em 1855 (Besnard, 1950). Na Baixada Santista foram efetuadas as coletas no manguezal do Rio Crumahú, no município do Guarujá (CRU), nos manguezais dos Rios Itapanhaú (ITA), Iriri (IRI) e Guaratuba (GUA), no município de Bertioga, e no manguezal do Canal da Cosipa, em Cubatão (COS). No setor norte do litoral, foram amostrados os manguezais do Rio Escuro (RE) e do Rio da Fazenda (RF), localizados respectivamente ao sul e ao norte do município de Ubatuba. Geomorfologia e geologia da região A região litorânea do Estado de São Paulo pode ser genericamente subdividida em três partes bastante distintas: Litoral Sul, onde se desenvolvem grandes planícies essencialmente formadas por depósitos marinhos e flúvio-lagunares; Baixada Santista, deslocando-se ao norte, com amplas planícies preenchidas com sedimentos quaternários; e Litoral Norte do Estado, onde a planície é estreita e o mar está em contato com os granitos e gnaisses da Serra do Mar em quase toda a sua extensão (Suguio & Martin, 1978) (Figura 1). Clima O clima que caracteriza grande parte do litoral, segundo a classificação de Köppen, é do tipo tropical, com a temperatura média do mês mais quente superior a 18 °C; o total de chuvas do mês mais seco é de 60 mm e a precipitação anual varia entre 1.600 e 2.000 mm. Não apresenta estação seca invernal, apenas diminuição de pluviosidade, enquanto os verões são excessivamente úmidos (Rossi, 1999). As características climáticas ao longo do litoral paulista são bem homogêneas, com exceção da região de Cananéia (litoral sul), onde a temperatura média de inverno é ligeiramente mais baixa do que no litoral norte e Baixada Santista (Lamparelli, 1998). Procedimento de campo As amostragens foram realizadas nos manguezais citados no quadro 1, retirando-se as amostras de acordo com os objetivos analíticos a seguir. Determinação da granulometria: As coletas foram realizadas com o amostrador para solos inundados, retirando amostras nas profundidades de 0–20 (camada superficial) e 60–80 cm (camada subsuperficial), que, em seguida, foram acondicionadas em sacos plásticos, identificadas e encaminhadas para o laboratório. Manguezal Código Latitude Longitude Ilha do Cardoso (Litoral Sul) Rio Sítio Grande (1) SG1 25º 04' 48'' S 47º 56' 53'' W Rio Sítio Grande (2) SG2 25º 04' 57'' S 47º 56' 54'' W Transição mangue-restinga TRA 25º 04' 37'' S 47º 56' 16'' W Rio Ipaneminha IPA 25º 04' 44'' S 47º 56' 13'' W Canal de Cananéia e Mar Pequeno (Litoral Sul) Ilha Pai Matos PM 24º 59' 48'' S 47º 54' 19'' W Ilha Baguaçu BAG 24º 58' 39'' S 47º 53' 50'' W Ilha Caranguejo IGUA 24º 43' 28'' S 47º 34' 00'' W Baixada Santista Rio Crumahú CRU 23º 56' 07'' S 46º 14' 36'' W Rio Iriri IRI 23º 53’ 36’’ S 46º 12’ 16’’ W Canal da Cosipa COS 23º 52’ 44’’ S 46º 22’ 21’’ W Rio Itapanhaú ITA 23º 51' 17'' S 46º 09' 16'' W Rio Guaratuba GUA 23º 44' 44'' S 45º 53' 43'' W Litoral Norte Rio Escuro RE 23º 29' 20'' S 45º 09' 55'' W Rio da Fazenda RF 23º 21' 34'' S 44º 50' 48'' W Quadro 1. Identificação e coordenadas geográficas dos manguezais amostrados ao longo do litoral paulista 758 Valdomiro Severino de Souza-Júnior et al. R. Bras. Ci. Solo, 31:753-769, 2007 Datação por 14C: As coletas para este fim foram realizadas com um amostrador para solos inundados “Eijkelkamp”, retirando as amostras nas áreas centrais dos manguezais, denominadas “núcleo de mangue”, as quais foram encaminhadas para o laboratório nos próprios tubos de coleta. Datação por termoluminescência (TL): A finalidade dessa coleta foi amostrar níveis determinados da seqüência sedimentar para obtenção de idades dos diferentes níveis dos depósitos arenosos. A esse procedimento foi dispensada uma atenção especial, a fim de evitar que a luminosidade incidisse na amostra e, com isso, comprometesse a exatidão do dado de datação. Portanto, essas amostragens foram realizadas com o auxílio de tubos de PVC preto de 5 polegadas de diâmetro e 1,5 m de comprimento, adaptados ao amostrador “Eijkelkamp”. Em seguida, os tubos foram encaminhados ao laboratório, onde foi realizado o seccionamento das amostras, as quais foram posteriormente enviadas para análise. Procedimentos de laboratório A determinação granulométrica foi realizada por meio do método da pipeta, após a eliminação da matéria orgânica com H2O2 a 10 % e lavagem dos sais solúveis, como preconizado por Gee & Bauder (1986). Os diferentes diâmetros de partículas foram definidos de acordo com a escala de Atterberg modificada e estabelecidos da seguinte forma: areia total (2–0,05 mm), silte (0,05–0,002 mm), argila (< 0,002 mm), areia muito grossa (2–1 mm), areia grossa (1–0,5 mm), areia média (0,5–0,25 mm), areia fina (0,25–0,1 mm) e areia muito fina (0,1–0,05 mm) (Soil Survey Division Staff, 1993). A partir dos dados de distribuição granulométrica, os solos foram enquadrados em classes texturais de forma simplificada (Arenosa, Franca e Argilosa), de acordo com Soil Survey Manual (Soil Survey Division Staff, 1993), da seguinte forma: Textura Arenosa: areia e areia franca; Textura Franca: franco-arenosa, franca, franco-siltosa, silte, franco-argilosa, franco-argilo- arenosa e franco-argilo-siltosa; e Textura Argilosa: argila arenosa, argila siltosa e argila. Os resultados da distribuição granulométrica (silte, argila e frações da areia isoladas) foram tratados estatisticamente pelo programa PHI (Programa de microcomputador para análise estatística da granulometria), desenvolvido por Jong van Lier & Vidal-Torrado (1992), o qual utiliza os parâmetros estatísticos de Folk & Ward (1957). No programa PHI, os dados de entrada correspondem às porcentagens absolutas de cada fração granulométrica por amostra e seu respectivo diâmetro na escala phi [φ = -log2 D (mm)] descrita por Krumbein (1934). Os diâmetros em mm foram transformados para escala phi, estabelecidos da seguinte forma: φ -1 a 0 = 2 a 1 mm; φ 0 a 1 = 1 a 0,5 mm; φ 1 a 2 = 0,5 a 0,25 mm; φ 2 a 3,32 = 0,25 a 0,1 mm; φ 3,32 a 4,32 = 0,1 a 0,05 mm; φ 4,32 a 8,97 = 0,05 a 0,002; e φ > 8,97 = < 0,002 mm. Foram elaboradas as curvas de freqüência acumulada da distribuição de partículas das frações totais do solo e também da fração areia. Durante a separação das amostras em camadas, os tubos destinados à datação por TL foram seccionados longitudinalmente, retirando-se seções arenosas de acordo com a profundidade escolhida para estudo. Esta atividade foi desenvolvida em sala iluminada com luz vermelha, colocando as amostras em sacos plásticos pretos enrolados em papel-alumínio, identificados e posteriormente encaminhados para procedimento analítico no Laboratório de Datação e Vidros da Faculdade Tecnológica de São Paulo (Fatec). As amostras para datação por 14C foram retiradas dos tubos por meio de pressão com êmbolo, realizando em seguida a separação das camadas e acondicionandoas em sacos plásticos. Os procedimentos analíticos para datação por 14C foram realizados no Laboratório de 14C do Centro de Energia Nuclear na Agricultura (Cena/USP). As datações foram determinadas a partir da fração humina da matéria orgânica do solo, utilizando-se o método da síntese do benzeno e detecção de 14C por espectrometria de cintilação líquida, de acordo com o método preconizado por Pessenda & Camargo (1991). Houve amostras que não produziram quantidade suficiente de gás CO2 para permitir a datação por cintilação líquida. Para esses casos, o referido gás de cada amostra foi encaminhado para o Isotrace Laboratory , na Universidade de Toronto (Canadá), sendo analisadas por meio da técnica de espectrometria de massa acoplada a acelerador de partículas (AMS) (Stuiver et al., 1998). Todas as idades radiocarbônicas foram normalizadas para δ13C de -25‰ e expressas em anos AP (antes do presente), sendo o presente o ano de 1950 (Stuiver et al., 1998). A datação por termoluminescência foi realizada de acordo com o procedimento analítico citado por Tatumi et al. (2003); a idade absoluta foi obtida por termoluminescência dos grãos de quartzo. RESULTADOS A figura 2(a, b) apresenta os diagramas de classe textural dos solos dos manguezais localizados no litoral sul. Os pontos localizados na Ilha do Cardoso apresentaram, na camada superficial (0–20 cm), significativa presença de areia em sua composição granulométrica, conferindo-lhes textura arenosa, com exceção do manguezal do Rio Ipaneminha (IPA), que possui textura franca. Na camada subsuperficial (60– 80 cm) verificou-se significativo incremento na quantidade de silte e argila. Nesta profundidade, os solos em SG1 e IPA foram classificados como textura franca, enquanto aqueles em TRA foram classificados EVOLUÇÃO QUATERNÁRIA, DISTRIBUIÇÃO DE PARTÍCULAS NOS SOLOS E AMBIENTES... 759 R. Bras. Ci. Solo, 31:753-769, 2007 como de textura argilosa. A manutenção da textura arenosa em profundidade ocorreu apenas em SG2 (Quadro 2). A figura 3(a, b) apresenta as curvas de freqüência acumulada entre as frações totais dos solos analisados. O manguezal SG2 foi utilizado para representar o caráter arenoso dos manguezais da Ilha do Cardoso, uma vez que a figura 3 e o quadro 2 demonstram a predominância da fração grossa nesse ambiente. Ainda no trecho sul do litoral, os manguezais estabelecidos no Canal de Cananéia e no Mar Pequeno apresentaram em superfície maiores quantidades de silte e argila, em relação aos encontrados na Ilha do Cardoso. Assim, como mostra a figura 2a, a textura franca foi obtida em PM e IGUA, com destaque para os teores relativamente altos de silte nesses solos (Quadro 2), atingindo 51 % em IGUA e 30 % em PM. O manguezal BAG tem mais partículas finas e foi classificado como de textura argilosa. Na figura 3a estão representados os manguezais PM e IGUA. Apesar de estarem localizados no mesmo setor do litoral, as suas curvas de freqüência acumulada são bem distintas da obtida em SG2, evidenciando nos primeiros o maior acúmulo de partículas finas. Os dados obtidos para a camada subsuperficial mostram uma distinção entre os manguezais localizados no Canal de Cananéia (BAG e PM) e o encontrado no Mar Pequeno (IGUA). No primeiro grupo foram encontrados teores de areia superiores a 80 % (Quadro 2), ou seja, textura arenosa (Figura 2b). Por outro lado, no manguezal do Mar Pequeno praticamente não houve variação na distribuição granulométrica entres as camadas, conferindo-lhe, também, textura franca em subsuperfície. Manguezal Argila Silte Areia total AMG AG AM AF AMF ____________________________ % ____________________________ ________________________________________ % (1) _________________________________________ Ilha do Cardoso (Litoral Sul) SG10–20 8 6 86 07977 7 SG1 60–80 23 21 56 0 7 10 64 19 SG2 0–20 4 6 90 0 0 1 63 36 SG2 60–80 5 8 87 0 0 1 82 17 TRA0–20 9 6 85 00394 3 TRA 60–80 41 24 35 0 0 2 91 7 IPA0–20 25 16 59 00191 8 IPA 60–80 22 13 65 0 0 0 91 9 Canal de Cananéia e Mar Pequeno (Litoral Sul) PM 0–20 38 30 32 0 1 1 81 17 PM 60–80 10 6 84 0 0 0 89 11 BAG 0–20 42 45 13 0 0 0 61 39 BAG 60–80 9 5 86 0 0 0 95 5 IGUA 0–20 31 51 18 0 0 0 28 72 IGUA 60–80 33 54 13 0 0 0 30 69 Baixada Santista CRU 0–20 37 21 42 0 19 36 33 12 CRU 60–80 72 23 5 0 0 0 60 40 COS0–20 57 34 9 XXXX X IRI0–20 30 31 39 XXXX X ITA 0–20 32 56 12 0 0 6 37 56 ITA 60–80 31 45 24 0 1 1 41 57 GUA 0–20 4 8 88 0 0 0 85 15 GUA 60–80 12 14 74 0 0 0 83 17 Litoral Norte RE 0–20 3 4 93 0 0 0 88 11 RE 60–80 7 8 85 0 0 0 77 23 RF 0–20 3 3 94 8 8 5 58 21 RF60–80 1 2 97 255510 8 2 Quadro 2. Distribuição de partículas dos solos dos manguezais estudados ao longo do litoral paulista (1) Percentagem em relação ao total de areia. AMG: areia muito grossa; AG: areia grossa; AM: areia média; AF: areia fina; AMF: areia muito fina. 760 Valdomiro Severino de Souza-Júnior et al. R. Bras. Ci. Solo, 31:753-769, 2007 (a) (b) (c) (d) (e) (f) Figura 2. Classes texturais dos solos de manguezais estudados do litoral paulista: (a) Litoral Sul (0–20 cm); (b) Litoral Sul (60–80 cm); (c) Baixada Santista (0–20 cm); (d) Baixada Santista (60–80 cm); (e) Litoral Norte (0–20 cm); e (f) Litoral Norte (60–80 cm). Na camada superficial dos manguezais amostrados na Baixada Santista, como apresentados na figura 2c, foram encontradas as três classes texturais. Contudo, os dados apresentados no quadro 2 mostram o predomínio das frações finas (silte e argila) nos manguezais IRI, ITA, CRU e COS. Os dois primeiros foram classificados na classe textural franca, e os dois últimos, na classe argilosa. A distribuição granulométrica encontrada em GUA difere completamente das demais, com predomínio absoluto da fração areia (88 %) na superfície, sendo este um típico manguezal de substrato arenoso. EVOLUÇÃO QUATERNÁRIA, DISTRIBUIÇÃO DE PARTÍCULAS NOS SOLOS E AMBIENTES... 761 R. Bras. Ci. Solo, 31:753-769, 2007 As amostras de subsuperfície coletadas em ITA e CRU permanecem na mesma classe textural daquela obtida na camada superior, porém evidencia-se significativo incremento no teor de argila em CRU, atingindo 72 %. Em GUA ocorre pequeno incremento na quantidade de partículas finas (Quadro 2), o suficiente para modificar a classe textural para franca. De forma semelhante ao que ocorre nos manguezais do Canal de Cananéia e Mar Pequeno, há muito silte nos pontos amostrados na Baixada Santista. Os resultados do quadro 2 mostram valores de 34, 31 e 56 % em COS, IRI e ITA, respectivamente, para a camada superficial, e 45 % em ITA na subsuperfície. O comportamento dos manguezais localizados na Baixada Santista, mais precisamente no estuário de Santos, é semelhante ao encontrado em IGUA, como pode ser observado na figura 3(a, b). Nela fica evidenciado o maior acúmulo de partículas finas nesses locais estudados, em ambas as profundidades analisadas. Nos manguezais do litoral norte, os solos de RE e RF são arenosos nas duas camadas analisadas [Figura 2(e, f)]. A curva de freqüência acumulada é representada por RE e comporta-se semelhantemente à encontrada em SG2 [Figura 3(a, b)]. O predomínio das frações mais finas da areia em praticamente todos os solos dos manguezais estudados está graficamente demonstrado por meio de curvas de freqüência acumulada na figura 3(c, d) e representados pelos manguezais SG2, BAG, IGUA, ITA, RE e RF. O comportamento desse atributo analisado por meio dessas curvas diferiu apenas na camada subsuperficial de RF, em que a areia total é predominantemente constituída das frações areia grossa e muito grossa (Figura 3d). A análise estatística da distribuição das cinco frações de areia, realizada nos resultados de análises de solos de sete manguezais, representando os distintos setores do litoral paulista, é apresentada no quadro 3. Foram determinados os valores de diâmetro médio das partículas em escala φ e o desvio-padrão, este último utilizado para classificar as partículas quanto ao grau de seleção. Os resultados obtidos mostram que o diâmetro médio (Mz) variou entre 0,533 e 3,464 φ, estando a grande maioria dos valores entre 2,368 e 3,464 φ. Os valores de desvio-padrão (σ) variaram entre 0,404 e 1,237, ocorrendo, dessa maneira, predomínio de areias bem selecionadas, com algumas ocorrências de grãos moderadamente selecionados e pobremente selecionados. No Litoral Sul, o grau de seleção é elevado e, nos demais, ele varia (Quadro 3). Os resultados obtidos a partir das datações realizadas nos substratos dos manguezais distribuídos ao longo da costa do Estado de São Paulo encontramse no quadro 4. Na Ilha do Cardoso foi datado o manguezal do Sítio Grande 1, o qual apresentou na camada superficial (5–15 cm) a idade de 1.900 anos AP ± 130, e nas profundidades de 65–77 e 90–95 cm foram obtidas, respectivamente, as idades de 11.000 anos ± 1.300 e de 24.700 anos ± 2.800. Figura 3. Curvas de freqüência acumulada das frações totais e frações da areia dos solos de manguezais ao longo do litoral paulista. (a) frações totais (0–20 cm); (b) frações totais (60–80 cm); (c) frações da areia (0–20 cm); e (d) frações da areia (60–80 cm). ESCALA (a) (b) (c) (d) FREQÜÊNCIA ACUMULADA, % 768 Valdomiro Severino de Souza-Júnior et al. R. Bras. Ci. Solo, 31:753-769, 2007 CLOUGH, B.F. Primary productivity and growth of mangrove forests. In: ROBERTSON, A.I. & ALONGI, D.M. Coastal and estuarine studies. Washington, American Geophysical Union, 1992. p.225-250. COHEN, M.C.L.; BEHLING, H. & LARA, R.J. Amazonian mangrove dynamics during the last millennium: The relative sea-level and the Little Ice Age. Rev. Palaeobotany Palynol., 136:93-108, 2005. COOPER, J.A.G. Geomorphological variability among microtidal estuaries from the wave-dominated South African coast. Geomorphology, 40:99-122, 2001. ELLISON, J.C. Mangrove retreat with Rising Sea-Level, Bermuda. Estuarine, Coastal Shelf Sci., 37:75-87, 1993. FOLK, R.L. & WARD, W.C. Brazos river bar: A study on the significance of grain-size parameters. J. Sedim. Petrol., 27:3-26, 1957. FUJIMOTO, K.; MIYAGI, T.; KIKUCHI, T. & KAWANA, T. Mangrove habit formation and response to Holoce Sea- Level Changes on Kosrae Island, Micronesia. Mangroves Salt Marshes, 1:47-57, 1996. GANDOLFO, O.C.B.; SOUZA, L.A.P.; TESSLER, M.G. & RODRIGUES, M. Estratigrafia rasa da Ilha Comprida (SP): Um exemplo de aplicação do GPR. Braz. J. Geophys., 19:251-262, 2001. GANJU, N.K.; SCHOELLHAMER, D.H.; WARNER, J.C.; BARAD, M.F. & SCHLADOW, S.G. Tidal oscillation of sediment between a river and a bay: a conceptual model. Estuarine, Coastal Shelf Sci., 60:81-90, 2004. GEE, G.W. & BAUDER, J.W. Particle-size analysis. In: KLUTE, A., ed. Methods of soil analysis: Physical and mineralogical methods. Madison, American Society of Agronomy and Soil Science Society of America, 1986. Part 1. p.383-412. HILLIER, S. Erosion, sedimentation and sedimentary origin of clays. In: VELDE, B. Origin and minerals of claysclays and the environment. Berlin, Springer, 1995. p.162- 219. INSTITUTO DE PESQUISAS TECNOLÓGICAS – IPT. Carta Geotécnica do Município do Guarujá. São Paulo, Secretaria de Ciência, Tecnologia e Desenvolvimento Econômico, 1988. 115p. jong van LIER, Q. & VIDAL-TORRADO, P. PHI: Programa de microcomputador para análise estatística da granulometria de sedimentos. R. Bras.Ci. Solo, 16:277- 281, 1992. KRUMBEIN, W.C. Size frequency distribution of sediments. J. Sedim. Petrol., 4:65-77, 1934. LAMPARELLI, C.C. Mapeamento dos ecossistemas costeiros do Estado de São Paulo. São Paulo, CETESB, 1998. 108p. LARIO, J.; SPENCER, C.; PLATER, A.J.; ZAZO, C.; GOY, J.L. & DABRIO, C.J. Particle size characterisation of Holocene back-barrier sequences from North Atlantic coasts (SW Spain and SE England). Geomorphology, 42:25-42, 2002. LEE, R.E. & PAGE, D.S. Petroleum hidrocarbons and their effects subtidal regions after major oil spills. Marine Poll. B., 34:928-940, 1997. LUGO, A.E. & SNEDAKER, S.C. The ecology of mangroves. Ann. Rev. Ecol. Syst., 5:39-64, 1974. MIDDLETON, B.A. & MCKEE, K.L. Degradation of mangrove tissues and implications for peat formation in Belizean island forests. J. Ecol., 89:818-828, 2001. MILLWARD, G.E.; SANDS, T.K. & JAGO, C.F. Particulate metals and their settling velocities in the Humber Estuary, UK. Marine Chem., 68:145-168, 1999. NIELSEN, O.I.; KRISTENSEN, E. & MACINTOSH, D.J. Impact of fiddler crabs (Uca spp.) on rates and pathways of benthic mineralization in deposited mangrove shrimp pond waste. J. Exper. Marine Biol. Ecol., 289:59-81, 2003. O’CONNOR, N.J. & van Ben, T. Adult fiddler crabs Uca pugnax (Smith) enhance sediment-associated cues for molting of conspecific megalopae. J. Exper. Marine Biol. Ecol., 335:123-130, 2006. PESSENDA, L.C.R. & CAMARGO, P.B. Datação radiocarbônica de amostras de interesse arqueológico e geológico por espectroscopia de cintilação líquida de baixa radiação de fundo. Química Nova, 4:98-103, 1991. ROSSI, M. Fatores formadores da paisagem litorânea: A bacia do Guaratuba, São Paulo - Brasil. São Paulo, Universidade de São Paulo, 1999. 159p. (Tese de Doutorado) ROSSI, M. & MATTOS, I.F.A. Solos de mangue do Estado de São Paulo: Caracterização química e física. R. Depart. Geog., 15:101-113, 2002. SHACKLETON, N.J.; SÁNCHEZ-GOÑI, M.F.; PAILLERC, D. & LANCELOT, Y. Marine isotope substage 5e and the Eemian Interglacial. Global Planetary Change, 36:151- 155, 2003. SOIL SURVEY DIVISION STAFF. Soil survey manual. Washington, Soil Conservation Service, U.S., Department of Agriculture, 1993. 325p. (Handbook, 180) SOUZA, L.A.P.; TESSLER, M.G. & GALLI, V.L. O Gráben de Cananéia. R. Bras. Geoci., 26:139-150, 1996. STUIVER, M.; REIMER, P. & BRAZIUNAS, T.F. Highprecision radiocarbon age calibration for terrestrial and marine samples. Radiocarbon, 40:1127-1151, 1998. SUGUIO, K. A Ilha do Cardoso no contexto geomorfológico do litoral sul-paulista da província costeira. In: SIMPÓSIO DE ECOSSISTEMAS DA COSTA BRASILEIRA, 3., 1993, São Paulo. Anais. São Paulo, ACIES, 1993. p.154-171. SUGUIO, K. & MARTIN, L. Formações quaternárias marinhas do litoral paulista e sul fluminense. São Paulo, Instituto Oceanográfico, 1978. 55p. SUGUIO, K. & TESSLER, M.G. Depósitos quaternários da planície costeira de Cananéia-Iguape (SP). São Paulo, Universidade de São Paulo, 1992. 33p. (Publicação Especial Instituto Oceanográfico, 9) SUGUIO, K.; TATUMI, S.H.; KOWATA, E.A.; MUNITA, C.S. & PAIVA, R.P. Upper Pleistocene deposits of the Comprida Island (São Paulo State) dated by thermoluminescence method. An. Acad. Bras. Ci., 75:91-96, 2003. EVOLUÇÃO QUATERNÁRIA, DISTRIBUIÇÃO DE PARTÍCULAS NOS SOLOS E AMBIENTES... 769 R. Bras. Ci. Solo, 31:753-769, 2007 TAM, N.F.Y. & WONG, Y.S. Spatial variation of heavy metals in surface sediments of Hong Kong mangrove swamps. Environ. Poll., 110:195-205, 2000. TATUMI, S.H.; KOWATA, E.A.; GOZZI, G.; KASSAB, L.R.P.; SUGUIO, K.; BARRETO, A.M.F. & BEZERRA, F.H.R. Optical dating results of beachrock, eolic dunes and sediments applied to sea-level changes study. J. Luminescence, 102/103:562-565, 2003. TESSLER, M.G. Sedimentação atual na região lagunar de Cananéa-Iguape, Estado de São Paulo. São Paulo, Universidade de São Paulo 1982. 2v. (Tese de Mestrado) TESSLER, M.G. & FURTADO, V.V. Dinâmica de sedimentação das feições de assoreamento da região lagunar Cananéia- Iguape, Estado de São Paulo. B. Inst. Oceanog., 32:117- 124, 1983. TURNER, A. & MILLWARD, G.E. Suspended particles: Their role in estuarine biogeochemical cycles. Estuarine, Coastal Shelf Sci., 55:857-883, 2002. VILLWOCK, J.A.; LESSA, G.C.; SUGUIO, K.; ANGULO, R.J. & DILLENBURG, S.R. Geologia e geomorfologia de regiões costeiras. In: SOUZA, C.R.G.; SUGUIO, K.; OLIVEIRA, A.M.S. & OLIVEIRA, P.E. Quaternário do Brasil. Ribeirão Preto, Hollos, 2005. p.94-113. VILLWOCK, J.A.; TOMAZELLI, L.J.; LOSS, E.L.; DEHNHARDT, E.A.; HORN P., N.O.; BACHI, F.A. & DEHNHARDT, B.A. Geology of Rio Grande coastal province. Quatern. South Am. Antartic Peninsula, 4:79- 97, 1986. VRECAA, P. & DOLENEC, T. Geochemical estimation of copper contamination in the healing mud from Makirina Bay, central Adriatic. Environ. Intern., 31:53-61, 2005. WANG, X. & LE, X. Grain-size characteristics of the extant tidal flat sediments along the Jiangsu coast, China. Sedim. Geol., 112:105-122, 1997. WOLANSKI, E. & CHAPPELL, J. The response of tropical Australian estuaries to a sea level rise. J. Marine Syst., 7:267-279, 1996. WOODROFFE, C. Mangrove sediments and geomorphology. In: ROBERTSON, A.I. & ALONGI, D.M. Coastal and Estuarine Studies. Washington, American Geophysical Union, 1992. p.7-42. XIA, X.M.; LIA, Y.; YANGA, H.; WUC, C.Y.; SING, T.H. & PONG, H.K. Observations on the size and settling velocity distributions of suspended sediment in the Pearl River Estuary, China. Continental Shelf Res., 24:1809-1826, 2004.