Geologia e recursos hídricos subterrâneos da Ilha da Madeira

Nesta tese da especialidade de Hidrogeologia, é apresentado um primeiro levantamento vulcano-estratigráfico da ilha da Madeira. Os trabalhos de campo permitiram definir, até agora, sete unidades geológicas principais, descritas da mais antiga para a mais recente: 1- Complexo Vulcânico Antigo (CA) 2- Calcários Marinhos dos Lameiros - S. Vicente (CM) 3- Depósito Conglomerático-Brechóide (CB) 4- Complexo Vulcânico Principal (CP) 5- Complexo Vulcânico S. Roque/Paul (SRP) 6- Episódios Vulcânicos Recentes (VR) 7- Depósitos de Vertente (dv), Fajãs (fj), Quebradas (q), Depósitos de Enxurrada Recentes (dr), Areias de Praia (ap), Dunas Fósseis (df), Terraços (t), e Aluviões (a) A caracterização climática da ilha da Madeira foi feita com base nos dados recolhidos em 27 pontos de observação climatológicos, dos quais 14 são estações meteorológicas e 13 são postos udométricos, o que representa uma densidade de 1 ponto de observação/27 km2. Constatou-se que a variação da precipitação com a altitude não era linear e dependia da orientação das vertentes. Efectuou-se o balanço hídrico sequencial diário, com base nos valores de precipitação média diária, registados no Paul da Serra, durante os últimos 15 anos hidrológicos. Pretendeu-se quantificar a precipitação oculta na vegetação típica da ilha da Madeira, de modo a poder avaliar a contribuição daquele tipo de precipitação para os recursos hídricos subterrâneos, e, ainda, determinar qual o potencial daquele recurso natural, como contribuição importante às fontes tradicionais de abastecimento de água à ilha. Para o efeito, procedemos a dois tipos principais de medição: medição directamente sob a vegetação de altitude da Madeira, o urzal, que se desenvolve entre os 1200 e os 1600 m de altitude, e construção de aparelhos constituídos por obstáculos artificiais, de modo a interceptarem as gotículas de água contidas no nevoeiro. Pela sua importância, os resultados obtidos justificam o desenvolvimento futuro deste estudo. A caracterização hidrodinâmica das formações da ilha da Madeira baseou-se nas observações feitas no interior das galerias e túneis em escavação, na análise dos registos de caudais de galerias e nascentes e na interpretação de ensaios de bombeamento dos furos de captação. Os dados evidenciam a grande heterogeneidade e anisotropia características do meio vulcânico. As transmissividades vão desde 11 m2/d até 25 766 m2/d. A caracterização hidrogeoquímica permitiu identificar um grupo de 5 águas termais, emergentes em falhas, no Complexo Antigo, com características muito próprias, bastante distintas das restantes, que representam, quer em quantidade, quer em volume de caudais captados, a grande maioria das águas da ilha da Madeira. O principal fenómeno mineralizador das águas é a hidrólise de minerais silicatados, verificando-se, nas águas dos furos, nas das nascentes de altitude e nas situadas próximo do litoral, o efeito da contaminação de sais de origem marinha. A partir dos dados hidrogeológicos obtidos, foi possível elaborar um modelo conceptual de funcionamento hidrogeológico para a ilha da Madeira, que, apesar de possuir alguns elementos comuns, é, no seu conjunto, diferente dos modelos conhecidos para outras ilhas vulcânicas, nomeadamente, Canárias, Reunião, Havai e Polinésia Francesa.

Evolution of the landscape of Madeira Island: long-term vegetation dynamics

The aim of this thesis was to evaluate historical change of the landscape of Madeira Island and to assess spatial and temporal vegetation dynamics. In current research diverse “retrospective techniques”, such as landscape repeat photography, dendrochronology, and research of historical records were used. These, combined with vegetation relevés, aimed to gather information about landscape change, disturbance history, and vegetation successional patterns. It was found that landscape change, throughout 125 years, was higher in the last five decades manly driven by farming abandonment, building growth and exotic vegetation coverage increase. Pristine vegetation was greatly destroyed since early settlement and by the end of the nineteenth century native vegetation was highly devastated due to recurrent antropogenic disturbances. These actions also helped to block plant succession and to modify floristical assemblages, affecting as well as species richness. In places with less hemeroby, although significant growth of vegetation of lower seral stages was detected, the vegetation of most mature stages headed towards unbalance between recovery and loss, being also very vulnerable to exotic species encroachment. Recovery by native vegetation also occurred in areas formerly occupied by exotic plants and agriculture but it was almost negligible. Vegetation recovery followed the successional model currently proposed, attesting the model itself. Yet, succession was slower than espected, due to lack of favourable conditions and to recurrent disturbances. Probable tempus of each seral stage was obtained by growth rates of woody taxa estimated through dendrochronology. The exotic trees which were the dominant trees in the past (Castanea sativa and Pinus pinaster) almost vanished. Eucalyptus globulus, the current main tree of the exotic forest is being replaced by other cover types as Acacia mearnsii. The latter, along with Arundo donax, Cytisus scoparius and Pittosporum undulatum are currently the exotic species with higher invasive behaviour. However, many other exotic species have also proved to be highly pervasive and came together with the ones referred above to prevent native vegetation regeneration, to diminish biological diversity, and to block early successional phases delaying native forest recovery.