A matriz de manejo

A geração de alternativas de manejo é uma das etapas mais importantes na solução de problemas de planejamento florestal. Como a solução do problema depende dessa tarefa, a geração de um conjunto de alternativas que representem com fidelidade a realidade do problema que se propõe resolver é fundamental. Uma alternativa ou opção de manejo é uma seqüência de ações que ocorrem durante um horizonte temporal. A modelagem de problemas de planejamento florestal pode ser efetuada por duas abordagens distintas de geração de alternativas de manejo: modelo I e modelo II, conforme descritas por JOHNSON e SHEURMAN (1977). A abordagem de modelagem utilizada pelo sistema utiliza apenas o modelo I.

Em função das inúmeras decisões impostas pelo manejador e pela própria natureza dinâmica dos povoamentos florestais, é possível listar uma infinidade de alternativas de manejo para se manejar uma floresta. Por si só, a variável tempo atua como fator de mudança da estrutura do povoamento, alterando, por exemplo, sua idade e produção. Quando aliado a fatores humanos, os seus efeitos sobre a dinâmica do povoamento são ainda mais potencializados. Por exemplo, a intervenção de colheita altera a idade e o regime de corte do povoamento se um corte raso é efetuado. A todo instante, decisões são tomadas e, alteradas pelo fator tempo, há uma constante mudança na estrutura da floresta. Representar esta dinâmica, projetando-a no tempo de forma que diferentes alternativas de manejo

sejam criadas é o desafio maior do manejador. Entretanto, listar todas as alternativas disponíveis para um dado problema requer a utilização de sistemas especiais.

O SisFlor utiliza uma filosofia de geração muito flexível e fácil de manipular. Através de adaptações e melhoramentos da metodologia proposta por TAUBE NETTO (1984), o SisFlor adota uma estrutura de matriz de manejo que confere enorme flexibilidade na geração dessas alternativas.

A matriz de manejo é constituída por um conjunto de estados inter- relacionados (Quadro 5). Um estado é uma variável que pode representar diferentes operações florestais (plantio, reforma, corte raso, desbaste, condução da brotação, combate a formigas, capina etc); diferentes estágios de desenvolvimento da floresta (diferentes idades do povoamento) e diferentes decisões do manejador (compra ou venda de terra, deixar áreas em repouso etc). Exemplos de alguns estados possíveis de um dado contexto florestal são apresentados no Quadro 5. Pode-se observar (Quadro 5) que, além da definição dos possíveis estados, a matriz de manejo descreve a relação de transição entre eles. Conforme definido por TAUBE NETTO (1984), a transição de um estado para outro pode ser determinada pela evolução

natural da floresta. Por exemplo, no Quadro 5, a seqüência de estados 1-2-3-4 é uma

seqüência de transição natural da floresta. A transição entre os estados pode ser também definida pelo manejador. Por exemplo, de acordo com o mesmo Quadro 5, se a floresta estiver no estado 4, no ano seguinte, pode-se decidir por transferi-la para o estado 05 (mais um ano de crescimento), CR (colheita com reforma no mesmo período), C (colheita sem reforma no mesmo período), CT1 (colheita e condução por talhadia 1), CT2 (colheita e condução por talhadia 2), V (venda ou descarte da área) ou D (desbaste).

As transições possíveis, além de dependerem do estado ocupado, podem depender do período do horizonte de planejamento, do regime de corte vigente etc. Por exemplo, a transição do estado 4 para o estado CT1 só deve ser permitida se no estado 4 o povoamento estiver em regime de alto-fuste. Da mesma forma, a transição do estado 4 para o estado CT2 só deve ser permitida se no estado 4 o povoamento se encontrar em regime de primeira brotação. Esta condição deve ser colocada uma vez que a seqüência natural entre regime de manejo é do alto-fuste

para primeira brotação e desta para segunda brotação. Por outro lado, em alguns casos pode ser desejável proibir vendas de terras após um dado período do horizonte ou mesmo forçar a colheita de povoamentos mais velhos no início do horizonte.

O modelo de matriz de manejo representado no Quadro 5 foi adaptado do trabalho de TAUBE NETTO (1984). O modelo proposto neste trabalho diferencia do modelo proposto por TAUBE NETTO (1984) no sentido de que ne ste novo modelo não há necessidade de especificar os regimes de manejo e usos da madeira para os respectivos estados da matriz de manejo, ao contrário do modelo anterior, onde os estados da matriz de manejo devem ser especificados a nível de regime de manejo e usos da madeira. As vantagens da não necessidade de detalhar os estados a nível de regime de manejo e uso da madeira é a redução no número de estados necessários para representar um dado problema.

Quadro 5 - Matriz de manejo com os possíveis estados em um contexto florestal2

Estado

Atual Descrição Estado no período

seguinte 1 1 ano de idade 2 2 2 anos de idade 3 3 3 anos de idade 4 4 4 anos de idade 5, D, CR, C, V, CT1, CT2 5 5 anos de idade 6, D, CR, C, V, CT1, CT2 6 6 anos de idade 7, D, CR, C, V, CT1, CT2 7 7 anos de idade 8, D, CR, C, V, CT1, CT2 8 8 anos de idade 9, D, CR, C, V, CT1, CT2 9 9 anos de idade 10, D, CR, C, V, CT1, CT2 10 10 anos de idade D, CR, C, V, CT1, CT2

CT1 Corte raso seguido por primeira rebrota - talhadia 1 1 CT2 Corte raso seguido por segunda rebrota - tahadia 2 1 CR Corte raso com reforma no mesmo ano da colheita 1

C Corte raso sem plantio ou reforma no mesmo ano R, AGR

D Desbaste do projeto 5, 6, 7, 8, 9, D, CR, C, V, CT1, CT2 R Reforma – novo plantio em área colhida 1

AGI Aguardando Implantação AGI, I, V

AGC Projeto aguardando compra AGC, I

2

AGR Área aguardando reforma R, AGR I Implantação: plantio em área com alteração de uso 1 V Venda ou descarte de terra após o corte V

VD Projeto vendido VD

Uma vez definida a matriz de manejo com todos os possíveis estados e suas relações de transição para um dado problema, o passo seguinte é projetar os estados numa escala temporal igual ao tamanho do horizonte de planejamento (H). Estes estados projetados no tempo criam uma rede de estados com formato do esquema da Figura 12. Os nós da rede dessa Figura 12 representam os limites entre dois estágios (períodos do horizonte de planejamento), sendo o limite de transição entre dois estados. Os arcos, conectando os nós, representam a duração da decisão tomada, que é igual ao tamanho de cada período do horizonte de planejamento. Seguindo a filosofia

de geração de alternativas de manejo via modelo I, onde cada alternativa representa uma seqüência única de decisões, pode -se identificar uma alternativa de manejo como uma rota viável, partindo de um nó inicial (origem) e chegando a um nó final (destino) da rede de opções. Iniciando -se com o estado 1 no primeiro período do horizonte de planejamento, e baseado

na estrutura da matriz de estados do Quadro 5, até o sexto período do horizonte de planejamento, tem-se a estrutura de rede da Figura 12. Existem 19 rotas distintas, com cada uma delas representando uma seqüência única de

decisões, ou seja, uma alternativa de manejo para o problema. Das 19 alternativas possíveis, apenas 17 seriam viáveis, já que iniciando com o estado 1

indo para o estado 4 e 5 e assumindo que o regime de manejo inicial é de alto- fuste, o estado CT2 (corte e condução por segunda brotação) não seria gerado

(linha pontilhada), dada a sua incompatível seqüência natural (um regime de alto-fuste não pode ser transformado diretamente em um regime de segunda brotação). A transição 4-CT2 e 5-CT2 seriam viáveis se o regime no estado 4 e

1 2 3 CR CT1 CT2 V 5 D C C CR C 6 CT2 CT1 V 4 VD AGR R 1 0 1 2 3 4 5 H -1

Figura 12 – SisFlor: esquema de uma rede de prescrições de manejo, considerando a matriz de estados do Quadro 5.

A matriz de manejo é definida no sistema por um módulo especial, conforme esquematizado na Figura 13. Para cada estado existe um código alfa-numérico e uma descrição para identificá-lo. Por exemplo, o estado escolhido para representar uma área colhida em um dado período do horizonte de planejamento e deixada para ser reformada no período seguinte foi codificado como "C". A decisão de colher uma área e não reformá-la no mesmo período pressupõe pelo menos duas decisões possíveis no período seguinte do horizonte de planejamento: reforma da área (estado "R") ou deixá-la por mais um período aguardando reforma (estado "AGR"). Para cada estado pode ser escolhido a ocorrência de um ou mais dos seguintes eventos: Plantio ou reforma, produção, venda de terras, conforme consta no canto inferior da tela mostrada na Figura 12. Por exemplo, a seleção do evento produção indica que receitas serão auferidas naquele estado. A produção pode ser efetuada segundo dois tipos de corte: "corte raso" ou "desbaste". A opção escolhida para o estado C foi "corte raso", conforme representado na Figura 12. A produção via corte raso altera também o regime de manejo. Por exemplo, se um povoamento encontra-se em

regime de alto fuste, após o corte sem reforma, seu regime será alterado para regime de primeira brotação (talhadia 1). Para cada estado é definido ainda uma expressão de validação que especifica uma condição em que um determinado estado será gerado. Por exemplo, segundo a Figura 12, a expressão de "validação" (IDADE < 8) especifica que o estado C só será gerado se a idade do povoamento for menor do que 8 (anos). A expressão de validação é um artifício utilizado pelo gerador de alternativas de manejo para diminuir o número de prescrições geradas. Critérios técnicos e econômicos podem ser utilizados para esta finalidade. Por exemplo, um estudo preliminar poderia indicar a melhor faixa de idades de colheita para um povoamento, evitando geração de alternativas de manejo com idades de colheita fora dessa faixa.

Figura 13 – SisFlor: módulo para definição da matriz de manejo.

Opções de desbastes podem ser consideradas na matriz de manejo. A versão atual do sistema simula desbaste através do controle da área basal. Por

exemplo, um estado para representar um desbaste com redução de 30% da área basal foi codificado como "D1", conforme representado na Figura 13. O tipo de corte escolhido para "D1" é, obviamente, "desbaste". Para este tipo de

corte deve ser especificado a percentagem de redução da área basal, no exemplo em foco de 30%. Este valor é editado no campo "% de A.basal",

Figura 14 – SisFlor: módulo para definição da matriz de manejo, ilustrando um estado para representar desbaste.