UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
FACULDADE DE ENGENHARIA FLORESTAL
Programa de Pós-graduação em Ciências Florestais e
Ambientais
CRESCIMENTO E PRODUÇÃO DE Pinus caribaea var
caribaea NO SUDOESTE MATO-GROSSENSE
FERNANDA MEYER DOTTO MAMORÉ
CUIABÁ-MT 2016
FERNANDA MEYER DOTTO MAMORÉ
CRESCIMENTO E PRODUÇÃO DE Pinus caribaea var
caribaea NO SUDOESTE MATO-GROSSENSE
ORIENTADOR: Ronaldo Drescher
COORIENTADOR: Sidney Fernando Caldeira
CUIABÁ-MT 2016
Dissertação de mestrado apresentada ao Programa de Pós-graduação em Ciências Florestais e Ambientais, da Universidade Federal de Mato Grosso, como parte dos requisitos para a obtenção do título de mestre em ciências florestais e ambientais.
FERNANDA MEYER DOTTO MAMORÉ
CRESCIMENTO E PRODUÇÃO DE Pinus caribaea var
caribaea NO SUDOESTE MATOGROSSENSE
FOLHA DE APROVAÇÃO
DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho a minha família, Rosiles (Mãe), Odenilson (Companheiro) e Ana Luiza (Irmã), pelo apoio em todos os momentos.
AGRADECIMENTOS
Ao Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais e Ambientais, PPGCFA pela aprendizagem e oportunidade.
Aos colegas do PPGCFA e do Laboratório de Crescimento e Produção Florestal pelo seu auxílio nas tarefas desenvolvidas durante o curso e todo apoio por esses dois anos.
Em especial, aos alunos graduandos de Engenharia Florestal, Allan Falavinha, Emilly Martelo e Gabriel Caldeira pelo apoio ao desenvolvimento deste trabalho.
Ao Grupo Falavinha, Sr. José Milton Falavinha e Tiago Falavinha, proprietário e gerente da Fazenda São Paulo respectivamente, por disponibilizar a parte mais importante desta pesquisa, os dados, assim como o apoio dado aos discentes na estádia durante as coletas de dados. Ao Professor Dr. Ronaldo Drescher, pelas orientações, pelo conhecimento e apoio passados.
Aos Professores, Dr. Sidney Fernando Caldeira e Dr. Romulo Môra, pelas contribuições neste trabalho.
iii SUMÁRIO LISTA DE TABELAS...IV LISTA DE FIGURAS...V 1. INTRODUÇÃO ... 9 2. REVISÃO DE LITERATURA ... 11
2.1. OGÊNEROPINUSESEUHISTÓRICONOBRASIL ... 11
2.2. PINUSTROPICAIS ... 13
2.3. OCRESCIMENTOEAPRODUÇÃOFLORESTAL ... 15
2.4. ANÁLISEDETRONCO ... 17
2.5. VOLUME ... 19
2.6. CAPACIDADEPRODUTIVALOCAL ... 20
3. MATERIAL E MÉTODOS ... 22
3.1. ÁREADEESTUDO ... 22
3.2. COLETADEDADOS ... 25
3.3. ANÁLISEDETRONCO ... 27
3.4. NORMALIDADEDOSDADOS ... 28
3.5. CORRELAÇÃODEPEARSON ... 28
3.6. VOLUME ... 28
3.7. CRESCIMENTOEPRODUÇÃO ... 30
3.8. CLASSIFICAÇÃO DAPRODUTIVIDADELOCAL ... 31
3.9. CRITÈRIOSDESELEÇÃODEMODELOS ... 32
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO... 33
4.1. DESCRIÇÃODOSDADOSEDOPOVOAMENTOAOS35ANOS 33 4.1. ANATRO ... 34
4.2. VOLUME ... 39
4.3. CRESCIMENTOEPRODUÇÃO ... 41
4.4. CLASSIFICAÇÃODAPRODUTIVIDADELOCAL... 48
5. CONCLUSÕES ... 53
6. APÊNDICES... 54
iv
LISTA DE TABELAS
Página 1: CRITÉRIO DE CLASSE DE DOMINÂNCIA DE ACORDO COM
HOSOKAWA E SOUZA (1987) 26
2: MODELOS VOLUMÉTRICOS TESTADOS PARA P. caribaea.,
NOVA MARILÂNDIA, MATO GROSSO 29
3: MODELOS DE CRESCIMENTO E PRODUÇÃO TESTADOS
PARA P. caribaea, NOVA MARILÂNDIA, MATO GROSSO. 30 4: CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO DAS ESTIMATIVAS
OBTIDASNOS MODELOS DE VOLUME E CRESCIMENTO E
PRODUÇÃO 32
5: ESTATÍSTICAS DE VERIFICAÇÃO DA INTENSIDADE IDEAL DE AMOSTRAGEM SOB OS DIÂMETROS DO POVOAMENTO DE
P. caribaea var. caribaea, NOVA MARILÂNDIA, MATO GROSSO. 33 6: VALORES DE REFERÊNCIAS PARA POSIÇÃO SOCIOLÓGICA
DE P. caribaea var. caribaea NO SUDOESTE
MATO-GROSSENSE 34
7: VALORES MÉDIOS E RESPECTIVOS DESVIOS PADRÃO DE DIÂMETRO A 1,30M (Dap), ALTURA TOTAL (H) E VOLUME (V) DE P. caribaea var. caribaea ATÉ 35 ANOS, NOVA MARILÂNDIA,
MATO GROSSO. 36
8: COEFICIENTES DE REGRESSÃO, COEFICIENTE DE DETERMINAÇÃO AJUSTADO (R²aj.) E ERRO PADRÃO DA ESTIMATIVA EM PERCENTAGEM (Syx %) PARA OS MODELOS DE VOLUME AJUSTADOS PARA P. caribaea var. caribaea NA
REGIÃO SUDOESTE, MT. 40
9: COEFICIENTES DE REGRESSÃO, COEFICIENTE DE DETERMINAÇÃO AJUSTADO (R²aj.) E ERRO PADRÃO DA ESTIMATIVA EM PERCENTAGEM (Syx %) PARA OS MODELOS DE CRESCIMENTO E PRODUÇÃO em Dap, V e H, AJUSTADOS
PARA P. caribaea var. caribaea NA REGIÃO SUDOESTE, MT. 42 10: DADOS ALTURA DOMINANTE POR IDADE E ÍNDICE DE
LOCAL PARA POVOAMENTO DE P. caribaea ATÉ 35 ANOS DE
v
LISTA DE FIGURAS
Página 1: ÁREAS APTAS PARA O PLANTIO DE PINUS CARIBAEA E P.
OOCARPA NO BRASIL. (KRONKA ET AL., 2005). 12 2: DISTRIBUIÇÃO NATURAL DE P. caribaea (FONTE:
THOMPSON et al, 1999) 14
3: EXEMPLO DE CURVAS DE INCREMENTO MÉDIO ANUAL (IMA), INCREMENTO CORRENTE ANUAL E O PONTO DE
MÁXIMA PRODUTIVIDADE. (FONTE:CHAVES, 2013) 16 4: DIAGRAMA DO MÉTODO DO PARALELISMO PARA
INTERPOLAÇÃO DA ALTURA TOTAL DA ÁRVORE A UMA
DETERMINADA IDADE (FONTE: ROSOT et al., 2003). 19 5: LOCALIZAÇÃO DO PLANTIO DE P. caribaea var. caribaea NO
MUNICÍPIO DE NOVA MARILÂNDIA EM MATO GROSSO (A); (B) LIMITES DO PLANTIO DE P. caribaea var. caribaea (ROSSI,
2015). 22
6: PRECIPTAÇÂO PLUVIOMÉTRICA ANUAL DA ESTAÇÃO
DEDIAMANTINO, MT NO PERÍODO DE 1982 A 2015. 23 7: A-POVOAMENTO DE P. caribaea var. caribaea; PRESENÇA
DE GRAMÍNEAS; PLANTIO DE SOJA ADJACENTE; E B - REGENERAÇÃO DO CERRADO, NOVA MARILÂNDIA, MATO
GROSSO. 24
8: MARCAÇÃO DOS RAIOS E ANEIS DE CRESCIMENTO EM FATIA DE P. caribaea. var caribaea NOVA MARILÂNDIA, MATO
GROSSO. 27
9: DISTRIBUIÇÃO DOS INDIVÍDUOS P. caribaea var. caribaea EM CLASSES DE DOMINÂNCIA NO SUDOESTE DE MATO
GROSSO. 34
10: PERFIL LONGITUDINAL DA ÁRVORE MÉDIA DE P. caribaea
var. caribaea, NOVA MARILÂNDIA, MATO GROSSO. 35 11: CURVAS DE INCREMENTO MÉDIO ANUAL (IMA) E
INCREMENTO CORRENTE ANUAL (ICA) EM VOLUME (m³.ha1) DE P. caribaea var. caribaea NO SUDOESTE DE MATO
vi
12: INCREMENTOS CORRENTE E MÉDIO ANUAL DE DAP PARA P. caribaea var. caribaea ESTIMADO PELA EQUAÇÃO DE
HOERL ATÉ 35 ANOS, NOVA MARILÂNDIA, MATO GROSSO. 44 13: INCREMENTOS CORRENTE E MÉDIO ANUAL EM ALTURA
DE P. caribaea var. caribaea ESTIMADO PELA EQUAÇÃO DE
MOISSEV ATÉ 35 ANOS, NOVA MARILÂNDIA, MATO GROSSO. 46 14: INCREMENTOS CORRENTE E MÉDIO ANUAL EM VOLUME
DE P. caribaea var. caribaea ESTIMADO PELA EQUAÇÃO DE
MOISSEV ATÉ 35 ANOS, NOVA MARILÂNDIA, MATO GROSSO. 47 15: CURVA DA ALTURA DOMINANTE AJUSTADA PELO
MODELO DE MOISSEV PARA POVOAMENTO DE P. caribaea var. caribaea ATÉ 35 ANOS DE IDADE NA REGIÃO SUDOESTE
DE MATO GROSSO. 48
16: DISTRIBUIÇÃO GRÁFICA DOS RESÍDUOS DE ESTIMATIVA DA ALTURA DOMINANTE PELA EQUAÇÃO DE MOISSEV, PARA POVOAMENTO DE P. caribaea var. caribaea ATÉ 35
ANOS DE IDADE, NA REGIÃO SUDOESTE DE MATO GROSSO 49 17: CURVAS DE PRODUTIVIDADE LOCAL E DISTRIBUIÇÃO
DAS ALTURAS DOMINANTES ENTRE AS CURVAS DE PRODUTIVIDADE LOCAL PARA P. caribaea var. caribaea NO
SUDOESTE DE MATO GROSSO 50
18: DISPERSÃO GRÁFICA DE RESÍDUOS PERCENTUAIS DAS EQUAÇÕES DE VOLUME PARA P. caribaea var. caribaea DO
SUDOESTE DE MATO GROSSO 55
19: DISTRIBUIÇÃO GRÁFICA DOS RESÍDUOS PERCENTUAIS DAS EQUAÇÕES DE CRESCIMENTO EM Dap PARA P.
caribaea var. caribaea NO SUDOESTE MATO GROSSENSE. 57 20: DISTRIBUIÇÃO GRÁFICA DOS ERROS PERCENTUAIS DAS
EQUAÇÕES DE CRESCIMENTO EM H PARA P. caribaea var.
caribaea NO SUDOESTE MATO GROSSENSE 58 21: DISTRIBUIÇÃO GRÁFICA DOS RESÍDUOS PERCENTUAIS
DAS EQUAÇÕES DE CRESCIMENTO EM V PARA P. caribaea
vii
RESUMO
MAMORÉ, Fernanda Meyer Dotto. Crescimento e Produção de Pinus
caribaea var. caribaea no Sudoeste Mato-Grossense. 2016.
Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais e Ambientais) – Universidade Federal de Mato Grosso, Cuiabá – MT. Orientador: Ronaldo Drescher.
Neste trabalho objetivou-se avaliar o crescimento e a de um povoamento de Pinus caribaea var. caribaea com 35 anoslocalizado no município de Nova Marilândia, região Sudoeste do estado de Mato Grosso. O povoamento em estudo não foi desbastado ou submetido a algum tratamento silvicultural. Foram coletados dados de diâmetro a 1,30m de altura e da altura total em 31 parcelas temporárias com 900 m² (30m x 30m) e realizado o abate de 60 árvores dominantes e codominantes. Destas, 31 delas foram cubadas rigorosamente pelo método de Smalian e em 29 realizada a análise de tronco. Os dados coletados foram submetidos ao teste de normalidade Shapiro Wilk; também, foi verificada a correlação de Pearson entre as variáveis, diâmetro, altura e volume. Foram utilizadas quatorze equações de volume; Classificada a produtividade local, além do ajuste de nove modelos de crescimento e da produção florestal. A verificação da acurácia das estimativas de todos os modelos testados foi dada, pelo Coeficiente de determinação ajustado (R²aj.); o Erro padrão das estimativas (Syx%); e a análise gráfica dos resíduos percentuais. O modelo que apresentou melhores estimativas de volume obtido com o modelo de Schumacher-Hall,. Os modelos de crescimento e produção adequados ao P. caribaea para as estimativas de diâmetro foi o de Hoerl, de altura e volume foi o de Moissev. Na classificação da produtividade local, foram determinadas 3 classes de sitio que variam entre 18 e 26 m nas idade índice de 35 anos com o modelo de Moissev.
viii
ABSTRACT
MAMORÉ, Fernanda Meyer Dotto. Growth and yield of Pinus caribaea
var. caribaea in the Southwest of Mato Grosso. 2016. Dissertation
(MSc in Forestry and Environmental Sciences) - Federal University of Mato Grosso, Cuiabá - MT. Advisor: Dr. Drescher Ronaldo.
The objective of this study was to evaluate the growth and yield through statistical models about the variables of Dbh, total height and volume of a stand of Pinus caribaea var. caribaea 35, established under the initial spacing of 3 x 3 meters, located in the village of New Maryland, Southwest region of the State of Mato Grosso. The population under study was not buffed or subjected to any silvicultural treatment. Diameter were collected data to 1.30m high and the total height of 31 temporary plots with 900 m² (30m x 30m) and carried out the killing of 60 dominant trees and codominant. In that 31 were rigorously scaled by Smalian method and 29 held the stem analysis. Data were submitted to normality test Shapiro Wilk; Also, the Pearson correlation was found between the variables, diameter, height and volume. fourteen volume equations were adjusted; Classified local productivity, and setting the nine models of forest growth and production. The verification of the accuracy of all tested models estimates were given, the adjusted determination coefficient (R²aj.); the standard error of the estimate (Syx%); and the percentage error (Error%) arranged graphically. For determining the volume of P. caribaea. caribaea, the best fit was obtained with the Schumacher-Hall model. The growth and yield models suitable for the P. caribaea diameter of the estimates was Hoerl, height and volume was the Moissev. In the classification of local productivity, we were determined site in 3 classes ranging between 18 and 26 m in 35-year-old content to the model of Moissev.
9
1. INTRODUÇÃO
A escassez de madeira oriunda das florestas naturais e a demanda de mercado por produtos florestais têm intensificado os plantios de florestas homogêneas e equiâneas pelo Brasil. As florestas plantadas no Brasil tem desempenhado papel importante, como fonte alternativa de recursos florestais, para suprir a demanda por produtos madeireiros e seus derivados.
Dentre as diferentes florestas plantadas no país, os florestamento e reflorestamento dos diversos gêneros de Eucalyptus sp. e
Pinus sp., são os mais difundidos.
Independentemente do produto final, as florestas plantadas devem ser bem conduzidas e ter o manejo florestal adequado a maior e melhor produtividade.
Para isso, o manejo florestal e suas decisões de investimento requerem predições e projeções exatas, tanto de crescimento quanto de produção dos povoamentos.
Os estudos do crescimento e da produção são ferramentas que auxiliam no planejamento das atividades do manejo florestal, em que, utilizam-se modelos estatísticos para predição de características quantitativas dos povoamentos que são essenciais ao gerenciamento das florestas e seus recursos florestais.
Para estimar e predizer variáveis dendrométricas utiliza-se como ferramenta a modelagem que Busca modelos capazes de descrever uma realidade com maior nível e precisão. Este termo, dentro da mensuração florestal, esta relacionado a estimativa da produção de povoamentos florestais conforme descreveu CARVALHO et al. (2011).
Existem diferentes modelos para predição do crescimento e da produção florestal e na maior parte dos casos, mais de um modelo pode ser adequado aos dados (FLORIANO et al., 2006). Esta é uma técnica fundamental na estruturação da produção florestal.
10
A espécie Pinus caribaea var. caribaea avaliada neste estudo é pouco cultivada no Brasil, e uma das poucas espécies plantadas no estado de Mato Grosso, que em levantamentos florestais, não apresenta áreas de plantio de pinus, podendo esta ser uma nova alternativa de cultivo florestal no estado e devido existirem poucos estudos sobre a mesma no pais, faz-se necessária a avaliação do seu crescimento e produção.
Diante do exposto, o objetivo geral deste trabalho foi descrever o crescimento e a produção para Pinus caribaea var. caribaea (P.
caribaea) em um povoamento localizado na região Sudoeste de Mato
Grosso.
Os objetivos específicos foram:
Testar equações de estimativa do volume individual em qualquer idade;
Avaliar o crescimento passado das árvores de P. caribaea a partir das variáveis, diâmetro, altura total e volume;
Construir curvas de sítio;
11
2. REVISÃO DE LITERATURA
2.1. O GÊNERO PINUS E SEU HISTÓRICO NO BRASIL
A palavra Pinus tem origem do latim "Pinu", gênero que é conhecido como pinheiro em português, pertencente à ordem Coniferae, do grupo das gimnospermas, que ocorre naturalmente na Europa, Ásia, América do Norte e América Central. Esse gênero apresenta mais de 100 espécies identificadas, que fisiologicamente são resistentes à seca, muito exigentes com luz, suportam temperaturas que variam de -65°C até 50°C, e apresentam diferentes exigências quanto à fertilidade, textura e profundidade do solo. Devido a esta grande versatilidade o plantio de
Pinus spp. é possível sob diferentes condições edafoclimáticas (KRONKA
et al., 2005; SHIMIZU, 2008).
O Pinus foi introduzido no Brasil há pouco mais de um século, inicialmente sendo utilizado para fins ornamentais por imigrantes europeus. A partir da década de 60 iniciou o seu plantio em escala comercial e na década de 70, se tornou a principal fonte de matéria-prima para o desenvolvimento da indústria florestal. A boa adaptação às condições ambientais brasileiras, o seu rápido crescimento, com dimensões homogêneas e a diversidade de aplicações, favoreceram o emprego da madeira de pinus em serraria, no setor moveleiro e de celulose de papel (KRONKA et al., 2005; MODNA, 2007; SHIMIZU, 2008; SEBBENN et al, 2008).
Já em 2015, o relatório da IBA (Indústria Brasileira de Árvores) registrou uma área total ocupada por florestas de pinus de 1,59 milhões de hectares. Diferentemente da área plantada com pinus registrada pela Abraf (2013) no ano de 2012, que correspondia a 1,64 milhões de hectares. Esse declínio da área plantada com pinus advêm dos avanços em produtividade com Eucalyptus sp.
12
Mesmo o estado de Mato Grosso apresentando condições favoráveis ao plantio de Pinus (FIGURA 1), Shimizu et al. (1997) e o relatório da Sociedade Brasileira de Silvicultura (2008) afirmaram haver apenas pequenos plantios de Pinus no estado. Porém o Anuário Estatístico da ABRAF - Associação Brasileira dos Produtores de Florestas Plantadas - (2013) e o Diagnóstico de Florestas Plantadas da Famato,(2013) não registraram o mesmo, nem mesmo a área em estudo deste trabalho que possui cerca de 215 hectares e 35 anos de idade.
FIGURA 1: ÁREAS APTAS PARA O PLANTIO DE PINUS CARIBAEA E P. OOCARPA NO BRASIL. (KRONKA ET AL., 2005).
13 2.2. PINUS TROPICAIS
Dentre as diversas espécies de pinus, aquelas oriundas da América Central e Sudeste dos Estados Unidos são classificadas como pinus tropicais, e se destacam as espécies: P. caribaea, P. chiapensis, P.
maximinoi, P. oocarpa e P. tecunumanii. (KRONKA et al., 2005; MARTO
et al., 2006).
Pinus caribaea, é uma espécie que abrange três variedades
naturais: P. caribaea Morelet var. caribaea, P. caribaea var. hondurensis e
P. caribaea var. bahamensis (ZHENG; ENNOS, 1999).
A variedade hondurensis é um dos pinus tropicais mais plantados no mundo, devido a diversidade de condições ambientais na região de origem, a América Central. No Brasil, esta variedade é plantada exclusivamente na região tropical, por não tolerar geadas. O Pinus
bahamensis, é original das Ilhas Bahamas, local próximo ao nível do mar,
porém, esta espécie tem apresentado crescimento adequado no Brasil, tanto ao nível do mar quanto no planalto. Quanto à variedade caribaea que é original de Cuba, o seu crescimento é mais lento que as demais variedades, porem, apresenta forma do seu fuste geralmente reta, com ramos numerosos e finos (ZHENG; ENNOS, 1999; SHMIZU, 2008).
O Pinus caribaea var. caribaea (P. caribaea) é original especificamente da “Isla de los Pinos” e de “Pinar del Rio” (FIGURA 2), com formações puras em floresta clímax tolerante ao fogo ou em floresta aberta com vegetação rasteira de gramíneas e arbustos, em regiões de solos bem drenados e ácidos; ocorre desde o nível do mar até 700 metros de altitude; a precipitação anual varia entre 1.000 a 1.800 mm, com inverno seco; sendo que esta variedade não é tolerante ao frio. Esta região apresenta clima do tipo tropical com temperatura média anual entre 24,5 e 25ºC, e precipitação anual que varia entre 1.200 e 1.600mm. A estação seca tem duração de 4 a 5 meses. A espécie se desenvolve em solos ácidos, com pH entre 4,5 e 6,0, preferencialmente em solos altos e secos, além disso, apresenta melhor adaptação do que as demais
14
variedades de caribaea às regiões com déficit hídrico. Geralmente, o melhor desenvolvimento é observado em solos úmidos em relação aqueles com maior disponibilidade de nutrientes (ZHENG; ENNOS, 1999; NIETO; RODRIGUEZ, 2003; KRONKA et al, 2005; FARJON, 2013; AGUIAR et al, 2013).
FIGURA 2: DISTRIBUIÇÃO NATURAL DE P. caribaea (FONTE: THOMPSON et al, 1999)
P. caribaea é uma espécie de rápido crescimento, que produz
madeira resinosa, muito útil na produção de madeira e de papel. A madeira tem de cor marrom avermelhada ou marrom amarelada; anéis de crescimento vivíveis a olho nu, largos no lenho outonal e cerne não formado até os 15 anos. É amplamente utilizada em diversas finalidades, como a carpintaria, laminados, aglomerados, lenha, móveis, cercas, chapas, ladrilhos, dormentes, tintas, celulose, entre outros produtos (CHUDNOFF, 1984; FRANCIS, 1992; WANG et al., 1999).
15
2.3. O CRESCIMENTO E A PRODUÇÃO FLORESTAL
O crescimento é o aumento do tamanho ou peso, de um organismo ou comunidade viva (SCHNEIDER et al., 2008).
Segundo Campos e Leite (2013), o crescimento de arvores é um processo caracterizado por mudanças da forma e tamanho do tronco, dadas pela adição de camadas de lenho ao longo de todo o material lenhoso.
Esse processo é de grande interesse florestal, pois as inferências corretas sobre o crescimento de uma árvore ou do povoamento possibilita o uso dessas informações para definir a rotação e realizar a prognose da produção florestal (VANCLAY, 1994).
A quantificação do crescimento e da produção é condição essencial para definir a utilização dos produtos florestais, além de fornecer informações que subsidiam a tomada de decisões para a maioria das atividades ligadas ao setor (ABREU, 2000).
Existem várias maneiras de expressar o crescimento, como os incrementos corrente anual (ICA), o médio anual (IMA) e o periódico anual (IPA). Os incrementos são utilizados para descrever o desenvolvimento de determinada característica quantitativa (altura, diâmetro, área basal, volume) em determinado período de tempo, e podem ser expressos através de curvas de crescimento ou também por modelos aplicados aos dados avaliados, assim, serão expressos os crescimentos através de curvas de crescimento (FINGER, 1992; SCOLFORO, 2006).
Em estudos de curvas de crescimento e produção o máximo IMA é alcançado no ponto em que a curva de IMA encontra a curva de ICA, sendo este ponto, definido como a máxima taxa média de incremento da produção que uma determinada espécie pode alcançar num local (CAMPOS; LEITE, 2013) (FIGURA 3).
16
FIGURA 3: EXEMPLO DE CURVAS DE INCREMENTO MÉDIO ANUAL (IMA), INCREMENTO CORRENTE ANUAL E O PONTO DE MÁXIMA PRODUTIVIDADE. (FONTE:CHAVES, 2013)
O termo produção é definido por Assmann (1970) e Alves (1982), como o processo de crescimento da floresta em relação ao tempo, que é altamente influenciada pelas condições de sítio e as medidas técnicas e econômicas adotadas no manejo de povoamentos florestais. A quantificação da produção quando realizada por meio de modelos de produção, possibilita mensurar tanto a produção atual ou presente, quanto a produção futura dos povoamentos.
A produção é obtida ao somar os incrementos correntes anuais até a idade de interesse. A produção de um povoamento pode ser expressa por uma equação de produção e, matematicamente, o crescimento é obtido ao derivar essa equação de produção (CAMPOS; LEITE, 2013).
Para a avaliação da produtividade de um povoamento, é necessário o conhecimento do seu crescimento. Segundo Caraglio e Barthelemy (2003) estudos florestais geralmente consideram o crescimento do tronco, avaliando-se, o crescimento primário pela altura e o crescimento secundário pelo diâmetro.
17 2.4. ANÁLISE DE TRONCO
A análise de tronco, comumente conhecida como ANATRO, é, segundo Husch et al. (1982), uma técnica que possibilita o registro do crescimento de uma árvore pela medição dos seus anéis de crescimento.
A ANATRO serve para estudar o crescimento passado das árvores em diâmetro, em altura e como sua forma se transforma à medida que seu volume aumenta. Podendo ser aplicada em árvores já maduras para obter informações quanto ao desenvolvimento destas árvores desde a implantação até o corte para coleta dos discos (CAMPOS; LEITE, 2013).
Essa técnica geralmente é aplicada com a coleta de árvores em áreas que não possuam parcelas permanentes instaladas para medições periódicas, fornecendo assim, informações quanto ao crescimento passado das árvores. Por se tratar de uma fonte de dados para estudos de crescimento e produção florestal, a única restrição para a realização da analise de tronco é a possibilidade de emprego somente com espécies que possuam anéis de crescimento anuais bem distintos (CAMPOS; RIBEIRO, 1987; CAMPOS; LEITE, 2013).
Segundo Wolff II (2012), na ANATRO, as alturas para retirada das fatias a 0,0 e 1,3 metro são consideradas imprescindíveis, porque na base (0,0 m) define-se a idade real e o maior diâmetro da árvore e na altura de 1,30 m permite-se obter dados sobre a dinâmica de DAP, área transversal e fator de forma.
Atualmente, existem diversas técnicas de ANATRO, inclusive aquelas que utilizam tecnologias avançadas, desde fotografias, equipamentos como o Lintab, a softwares para mensuração dos anéis de crescimento; porém, a metodologia descrita por Barusso (1977), continua sendo a mais empregada, e a base de comparação de informações com as demais técnicas.
A metodologia descrita por Barusso (1977) deve ser realizada com auxilio de régua milimétrica, traçando-se quatro raios sobre as fatias.
18
Sendo o primeiro raio traçado a 45º no sentido horário ao maior raio da seção, os demais os raios são marcados a cada 90° de cada um com uma linha traçada do centro da árvore à extremidade com ou sem casca. A contagem dos anéis é feita no sentido da medula para a casca e as medições dos raios são no sentido da casca para a medula, sendo registradas as distâncias do centro da seção até os limites dos anéis.
Para a obtenção das alturas totais das arvores em cada idade, Rosot et al. (2003) ao estudar uma floresta de Pinus taeda, utilizou o método do paralelismo.
Esse método consiste em; utilizar as informações do anel anterior para obtenção das alturas das demais idades, essa altura em determinada idade é obtida quando somada a altura de tomada da fatia inferior a altura estimada do término do anel com as equações 1, 2 e 3.
(1)
(2)
(3)
Em que : H= comprimento da seção; h= altura do término do anel; d= comprimento do penúltimo raio da fatia inferior; p = comprimento do último raio da fatia inferior, e; x= comprimento do ultimo raio da fatia superior.
Rosot et al. (2003), propuseram um diagrama do método do paralelismo para fácil entendimento do mesmo, quando testaram a Anatro digital investigando o crescimento passado de Pinus elliottii (FIGURA 4).
19
FIGURA 4: DIAGRAMA DO MÉTODO DO PARALELISMO PARA INTERPOLAÇÃO DA ALTURA TOTAL DA ÁRVORE A UMA DETERMINADA IDADE (FONTE: ROSOT et al., 2003).
2.5. VOLUME
O volume de madeira contido em uma árvore pode ser definido como a variável, mais importante, que se busca descrever dentro da mensuração florestal. A estimativa do volume pode ser considerada um problema, devido a dificuldade da sua determinação direta pela cubagem das seções de fuste. Por isso faz-se o uso de expressões matemáticas que estimam o volume sobre medições simples (PRODAN et
al., 1997; WEST, 2009).
Segundo Campos e Leite (2013) o volume é diretamente influenciado pelo diâmetro, a altura da árvore e sua forma, podendo, árvores com mesmo diâmetro e altura não possuírem o mesmo volume, devido as diferentes formas de tronco.
O volume de uma árvore, pode ser calculado, quando são conhecidos o fator de forma para o volume total ou comercial (f), a altura total (H) e a área seccional a 1,3m (g), por V = g.H.f. Mas também, pode ser obtido por equações de volume ou funções de afilamento (CAMPOS; LEITE, 2013).
Para estimativas do volume com precisão é comum, fazer o uso do seccionamento do fuste, a cubagem rigorosa, que expressa a
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variação do diâmetro ao longo do fuste, que influencia diretamente na estimativa do volume.
2.6. CAPACIDADE PRODUTIVA LOCAL
A estimativa do crescimento e da produção de um povoamento florestal depende de diversos fatores, inclusive da capacidade produtiva local, sendo, segundo Wolff II (2012) imprescindível em trabalhos de projeção de crescimento a correta determinação da capacidade produtiva do local.
A capacidade produtiva de um local refere-se ao seu potencial para produzir madeira ou outro tipo de produto, em desenvolvimento, de uma determinada espécie sob diversas condições ambientais (edáficas, climáticas e bióticas) existentes e aos tratamentos silviculturais aos quais as árvores foram submetidas. O seu conhecimento é de fundamental importância para eleger os melhores locais de plantio, para a espécie nas condições adequadas, e também para mudanças das condições locais de desenvolvimento através de intervenções silviculturais (PRODAN et al., 1997; LEITE et al., 2011; CAMPOS; LEITE, 2013).
A capacidade produtiva local pode ser avaliada segundo três categorias: avaliação da qualidade do lugar pela vegetação indicadora; avaliação por fatores climáticos, edáficos, fisiográficos e bióticos, e avaliação por meio da relação entre a altura dominante e a idade, com a definição de índices de local (JONES, 1969).
Em geral, esta classificação no é baseada na relação entre a altura dominante, representada pela média aritmética das alturas das 100 árvores com maior diâmetro por hectare, e a idade. As curvas de índice de local constituem-se atualmente o método mais prático, quantitativo e consistente de avaliação da qualidade local, sendo altamente correlacionada com a produção volumétrica, e não sofrem a influência dos tratamentos silviculturais e da competição (ASSMANN, 1970; TONINI, 2002; CAMPOS;LEITE, 2013).
21
Existem diferentes métodos de construção de curvas de índice de local, sendo eles: o método da curva guia; o método de atribuição preliminar de índices de local; o método da equação das diferenças; o método de Hammer e o método da predição de parâmetros. A todos eles, inicialmente escolhe-se um modelo de regressão que envolva as variáveis altura dominante e idade (CAMPOS; LEITE, 2013).
Selle et al. (2008) e Campos e Leite (2013), ao descreverem o método da curva guia, utilizando o modelo de Schumacher, exemplificaram que é um dos modelos mais utilizados na Classificação da capacidade produtiva local no Brasil. Com a curva guia ajustada, os autores desenvolveram as demais curvas de sitio a partir de uma idade índice de maneira que abrangessem a amplitude dos dados.
22
3. MATERIAL E MÉTODOS
3.1. ÁREA DE ESTUDO
Para este estudo foram coletados dados de um povoamento não desbastado de P. caribaea de 215,47 ha da Fazenda São Paulo situada as margens da BR-364. A área está circunscrita a coordenada geográfica 57° 34” 13,772’ O e 14° 11” 39,125’ S, no município de Nova Marilândia, ao sudoeste mato-grossense (FIGURA 5).
FIGURA 5: LOCALIZAÇÃO DO PLANTIO DE P. caribaea var. caribaea NO MUNICÍPIO DE NOVA MARILÂNDIA EM MATO GROSSO (A); (B) LIMITES DO PLANTIO DE P. caribaea var. caribaea (ROSSI, 2015).
23
Segundo Alvares et al. (2013), a região apresenta altitude variável entre 300 e 400 m, temperatura média anual que varia entre 24 e 26°C, precipitação anual de 1600 e 1900 mm, característica essa de regiões com clima tropical sub úmido, denominado Aw de inverno seco, nos meses de abril a junho. Dados de série histórica de 1982 a 2015 da Agência Nacional de Águas (ANA) da estação pluviométrica de Diamantino, próxima a Nova Maringá registram valores semelhantes (FIGURA 6).
O solo é do tipo Argissolo vermelho amarelo distrófico típico, com textura médio-arenosa, de relevo suave-ondulado. Quanto ao uso, não são recomendáveis a agricultura devido a sua erodibilidade, então se recomenda o desenvolvimento de pastagem, reflorestamento e preservação da fauna e flora (EMBRAPA, 2006; IBGE, 2009; MATO GROSSO, 2009).
O plantio foi estabelecido no ano de 1980, a partir de mudas seminais, sob o espaçamento 3,0 x 3,0 m e densidade inicial de 1.111 árv/ha -1, em meio a plantios agrícolas de soja e de algodão.
FIGURA 6: PRECIPTAÇÂO PLUVIOMÉTRICA ANUAL DA ESTAÇÃO DEDIAMANTINO, MT NO PERÍODO DE 1982 A 2015.
Na mesma propriedade são desenvolvidas atividades agrícolas no entorno do plantio de P. caribaea que nunca foi submetido a nenhum
0 500 1000 1500 2000 2500 82 85 88 91 94 97 00 03 06 09 12 15 P re ci p ta çã o ( m m ) Anos
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tratamento silvicultural (FIGURA 7A). No interior do povoamento, desenvolveram-se gramíneas e ha regeneração de espécies do cerrado (FIGURA 7B).
FIGURA 7: A-POVOAMENTO DE P. caribaea; PRESENÇA DE GRAMÍNEAS; PLANTIO DE SOJA ADJACENTE; E B - REGENERAÇÃO DO CERRADO, NOVA MARILÂNDIA, MATO GROSSO.
A
25 3.2. COLETA DE DADOS
Foram mensurados o diâmetro a 1,30 m (DAP) de todos os indivíduos, e a altura total (H) das nove árvores mais grossas (dominantes) de acordo com a definição de Assmann (1970) com o hipsômetro Haglöf, de um total de 322 árvores em 31 parcelas de 900 m² (30 x 30 m) distribuídas aleatoriamente dentro do povoamento de pinus, totalizando 2,79 hectares amostrados.
Utilizando a metodologia de verificação da intensidade ideal de amostragem (n) sob os dados de Dap mensurados, fez-se os cálculos com as equações 4 a 10, utilizando um limite de erro de 10% e um nível de significância de 5%. ̅ ∑ ( ) (4) ∑ ( ̅) ( ) (5) √∑ ( ̅) ( ) (6) √ (7) ( ) ̅ (8) ( ) ̅ (9) ( ) ( ) (10)
Onde: ̅= media aritmética; xi= diâmetros; = variância; Sx = desvio
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“t” de Student; ( ) = erro amostral em %; = coeficiente de variação em percentagem; = intensidade ideal de amostragem.
Como a classe de dominância é um critério para selecionar indivíduos ao desbaste, foi realizada a classificação sociológica dos indivíduos inventariados de acordo com a metodologia de Hosokawa e Souza (1987) (TABELA 1), para serem abatidas árvores de todas as classes sociológicas de forma a representar o povoamento.
TABELA 1: CRITÉRIO DE CLASSE DE DOMINÂNCIA DE ACORDO COM HOSOKAWA E SOUZA (1987)
Classe Critério
Dominante (D) DAPi ≥ DᾹP+ 2(Sxn-1)
Co-dominante (CD) DᾹP+(Sxn-1) ≤ DAPi< DᾹP+2(Sxn-1)
Intermediária (I) DᾹP-2(Sxn-1) < DAPi < DᾹP+(Sxn-1)
Suprimida (S) DᾹP-2(Sxn-1) < DAPi ≤ DᾹP-(Sxn-1)
Oprimida (O) DAPi ≤ DĀP - 2(Sxn-1)
Em que: DAPi: diâmetro a 1,30 m; DᾹP: diâmetro a 1,30 m médio; Sx:
desvio padrão.
Usando esse critério foram derrubadas 60 árvores, sendo, 31 árvores cubadas, e o volume total observado (V) aos 35 anos foi estimado pelo método de Smalian que foi considerado como o real. Das outras 29 arvores, foram coletados discos ao longo do fuste, destinados ao processo de análise de tronco. As alturas relativas à cubagem e retirada de fatias foram 0,1 m, 0,7 m, 1,3 m e em seguida a cada metro até um diâmetro mínimo de quatro centímetros.
Os discos coletados foram secos a temperatura ambiente e posteriormente foram lixados para facilitar a visualização dos anéis de crescimento. Aqueles discos que apresentavam riscos ou defeitos devido ao corte com motosserra foram submetidos a novo lixamento e polimento manual.
27 3.3. ANÁLISE DE TRONCO
A análise de tronco obedeceu a metodologia tradicional descrita por Barusso (1977) (FIGURA 8).
FIGURA 8: MARCAÇÃO DOS RAIOS E ANEIS DE CRESCIMENTO EM FATIA DE P. caribaea. var caribaea NOVA MARILÂNDIA, MATO GROSSO.
Para obtenção da altura total a cada idade, utilizou-se o método do paralelismo que foi aplicado por Rosot et al. (2003) em uma floresta de Pinus taeda.
Por se tratar de um plantio seminal, nos estudos de crescimento e incremento em diâmetro a 1,30 m (Dap) em cm, altura total
28
(H) em m e volume total (V) em m³ foram desconsideradas as idades 1 e 2 anos devido à heterogeneidade do crescimento nestas idades.
3.4. NORMALIDADE DOS DADOS
Os dados foram submetidos a verificação da normalidade dos erros através do teste de Shapiro-Wilk (W) que é dado pela equação 11.
(∑ ( ))
∑ ( ̅) (11)
Onde: valores ordenados de amostras ( é o menor); constantes geradas a partir de média, variâncias e covariâncias da ordem estatística de uma amostra de tamanho n e uma distribuição normal, seu valor é tabelado; n = tamanho da amostra.
3.5. CORRELAÇÃO DE PEARSON
Para verificar o grau de relações entre as variáveis, os dados de Dap, H e V foram submetidos à Correlação de Pearson (formula 12).
√(∑( ∑( ̅) )(∑( ̅)( ̅) ̅) ) (12)
Onde: variável x; variável y; ̅ média da variável independente; ̅ média da variável dependente.
3.6. VOLUME
Foram testados quatorze modelos volume para P. caribaea. Nestas funções, as variáveis independentes foram o Dap (cm) e H (m) (TABELA 2)
29
Para o procedimento de ajuste foram utilizadas 60 árvores, provenientes da cubagem rigorosa e das árvores coletadas para ANATRO.
TABELA 2: MODELOS VOLUMÉTRICOS TESTADOS PARA P. caribaea., NOVA MARILÂNDIA, MATO GROSSO
N° Autor Modelo 1 Berkhout 2 Kopezky-Gehrardt 3 Spurr 4 Stoate ( ) 5 Husch ( ) 6 Spurr 2 ( ) 7 Schumacher-Hall ( ) ( ) 8 Prodan ( ) ( ) ( ) ( ) 9 Meyer ( ) ( ) 10 modificado Naslund ( ) ( ) 11 ( ) ( ) 12 Hohenadl-Krenn 13 ( ) ( ) ( ) 14 ( )
Sendo: V: volume; h= H: altura; d = Dap; : parâmetros dos modelos; ln:
logaritmo neperiano; e: erro aleatório
Nos modelos logarítmicos, ao realizar o antilogarítmico, as estimativas dos volumes apresentam discrepâncias logarítmicas, ou erros sistemáticos, que devem ser corrigidos através do fator de Meyer, em que, o volume estimado deve ser corrigido multiplicando-o ao fator de Meyer. Esse fator é obtido através da equação 13
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Em que; e: exponencial e Syx: erro padrão da estimativa.
As estimativas foram comparadas ao volume observado obtido pela metodologia de Smalian. Aquele que apresentou o maior coeficiente de determinação ajustado (R²aj.), o menor erro padrão das estimativas em porcentagem (Syx%) e a melhor distribuição dos erros percentuais, foi considerado o mais acurado.
3.7. CRESCIMENTO E PRODUÇÃO
Para a avaliação do crescimento em diâmetro (Dap), altura (H) e volume (V) das arvores foi utilizado nove modelos (TABELA 3)
TABELA 3: MODELOS DE CRESCIMENTO E PRODUÇÃO TESTADOS PARA P. caribaea, NOVA MARILÂNDIA, MATO GROSSO.
n Autor Modelos de Crescimento
1 Schumacher ( ) 2 Hoerl ( ) ( ) 3 Moissev ( ) ( ) ( ) 4 Prodan ( ) 5 Chapman Richards ( ( )) 6 Backman ( ) 7 Backman modificado ( ) 8 Gram ( ) 9 Mitscherlich ( ( ))
Em que: Y = variável dependente (Dap, H, V); t = tempo (idade); ln = logaritmo neperiano; βn = coeficiente de regressão.
31
Para o ajuste dos modelos de crescimento e produção foram considerados os dados de Anatro a partir dos três anos de idade. Os modelos não lineares foram ajustados utilizando o software R através do pacote nls.
Assim como, para volume, nos modelos logarítmicos, as estimativas passaram pela correção através do fator de Meyer e também aquele que apresentou o maior coeficiente de determinação ajustado (R²aj.), o menor erro padrão das estimativas em porcentagem (Syx%) e a melhor distribuição dos erros percentuais, foi considerado o mais acurado.
3.8. CLASSIFICAÇÃO DA PRODUTIVIDADE LOCAL
Para este estudo, a determinação da capacidade produtiva local de P. caribaea foi baseada na altura média das arvores dominantes, na idade-índice de 35 anos, a partir do método da curva guia (ASSMANN, 1970; SCHNEIDER, 1993; CAMPOS; LEITE, 2013).
Foram utilizados os dados de altura dominante da análise de tronco e inventario, entre as idades de 3 e 35 anos, optando por dados a partir dos 3 anos, devido a heterogeneidade das alturas nas idades iniciais.
Para classificação da produtividade local dos dados de P.
caribaea foi utilizado àquele modelo que melhor descreveu o crescimento
em altura total.
No método da curva guia, é necessária a identificação de uma idade índice, podendo esta ser escolhida de maneira aleatória, sendo, neste estudo utilizada a idade de 35 anos.
Foram determinados o número de classes de capacidade produtiva local que correspondem as classes de altura dominante encontradas na área de estudo.
32
3.9. CRITÈRIOS DE SELEÇÃO DE MODELOS
Os critérios de seleção dos modelos aplicados foram: i) o coeficiente de determinação ajustado (R2aj); ii) o erro-padrão das estimativas em percentagem (Syx%). Considerou-se tambem a distribuição gráfica dos residuos em porcentagem (Resíduo %), selecionando aquele modelo que apresentar menor variação dos residuos, sem tendenciosidades em superestimar ou subestimar os valores (TABELA 4).
TABELA 4: CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO DAS ESTIMATIVAS OBTIDASNOS MODELOS DE VOLUME E CRESCIMENTO E PRODUÇÃO
Em que: QMres= Quadrado médio residual; SQres= Somatória Quadrática dos resíduos; SQtotal= Somatório quadrático total; n= número de observações; p= número de coeficientes do modelo; Y= Variável observada; = Variável estimada.
Parâmetro Estatistico Fórmula
Coeficiente de Determinação Ajustado
Erro Padrão das estimativas √
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4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1. DESCRIÇÃO DOS DADOS E DO POVOAMENTO AOS 35 ANOS
As estatísticas obtidas, para verificação da intensidade ideal de amostragem através dos diâmetros mensurados estão dispostas na Tabela 5.
TABELA 5: ESTATÍSTICAS DE VERIFICAÇÃO DA INTENSIDADE IDEAL DE AMOSTRAGEM SOB OS DIÂMETROS DO POVOAMENTO DE P. caribaea var. caribaea, NOVA MARILÂNDIA, MATO GROSSO.
Estatística DAP ̅ 25,95 CV 15,56 S 5,10 Erro Padrão 0,91 E% 5,48 12,16
De acordo com a Tabela 5, as 31 parcelas mensuradas foram representativas do povoamento, pois, de acordo com os cálculos aplicados, seriam necessárias apenas 13 parcelas de 900 m²para cobrir toda a variabilidade dos diâmetros desse povoamento, ao nível de 5% de probabilidade e erro de 10%.
Quanto à normalidade dos dados, de acordo com teste de Shapiro Wilk, os dados de Dap, H e V tem distribuição normal com p-valor maior que 0,05 (nível de significância).
Os dados de Dap, H e V segundo a correlação de Pearson (r) ao longo dos 35 anos são altamente correlacionados. Para Dap e H, r igual a 0,89, para Dap e V, r é de 0,95 e para H e V r é de 0,85. Valores superiores a 0,7 demonstram alta correlação entre as variáveis.
34
De acordo com o critério estabelecido por Hosokawa e Souza (1987) os valores de referência para classificação sociológica estão apresentados na Tabela 6.
TABELA 6: VALORES DE REFERÊNCIAS PARA POSIÇÃO SOCIOLÓGICA DE P. caribaea var. caribaea NO SUDOESTE MATO-GROSSENSE
A distribuição dos indivíduos em classes de dominância (FIGURA 9) é considerada normal. A maioria dos indivíduos, 69,6% foram classificados como intermediários, e o restante se distribuiu nas classes codominantes, dominantes e suprimidos, não sendo observado nenhum indivíduo na classe oprimida, devendo este fato, a baixa densidade do povoamento, com 115 árvores.ha-1
FIGURA 9: DISTRIBUIÇÃO DOS INDIVÍDUOS P. caribaea var. caribaea EM CLASSES DE DOMINÂNCIA NO SUDOESTE DE MATO GROSSO.
Onde: O = oprimida; S = suprimida; I = intermediária; CD = codominante; D = dominante.
4.1. ANATRO
A análise de tronco foi utilizada para investigar o desenvolvimento passado das árvores de P. caribaea, desde o plantio até os 35 anos de idade, sendo obtido para cada árvore, o diâmetro a 1,30m
0 50 224 39 9 0 50 100 150 200 250 O S I CD D Nú m e ro d e i n d iv íd u o s Posição sociológica CLASSE DENSIDADE DᾹP (CM) Dominantes 9 44,935 Codominantes 39 39,728 Intermediárias 224 32,318 Suprimidas 50 27,187 Oprimidas 0 0
35
FIGURA 10: PERFIL LONGITUDINAL DA ÁRVORE MÉDIA DE P. caribaea var. caribaea, NOVA MARILÂNDIA, MATO GROSSO.
(Dap), a altura total (H) e o volume total (V) em cada idade, e construído o perfil longitudinal de cada uma das arvores e da arvore média (FIGURA 10). Raio (cm) Al tu ra (m )
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Na Figura 10 é possível visualizar que P. caribaea apresentou até os 12 anos um crescimento elevado, em média de 2 cm em diâmetro. A partir de então, este incremento diminuiu para cerca de 1 cm ao ano.
Os dados de ANATRO também permitiram descrever a média e o desvio padrão do Dap, H e o V ao longo dos 35 anos de P. caribaea (TABELA 7), que corroboram as informações visualizadas no perfil longitudinal da arvore média.
TABELA 7: VALORES MÉDIOS E RESPECTIVOS DESVIOS PADRÃO DE DIÂMETRO A 1,30M (Dap), ALTURA TOTAL (H) E VOLUME (V) DE P. caribaea var. caribaea ATÉ 35 ANOS, NOVA MARILÂNDIA, MATO GROSSO.
Idade (anos) Dap (cm) H (m) V (m³) Idade (anos) Dap (cm) H (m) V (m³) Idade (anos) Dap (cm) H (m) V (m³) 35 35,22 23,39 1,148 24 28,34 20,91 0,667 13 19,97 16,09 0,258 ±3,22 ±1,77 ±0,22 ±2,83 ±1,46 ±0,13 ±2,97 ±1,63 ±0,07 34 34,35 23,07 1,076 23 27,81 20,66 0,635 12 19,05 15,27 0,224 ±3,09 ±1,72 ±0,20 ±2,87 ±1,50 ±0,13 ±3,02 ±1,82 ±0,07 33 33,45 22,82 1,010 22 27,11 20,36 0,595 11 17,90 14,46 0,189 ±2,90 ±1,70 ±0,18 ±2,89 ±1,48 ±0,13 ±3,03 ±1,97 ±0,06 32 32,65 22,46 0,947 21 26,28 20,03 0,552 10 16,58 13,46 0,151 ±2,80 ±1,60 ±0,17 ±2,90 ±1,45 ±0,12 ±3,01 ±1,96 ±0,05 31 32,02 22,25 0,903 20 25,57 19,62 0,512 9 15,50 12,34 0,122 ±2,84 ±1,57 ±0,17 ±2,91 ±1,35 ±0,11 ±2,98 ±2,11 ±0,05 30 31,34 22,06 0,858 19 24,92 19,34 0,479 8 14,40 11,42 0,098 ±2,81 ±1,54 ±0,16 ±2,94 ±1,48 ±0,11 ±2,91 ±2,26 ±0,04 29 30,66 21,85 0,814 18 24,20 18,79 0,439 7 13,27 10,02 0,074 ±2,81 ±1,51 ±0,15 ±2,94 ±1,34 ±0,10 ±2,88 ±2,33 ±0,03 28 30,15 21,66 0,781 17 23,46 18,35 0,404 6 11,99 8,873 0,054 ±2,82 ±1,49 ±0,15 ±2,90 ±1,33 ±0,09 ±2,87 ±2,32 ±0,03 27 29,73 21,48 0,753 16 21,82 17,31 0,330 5 10,54 7,509 0,036 ±2,81 ±1,48 ±0,15 ±2,94 ±1,44 ±0,08 ±2,78 ±2,35 ±0,02 26 29,24 21,31 0,723 15 21,79 17,26 0,328 4 8,839 5,914 0,020 ±2,82 ±1,47 ±0,14 ±2,99 ±1,44 ±0,08 ±2,68 ±2,29 ±0,01 25 28,75 21,15 0,694 14 20,94 16,68 0,294 3 6,494 4,278 0,008 ±2,80 ±1,47 ±0,14 ±3,01 ±1,57 ±0,085 ±2,439 ±1,882 ±0,006
37
Silva (2005) fazendo a avaliação genética de um plantio de P.
caribaea em Selviria - MS, aos 14,3 anos, encontrou Dap médio entre
21,07 e 24,85 cm, altura média variando entre 18,35 e 19,95 m, e, volume médio por árvore entre 0,448 e 0,697 m³, tendo este povoamento valores médios bem superiores aos encontrados para P. caribaea deste estudo, principalmente quanto ao Dap.
Quintana et al. (2007) avaliando procedências de P. caribaea aos 5 anos em Cuba, descreveram Dap médio encontrado de 5,04 cm e altura média de 2,45 m. Francis (1989) em Cuba, encontrou em árvores com 4,8 anos altura média de 4,10 m, já em porto Rico, em árvores com 23 anos o autor obteve valores médios de 21,60 m de altura e 29,30 cm de Dap . P. caribaea cultivado no Mato Grosso nas idades de 5 e 4,8 anos apresentou médias bem superiores, porem, aos 23 anos somente o Dap médio foi superior ao encontrado por Francis (1989).
Trianoski (2012) avaliando a qualidade da madeira de diversas espécies de pinus tropicais, para P. caribaea aos 17 anos cultivados em Itararé-SP encontrou valores médios de Dap igual a 34,45 cm, altura média de 26,34 cm e volume médio igual a 1,167 m³. Valores estes superiores aos encontrados nesta pesquisa e também aos de Francis (1989), Silva (2005), Quintana et al (2007).
Elesbão e Schneider (2011) ao comparar plantios de Pinus
taeda desbastados e plantios não desbastados, aos 17 anos,
encontraram médias de Dap de 24,3 cm e H de 24 m para o povoamento não desbastado, médias estas, superiores ao plantio de P. caribaea, principalmente quanto a H, que é muito próxima da altura total aos 35 anos.
Moura e Drovak (2001), ao avaliarem o um plantio de P.
caribaea var. hondurensis de diferentes procedências aos 12 anos,
registram um volume médio individual de 0,23 m³.arv-1 no Distrito Federal, ainda que superior ao volume médio encontrado para P. caribaea, em se tratando de pinus tropicais, e considerando o desvio padrão, o volume
38
médio de P. caribaea é muito próximo ao de P. caribaea var. hondurensis na mesma idade.
Bertoloti et al.(1983) ao estudar métodos de desbastes em P.
caribaea var. hondurensis até os 14 anos de idade, concluiu que devido à
estagnação do crescimento em diâmetro da arvores entre os 11e 12 anos, o primeiro desbaste pode ser aplicado nestas idades.
Schneider et al. (1999) estudando efeitos da desrama em Pinus
elliottii Engelm. no Rio Grande do Sul aos 11 anos de idade observaram
incrementos médios de 23,95 m³ha-1 ano nos plantios não desbastados, valor este superior ao incremento médio (17,74 m³ ha-1 ano) de P.
caribaea na mesma idade.
Kageyama e Caser (1982) estudando a adaptação de espécies de pinus no nordeste brasileiro encontraram para P. caribaea aos 7 anos, incremento de 23 m³ ha-1 ano.
Silva (2005) avaliando um plantio de P. caribaea em Selviria-MS, registrou que o incremento médio anual foi de 1,34 cm para Dap e 0,80 m para H aos 15,3 anos um ano após a realização de desbaste, porem, após 2 anos, este incremento caiu para 1,02 cm para Dap e 0,50 m para altura total, incremento este, que se assemelha ao de P. caribaea na região sudoeste de Mato Grosso.
P. caribaea em média a partir dos 10 anos de idade,
apresentou declínio de incremento em diâmetro, e a partir dos 16 anos houve declínio em incremento de altura, podendo-se inferir que a sugestão de desbaste dada por Bertoloti et al. (1983), poderia ter sido aplicada a este povoamento entre as idades sugeridas de 11 e 12 anos.
Ainda que os valores médios de diâmetro e altura demonstrem diminuição de incremento aos 10 e 16 anos, respectivamente, quando avaliamos o incremento corrente anual de volume em m³.ha-1, notamos que P. caribaea, apresentou aos 12, 23, 27 e 31 anos, aumento da produtividade (FIGURA 11).
39
FIGURA 11: CURVAS DE INCREMENTO MÉDIO ANUAL (IMA) E INCREMENTO CORRENTE ANUAL (ICA) EM VOLUME (m³.ha1) DE P. caribaea var. caribaea NO SUDOESTE DE MATO GROSSO
Este aumento da produtividade pode ser justificado pela abertura de espaço por mortalidade natural de indivíduos, abate de algumas arvores para pequenas construções da propriedade e a ocorrência de fogo acidental, ou ainda, pela baixa densidade arvores, 115 árv.ha-1 A falta de registros históricos sobre estes acontecimentos impedem a certeza dos anos de ocorrência destes fatos.
4.2. VOLUME
Na Tabela 8 são apresentados os coeficientes e as estatísticas de precisão das quatorze equações ajustadas para a estimativa do volume para P. caribaea.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 V ( m ³.h a -1) t (anos) IMA ICA
40
TABELA 8: COEFICIENTES DE REGRESSÃO, COEFICIENTE DE DETERMINAÇÃO AJUSTADO (R²aj.) E ERRO PADRÃO DA ESTIMATIVA EM PERCENTAGEM (Syx %) DAS EQUAÇÕES DE VOLUME AJUSTADAS PARA P. caribaea var. caribaea NA REGIÃO SUDOESTE, MT.
n° R2aj Syx% 1 -0,3800 0,0371 0,8985 22,805 2 -0,0607 0,0008 0,9555 15,097 3 0,0161 3,7385 0,9814 9,754 4 -0,0161 -5,4415 0,0003 0,0033 0,9822 9,531 5 -9,3383 2,6604 0,9618 18,884 6 -9,7922 0,9616 0,9909 9,956 7 -9,8168 1,8674 1,0308 0,9938 9,745 8 -9,8168 0,00002 0,9337 0,0001 0,5154 0,9937 9,745 9 0,0061 0,0034 -0,0002 0,0003 3,5705 -0,0049 0,9826 9,435 10 0,0034 0,00014 0,0001 2,1565 -0,0001 0,9827 9,406 11 -0,2962 0,0015 1,2790 0,9665 13,087 12 0,0008 -0,00659 0,0010 0,9567 14,888 13 -0,0573 0,0006 0,2513 8,8748 0,9784 10,521 14 -0,1348 0,0013 0,9524 15,607
De acordo com os dados apresentados na Tabela 8, a maioria das equações foram acuradas nas estimativas de volume quanto a R²aj.
A equação de Schumacher-Hall (7) foi a que estimou com maior acurácia o volume de P. caribaea, com R²aj. de 0,9938 e Syx% de 9,745% e a equação de Prodan (8) apresentou resultados muito semelhantes de R²aj. (0,9937) e Syx% (9,745 %).
Elesbão (2008), Morais Neto (2009), Kohler et al (2012), Melo et al (2013), Martins et al (2015), também consideraram o modelo de Schumacher-Hall quanto aos critérios estatísticos de R²aj. e Syx%, com valores respectivos, superior a 0,9 e inferior a 10 %, acurado nas estimativas de volume de diferentes espécies de pinus em diferentes idades e localidades.
Môra et al. (2014) ao testarem modelos para estimativas volumétricas para P. taeda cultivados no Paraná, sob diferentes sistemas integrados de modelos volumétricos e de afilamento, também consideraram o modelo de Schumacher-Hall o mais preciso.
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Melo et al. (2013), trabalharam com diversos modelos de estimativas volumétricas para um povoamento de P. caribaea var.
hondurensis aos 10 anos de idade na Bahia e consideraram o modelo de
Stoate como o mais acurado, seguido pelo modelo de Schumacher-Hall com R²aj. de 0,971 e Syx% de 18%, superior e inferior, respectivamente, as estatísticas obtidas para P. caribaea.
Draper e Smith (1966) afirmaram que nenhuma equação de estimativa deve ser usada antes da análise gráfica dos resíduos, mesmo que os índices de ajuste e precisão, R²aj. e Syx%, sejam satisfatórios.
Todos os modelos apresentaram tendenciosidades de estimativa de volume total nas idades iniciais (APÊNDICES-FIGURAS 18 e 19).
A equação de Schumacher-Hall também apresentou tendenciosidades na estimativa de volume nas idades iniciais, porem, foi o que apresentou menor dispersão dos erros ao longo dos anos.
As equações de Berkhout, Kopezky-Gehrardt, (TABELA 8; Eq. 11 e 14), apresentaram os piores R²aj. e Syx% dos testes, e também maior heterogeneidade na distribuição dos erros percentuais até os 20 anos, com sub e superestimativas dos volumes em 100%.
4.3. CRESCIMENTO E PRODUÇÃO
Os coeficientes de regressão e estatísticas de ajuste e precisão dos modelos utilizados nas estimativas de Dap, H e V para P. caribaea encontram-se na Tabela 9.
Com base nas estatísticas de ajuste e precisão das equações obtidas não foi possível à determinação de um único modelo para estimar Dap, H e V de P. caribaea, sendo, escolhido aquele que apresentou distribuição de resíduos mais homogêneos e menores tendenciosidades.
A distribuição gráfica dos erros percentuais do ajuste de cada equação para as variáveis de Dap, H e V estão apresentadas nas Figuras 20, 21 e 22 (APÊNDICES).
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TABELA 9: COEFICIENTES DE REGRESSÃO, COEFICIENTE DE DETERMINAÇÃO AJUSTADO (R²aj.) E ERRO PADRÃO DA ESTIMATIVA EM PERCENTAGEM (Syx %) DAS EQUAÇÕES DECRESCIMENTO E PRODUÇÃO em Dap, V e H, AJUSTADOS PARA P. caribaea var. caribaea NA REGIÃO SUDOESTE, MT.
Dap
Autor β0 β1 β2 β3 R2aj. Syx%
Schumacher 3,5948 -6,9558 0,9762 16,5258 Hoerl 1,9878 -2,8035 0,4581 0,9848 13,2193 Moissev 3,1094 -2,5522 0,1391 -0,0132 0,8912 35,3553 Prodan 1,6179 0,1211 -0,002 0,9782 15,8337 Chapman Richards 31,6399 0,044 1,8 0,9757 22,0544 Backman 0,2296 1,4059 -0,1349 0,9844 13,376 Backman modificado 1,4059 -0,1349 0,8922 25,1819 Gram 0,6283 0,9951 -0,0186 0,9839 13,5766 Mitscherlich 40,29 0,0511 0,9706 13,5772 H
Autor β0 β1 β2 β3 R2aj. Syx%
Schumacher 3,2589 -5,786 0,9901 10,3901 Hoerl 2,456 -3,7113 0,2289 0,9912 9,8191 Moissev 3,3902 -9,0011 12,9666 -8,2714 0,9914 9,7157 Prodan 1,5373 0,1154 -0,0021 0,9857 12,5021 Chapman Richards 20,9991 0,0936 1,39 0,9847 12,9477 Backman 0,0303 1,5691 -0,1956 0,9913 9,7403 Backman modificado 1,5691 -0,1956 0,9907 10,0739 Gram 0,5554 1,0105 -0,0295 0,9909 9,9686 Mitscherlich 26,511 0,062 0,9891 10,9121 V
Autor β0 β1 β2 β3 R2aj. Syx%
Schumacher 0,9967 -19,6976 0,9064 38,7823 Hoerl -3,0203 -9,3182 1,1449 0,9418 30,5583 Moissev 0,9754 -38,7467 116,6218 -162,838 0,9648 23,7864 Prodan -4,6788 0,3575 -0,00598 0,8699 45,7244 Chapman Richards 2,899 0,0558 2,519 0,9313 33,2021 Backman -8,9623 4,3809 -0,4653 0,9387 31,3509 Backman modificado 4,3809 -0,4653 0,7634 47,9819 Gram -7,6399 3,0006 -0,0666 0.9332 32,8057 Mitscherlich 2,8021 0,029 0,8777 44,3039
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A equação de Hoerl obteve R²aj. igual a 0,9848 e o Syx% de 13,2193, foi a mais acurada nas estimativas de Dap para P. caribaea, seguida pelas equações de Backman, Gram, Prodan, Schumacher, Chapman Richards, Mitscherlich, Backman mod. e Moissev.
Todas as equações apresentaram valores superiores a 10% para Syx% que se refletem nos gráficos de distribuição dos resíduos percentuais, e tendenciosidades de estimativas de Dap (APÊNDICES-FIGURA 20).
A equação de Hoerl apresentou resíduos dispersos à linha central principalmente nas idades iniciais, assim como, Backman e Gram. As equações de Prodan e Chapman Richards apresentaram tendenciosidades em sub e superestimar Dap tanto nas idades iniciais como nas finais. Mitscherlich superestimou o Dap em todas as idades. Para a equação de Backman modificado, observou-se na distribuição dos resíduos a ocorrência de subestimativa em todas as idades avaliadas de
P. caribaea.
Com o ajuste da equação de Hoerl foram construídas as curvas de incremento corrente anual e incremento médio anual do Dap de P.
caribaea em cm. (FIGURA 12). O máximo incremento médio anual em
diâmetro ocorreu aos 6 anos, quando a curva do IMA interceptou a curva do ICA.
Elesbão (2008) também testou o modelo de Hoerl para estimativas de crescimento de Pinus taeda, porém, não foi considerado o mais preciso nas estimativas de Dap, obtendo R²aj. de 0,93, inferior ao ajuste do mesmo modelo para diâmetros de P. caribaea.
Eleotério et al. (2012) também consideraram o modelo de Hoerl o mais ajustado para estimar Dap, obtendo R²aj. igual a 0,984 e Syx% de 4,81, um ótimo ajuste se comparado ao ajuste do mesmo para
P. caribaea.
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FIGURA 12: INCREMENTOS CORRENTE E MÉDIO ANUAL DE DAP PARA P. caribaea ESTIMADO PELA EQUAÇÃO DE HOERL ATÉ 35 ANOS, NOVA MARILÂNDIA, MATO GROSSO.
De acordo com Campos e Leite (2013), quando nas curvas de ICA e IMA verifica-se uma intersecção em determinado ano, este pode ser utilizado como referência para aplicação de desbaste.
Analisando as curvas de incremento de P. caribaea o ponto máximo de incremento em Dap ocorreu aos 6 anos.
Sarria et al. (2012) e Suaréz et al. (2011) ao avaliarem o crescimento em diâmetro em plantios de P. caribaea encontraram o ponto de intersecção entre as curvas de IMA e ICA entre 6 e 7 anos, igual ao encontrado nesta pesquisa, com incremento de 1,73 cm.
Para altura, todos os modelos testados para apresentaram R²aj. superiores a 0,9 e Syx% baixos, valores estes que referem-se a acurácia e precisão de estimativa com poucos erros (TABELA 9).
Considerando somente os valores de R²aj. e Syx% a equação de Moissev, foi a mais acurada para estimativa dessa variável. Porém, ao realizar a análise gráfica dos resíduos de cada modelo, verifica-se a existência de tendenciosidades na estimativa das alturas nas idades iniciais e finais, o que diminui o grau de acurácia desta equação. As
0 0,5 1 1,5 2 2,5 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 In cr e m e n to Da p ( cm ) t (anos) ICA IMA Máximo
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outras equações consideradas mais acuradas nas estimativas de altura de P. caribaea foram as de Backman, o de Hoerl, como para Dap (APÊNDICES – FIGURA 21).
Verifica-se que, todas as equações apresentaram tendenciosidades para a estimativa de altura total para P. caribaea nas idades iniciais, e isso ocorre devido a alta variabilidade das alturas da arvores, especialmente em povoamentos seminais.
Nas demais idades, as equações de Hoerl, Moissev e Prodan apresentaram algumas tendenciosidades em subestimar e superestimar as alturas, principalmente após os 25 anos, diferentemente da equação de Schumacher.
No estudo de Nascimento et al. (2015), entre as diversas equações testadas, as equações de Schumacher e Prodan também foram testadas para estimativas de altura em povoamentos de Pinus taeda e
Pinus eliotti até os 34 anos, diferentemente deste estudo a equação de
Schumacher obteve R²aj. de 0,70, e a equação de Prodan obteve R²aj. 0,99, superior ao estimado para P. caribaea.
Já Floriano et al. (2006) ao estudarem o crescimento em altura de povoamentos desbastados de Pinus elliottii plantados em 1985, consideraram a equação de Chapman Richards a mais acurada nas estimativas de alturas de Pinus elliottii com R²aj. de 0,87, inferior ao obtido para o povoamento de P. caribaea, pelo ajuste com o mesmo modelo.
Eleotério et al. (2012), utilizando a equação de Moissev obtiveram R²aj. igual a 0,966 e Syx% de 1,07, um ótimo ajuste se comparado ao ajuste para P. caribaea, principalmente quanto a Syx%
Tonini et al. (2001) também tiveram problemas nas estimativas para P. elliottii para idades iniciais inferiores a 8 anos, e justificaram este problema ao período de adaptação das plantas as condições edafoclimáticas do local de implantação.
A partir da equação de Moissev foram geradas as curvas de incrementos, médio e corrente anual de Dap em cm para P. caribaea (FIGURA 13).
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Sarria et al. (2011) e Sarria et al. (2012), ao estudarem o crescimento em altura de plantios de P. caribaea situados em Viñales e La Palma, Cuba, encontraram incremento médio anual de 1 m. ano-1 e intersecção das curvas de IMA e ICA nas idades de 5,5 e 10,6 anos, respectivamente. O plantio de Viñales tem resultado semelhante ao encontrado para P. caribaea em Mato Grosso, que obteve incremento máximo em altura (m) aos 5 anos.
FIGURA 13: INCREMENTOS CORRENTE E MÉDIO ANUAL EM ALTURA DE P. caribaea ESTIMADO PELA EQUAÇÃO DE MOISSEV ATÉ 35 ANOS, NOVA MARILÂNDIA, MATO GROSSO.
Para volume, assim como para altura, a equação de Moissev foi a mais acurada, com R²aj. igual a 0,9648 e Syx % igual a 23,78. Todos os modelos apresentaram Syx % superior a 20% (TABELA 9).
Todas as equações apresentaram tendenciosidades nas estimativas de volume ao longo dos 35 anos, principalmente nas idades iniciais (APÊNDICES – FIGURA 22)
A equação de Backman modificado foi a que apresentou as piores estimativas de volume, superestimando os volumes nas idades iniciais e, subestimando nas idades finais
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 In cr e m e n to H ( m ) t (anos) IMA ICA máximo
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A equação de Moissev apresentou resíduos dispersos a linha central nas idades iniciais, porem, ao longo dos 35 anos, a mesma apresentou distribuição mais homogênea e agrupada, o que evidência maior acurácia.
O incremento máximo em volume estimado pelo modelo de Moissev ocorreu aos 32 anos (FIGURA 14), o que pode indicar a idade de rotação da espécie no Mato Grosso, bem diferente do período encontrado por Sarria et al. (2013) aos 11 anos para um plantio de P. caribaea em Viñales, Cuba, com 7,23 m³.ha-1.ano de incremento.
FIGURA 14: INCREMENTOS CORRENTE E MÉDIO ANUAL EM VOLUME DE P. caribaea var. caribaea ESTIMADO PELA EQUAÇÃO DE MOISSEV ATÉ 35 ANOS, NOVA MARILÂNDIA, MATO GROSSO.
O incremento máximo em volume estimado pelo modelo de Moissev ocorreu aos 32 anos, o que pode indicar a idade de rotação da espécie no Mato Grosso, bem diferente do período encontrado por Sarria et al. (2013) aos 11 anos para um plantio de P. caribaea em Viñales, Cuba, com 7,23 m³.ha-1.ano de incremento.
Medel et al. (2011), avaliando P. caribaea em Cuba, indicaram como idade de rotação o período entre 30 e 35 anos, corroborando a
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 In cr e m e n to V ( m ³.h a -¹.a n o ) t (anos) ICA IMA máximo
