Geotecnologia aplicada à silvicultura de precisão e aos modelos ecofisiológicos

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Geotecnologia aplicada à silvicultura de

precisão e aos modelos ecofisiológicos

Clayton Alcarde Alvares

José Leonardo de Moraes Gonçalves

II Encontro Brasileiro de Silvicultura

11 e 12 de abril de 2011

1 _{Doutorando LCF/ESALQ/USP, Pesquisador do Instituto de Pesquisas}

e Estudos Florestais (IPEF) <clayton@ipef.br>

2 _{Professor Titular Departamento de Ciências Florestais da}

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Objetivos da modelagem ecofisiológica

- Elaborar e organizar um modelo espacial de produtividade florestal - Estabelecer e adicionar vínculos edáficos ao modelo original 3-PG - Calibrar e validar o modelo ecofisiológico para Capão Bonito

- Construir um mapa de qualidade de sítio florestal

- Elaborar uma ferramenta de apoio ao planejamento, silvicultura e manejo florestal

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AgriSilvicultura de precisão “tradicional”

- Aplicação operacionais

- preparo do solo

- adubação de base

- plantio mecanizado

- aplicação de herbicida

- aplicação de formicida

- colheita

- Gerar informações georreferenciadas durante as operações

- Uso no controle e monitoramento de rendimento das operações

- Tomada de decisão para procedimentos de rotina

- Aplicações em pesquisa

- Mapeamento da produtividade

- Mapeamento da fertilidade do solo

- Relações e interpretações lineares de causa-efeito

>>> Incluir os dados em modelos ecofisiológicos (simulação de

cenários)

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Modelagem cartográfica 3PGIS

Physiological Processes Predicting Growth in Geographical Information System

Apresenta dimensão temporal e espacial

Foi programado em linguagem computacional do tipo VBA (Visual Basic for Applications), associado ao ArcGIS 9.2 (ESRI, 2006)

O Distrito Florestal de Capão Bonito foi dividido e organizado em células (grid) quadradas com lado de 100 m

quadradas com lado de 100 m

Criação e associação de um ponto localizado no centro geométrico do polígono (ponto centróide). É a feição cartográfica que carrega todos os dados pertinentes a esse local indiviso, dentro ou fora do modelo

Além das coordenadas UTM do ponto centróide, foi estabelecido um sistema destinatário alfanumérico para as células. As colunas (eixo x) apresentam índice alfabético seqüencial e as linhas (eixo y) são representadas por série ordinal

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Modelo 3-PG Rad. global Rad. líquida Insolação Temperatura Geadas UR Modificado de Sands (2001) CAD Textura e MOS Parcelas - amostragem PPT

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Estrutura do modelo em Capão Bonito ( ) 8 10 0,4 2 E ha AMM = ∗ Embrapa (1985) Conceito de área mínima mapeável Escala de publicação 1:15.000

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Capão Bonito, sul do estado de São Paulo (Fibria)

Estudo de caso

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Material genético: C219H – plantio 2.000 – arranjo 3 x 3 Parcelas amostradas

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CXbd1 PVAd1 LVd1 LVd2 LVd3 PVd3

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Análise geoestatística dos dados de solos

Mapa identificando a distribuição da coleção de perfis e tradagens, a quantidade de registro de pontos e o tipo de solo ao longo do Distrito Florestal de Capão Bonito.

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Esquema ilustrativo da avaliação dendrométrica e nutricional.

N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cu, Zn, Mn

e Fe

Inventário florestal (mensuração dos diâmetros) na parcela selecionada.

Seleção da árvore média e derrubada com motosserra.

Mensuração da biomassa (lenho, casca, galho e folha) das árvores com balança digital.

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Cinco estações meteorológicas de superfície Três estações meteorológicas convencionais Estação meteorológica automática (viveiro)

Levantamento de dados climáticos

Estação meteorológica automática (CIIAGRO/IAC)

Dados diários foram organizados e compilados em médias ou totais mensais para o período de janeiro de 2002 a dezembro de

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Temperatura

y = temperatura média mensal máxima ou mínima (o_{C); x =}_altitude_{do local (m);}

x₂= latitudeem minutos (valores positivos);

a, b e c são os coeficientes do modelo.

Constante (a) Coeficiente angular da altitude (b)

Coeficiente angular da latitude (c)

Mês Tmax Tmin Tmax Tmin Tmax Tmin

Janeiro 38,47 26,82 -0,0075 -0,0058 -0,0030 -0,0035 Fevereiro 38,65 26,37 -0,0079 -0,0058 -0,0029 -0,0030 Março 41,30 27,29 -0,0077 -0,0059 -0,0052 -0,0042 Abril 47,63 26,42 -0,0075 -0,0057 -0,0112 -0,0056 Abril 47,63 26,42 -0,0075 -0,0057 -0,0112 -0,0056 Maio 48,76 24,88 -0,0070 -0,0058 -0,0137 -0,0064 Junho 49,81 26,19 -0,0068 -0,0059 -0,0154 -0,0084 Julho 51,51 26,05 -0,0070 -0,0057 -0,0164 -0,0088 Agosto 59,57 30,24 -0,0076 -0,0061 -0,0205 -0,0107 Setembro 63,40 33,93 -0,0067 -0,0062 -0,0230 -0,0119 Outubro 57,36 35,32 -0,0073 -0,0057 -0,0179 -0,0119 Novembro 48,68 32,21 -0,0078 -0,0058 -0,0109 -0,0089 Dezembro 43,83 29,21 -0,0077 -0,0059 -0,0074 -0,0057

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Geada

(Austrália)

Região de Manduri Sentelhas et al. (1995) A temperatura mínima do ar no abrigo

meteorológico é importante no levantamento de geadas (Camargo et al., 1993).

No entanto, é a temperatura mínima observada sobre a relva, na noite da geada, que dará a noção exata do nível de dano ocorrido (Bootsma, 1976). Temperatura do ar no abrigo meteorológico Temperatur a da relva ∆t Tar > Trelva

Estação meteorológica Santa Inês

< 3,5 o_{C no abrigo}

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RESULTADOS

Radiação, temperatura, UR, geada

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Estimativa da Radiação Solar

Inovação Relevo ignorado pelas aplicações

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Estimativa da temperatura máxima e mínima Observado Altitude Latitude Latitude Longitude

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Estimativa de geadas

Relação entre a temperatura média mínima mensal e a ocorrência de dias com geadas no mês para o Distrito Florestal de Capão Bonito (Estações

meteorológicas de Boa Esperança, Santa Inês, Santa Fé e de Capão Bonito/CIIAGRO/IAC).

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Estimativa da umidade relativa

Observado Altitude

Histórico dos valores médios mensais observados de umidade relativa nas estações meteorológicas de Boa Esperança, Santa Inês e Santa Fé do Distrito Florestal de Capão Bonito.

Latitude Longitude

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Estimativa da precipitação

Interpolação

tendência

Histórico dos valores totais mensais observados de precipitação nas estações meteorológicas de Boa Esperança, Santa Inês e Santa Fé do Distrito Florestal de

Capão Bonito.

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Geoestatística

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Geoestatística

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Estimativa de água no solo

Influência do teor de argila na retenção de água no solo na condição de Capacidade de Campo (C.C.) (a) e no Ponto de Murcha Permanente (P.M.P.) (b) em solos do Distrito Florestal de

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Intervalo CAD Solos Capão Bonito

Interpretação e uso para o manejo

Classes de CAD Oliveira e Paula (1988)

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Parâmetro densidade da madeira

> Fração textura fina > Fertilidade

> CAD

> Crescimento

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Parâmetro máxima biomassa de fuste

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Parâmetro fração casca + galho Compartimento Textura do solo Coeficiente Estatística a b c R2 _N Lenho Total 0,03240 1,52626 1,40378 0,84 60 Arenosa 0,00843 1,23673 2,05694 0,83 24 Media 0,05771 1,31879 1,40921 0,82 21 Argilosa 0,16194 1,92885 0,57793 0,70 15 Total 0,02144 1,32384 1,11834 0,66 60 Arenosa 0,12131 1,66058 0,30347 0,67 24

Bi = biomassa do compartimento i da árvore (kg árvore-1_{); DAP = diâmetro}

à altura do peito (cm); H = altura total (m); a, b e c são os coeficientes do modelo. Casca Arenosa 0,12131 1,66058 0,30347 0,67 24 Media 0,02113 0,50624 1,82820 0,59 21 Argilosa 0,30706 1,46118 0,22121 0,46 15 Galho Total 0,00053 1,76397 1,62607 0,84 60 Arenosa 0,00009 1,45894 2,41500 0,83 24 Media 0,00107 1,50720 1,63863 0,83 21 Argilosa 0,00427 2,18097 0,64714 0,70 15 Folha Total 0,00043 1,67485 1,55038 0,84 60 Arenosa 0,00009 1,38506 2,27772 0,83 24 Media 0,00080 1,43777 1,56814 0,82 21 Argilosa 0,00302 2,08080 0,62197 0,69 15

Coeficientes e estatística dos modelos de regressão para determinação da biomassa dos compartimentos do material genético C219H, segundo

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Biomassa inicial do modelo Mapas de biomassa - Lenho - Casca - Galho - Folha

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Produtividade do Distrito Florestal de Capão Bonito

ICA janeiro = (Vol_jan – Vol_dez)/(1/12) ICA junho = (Vol_jun – Vol_mai)/(1/12)

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Simulados x observado

AGROMETEOROLOGIA E MODELAGEM DA PRODUTIVIDADE DO EUCALIPTO (Alvares & Gonçalves, 2009)

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Rumos e expectativas

- Calibrar e aplicar a metodologia para outros materiais genéticos;

- Incluir conceitos ecológicos ao modelo, como a produção de água nas microbacias de Capão Bonito e o potencial de subtração de C da atmosfera; - Estruturar recursos humanos e tecnológicos;

- Utilizar o trabalho para apoiar as etapas de planejamento, silvicultura e manejo garantindo a competitividade, a lucratividade e a sustentabilidade das empresas florestais.

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Recente convênio

Instituto de Pesquisas e Estudos Florestais (IPEF, www.ipef.br)

Forest Productivity Cooperative (FPC, USA, www.forestproductivitycoop.org)

Inicia-se no Brasil, ainda em 2011, o projeto de modelagem e mapeamento da produtividade do Eucalyptus no Brasil, e determinação dos seus fatores limitantes (clima e solos).

3-PG Brazil

Supervisão: José Luiz Stape

no Brasil, e determinação dos seus fatores limitantes (clima e solos).

Base de dados (principais)

“Brasil Eucalyptus Produtividade Potencial (BEPP)” (www.ipef.br/bepp) “Programa Parcelas Gêmeas de Inventário (PPGI)” (www.ipef.br/ppgi)

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Geotecnologia aplicada à silvicultura de precisão e aos modelos ecofisiológicos