16679 Comparação de Modelos Matemáticos para Estimativa de Fixação de Carbono da Vegetação do Cerrado em Itahum MS.

(1)

Cadernos de Agroecologia – ISSN 2236-7934 – Vol 9, No. 4, Nov 2014

1 16679 Comparação de Modelos Matemáticos para Estimativa de Fixação de Carbono da

Vegetação do Cerrado em Itahum – MS.

Comparison of mathematical models to estimate carbon fixation of vegetation in the savanna Itahum – MS

RIBEIRO, Izabelli dos Santos1_{; ALFREDO, Tamaeh Monteiro}1_;_COELHO_,_{Dioelen Virgínia} Borges Souza de Aquino1_;_{NASCIMENTO, Daniely Aparecida Sotolani}1_;_{SILVA, Suelen} Guevara da1_{; Zefa Valdivina}1_{. ALVES JUNIOR, Valter Vieira}1_.

1_{Universidade Federal da Grande Dourados, Dourados, MS, iza-bio@hotmail.com}_; tamaehmonteiro@hotmail.com; dioaquinocoelho@gmail.com; danysotolani@hotmail.com; suellem.guevara@hotmail.com1_{; zefapereira@ufgd.edu.br}1_{; valter@ufgd.edu.br}1_.

Resumo: Estudos relacionando o fluxo e o consumo de carbono/indivíduos arbóreos estão cada vez mais difundidos. É uma avaliação, cujos resultados são amplamente influenciados por atividades antrópicas que elevam os níveis de gases tóxicos. A fixação do carbono representado pelo aumento da biomassa está relacionada com o ciclo de crescimento da planta. Objetivou-se a partir de dados alométricos, comparar os resultados de modelos matemáticos diferentes utilizados para aferir a quantidade de carbono fixado por indivíduos arbóreos, em fragmento de Cerrado, no Assentamento Lagoa Grande, Distrito de Ithaum, Município de Dourados-MS. Foram considerados: o diâmetro (acima de 10cm) no nível do solo e a altura como base de calculo. Amostrou-se1110 indivíduos, divididos em 15 grupos. O resultado obtido utilizando-se a fórmula “A”, foi de 2,73 quilos/indivíduo e pela fórmula “B”, 0,59 quilos/indivíduo. De acordo com esses valores, considera-se a fórmula “A”, mais eficiente para a proposta.

Palavras-chave: Fluxo de carbono; Estoque de carbono; Fórmula de Higuchi.

Abstract: Studies relating the flow and consumption of carbon/tree individuals are increasingly widespread. It is an assessment, whose results are largely influenced by human activities that increase the levels of toxic gases. The fixation of carbon represented by biomass increase is related to the growth cycle of the plant. The objective from Allometric data, compare the results of different mathematical models used to measure the amount of carbon fixed by individual trees in Cerrado fragment in, Assentamento Lagoa Grande, Ithaum District, City of Dourados-MS. Were considered: the diameter (up to 10cm) at ground level and height as the basis of calculation. Sampled 1110 individuals divided into 15 groups. The result obtained using the formula "A" was 2.73 kg / individual, and by the formula "B", 0.59 kg / individual. According to these values, it is considered formula "A" for more efficient motion.

(2)

2 Introdução

O estudo sobre os estoques de carbono vem despertando cada vez mais a atenção de pesquisadores, devido às constatações e divulgações sobre a influência das atividades humanas na elevação das concentrações atmosféricas dos principais gases do efeito estufa (IPCC, 2007). A partir desta afirmação é possível observar o aumento destes gases, que são principalmente o dióxido de carbono, o metano e o óxido nitroso. Em geral este aumento decorre de atividades antrópicas, queima de combustíveis fósseis (petróleo, carvão mineral e gás natural) e a destruição e queima das florestas (FERNANDES et al, 2007), provocando o aumento da temperatura na Terra, resultando no aquecimento global. Porém, estes gases ao mesmo tempo são essenciais para a vida no planeta, uma vez que o protegem dos raios solares, ainda mantêm a temperatura estável (HIGUCHI et al, 2004).

A fixação de carbono ocorre em cada ciclo de crescimento da vegetação florestal, provocando o aumento de biomassa. A biomassa é constituída por matéria seca vegetal e formada especialmente por cadeias carbônicas, além de nutrientes minerais. Devido a necessidade de se reduzirem os danos provocados pelo efeito estufa, existe um grande interesse em quantificar a biomassa que é convertida, principalmente em dióxido de carbono (FEARNSIDE, 2003). Vários métodos têm sido desenvolvidos para estimar o carbono fixado, entre eles os métodos “indiretos” não destrutivos, que são empregados gerando dados obtidos por meio de equações alométricas, que estimam a biomassa em função de variáveis independentes como o diâmetro da altura do peito (DAP) e a altura da planta. Este trabalho teve como objetivo estimar o estoque de carbono sequestrado pela vegetação do Cerrado em Itahum, município de Dourados-MS, e comparar os resultados de duas fórmulas distintas de estimativa de carbono fixado.

Metodologia

O estudo foi realizado em um fragmento de Cerrado localizado, no loteamento S 21° 59’ 41,8” e W 55° 19’ 24,9”, no Assentamento Lagoa Grande, Distrito de Ithaum, Município de Dourados-MS, a 429m de altitude. O fragmento apresenta vegetação de Cerrado sensu stricto, conforme a classificação de Ribeiro & Walter (1998), com uma área de cerca de 15 ha. O clima da região é mesotérmico úmido (Cwa), (FIETZ & FISCH, 2008). A vegetação predominante é de Cerrado e Campo Cerrado, sendo que parte dela está sob Tensão Ecológica com contato Savana-Floresta Estacional. Foram alocadas parcelas aleatórias conforme Brena & Péllico Netto (1997) e a metodologia proposta por Felfili & Silva Júnior (1988; 1992; 2001), em uma área de 5200m2_{, subdivididos em 13 parcelas de 20 x 20m. Os indivíduos arbóreos} amostrados que apresentaram no mínimo 10 cm de circunferência no nível do solo foram inclusos no estudo. De cada indivíduo foram anotadas a circunferência e a altura total e coletadas amostras de material botânico, as quais foram incorporadas ao acervo do Herbário da Universidade Federal da Grande Dourados. As árvores

(3)

3 amostradas foram divididas em 15 grupos, a partir dos 1110 indivíduos analisados, de forma aleatória. Os dados de circunferência foram transformados em altura e diâmetro a altura do peito (DAP). E para estimar a quantidade de carbono sequestrado pelas espécies arbóreas, utilizaram-se duas fórmulas, apresentadas por Higuchi (2004).

- Formula “A” consiste em: PF= 0.0336*D2,171*H1.038 Onde:

PF= Peso Fresco

D= Diâmetro à Altura do Peito (DAP), em cm

H= Altura total da árvore, em metros. Considera-se que 48% do Peso Seco, é o carbono fixado pela planta.

- Formula “B” consiste em: lnPF = -2,694 + 2,038 ln D + 0,90 ln H Onde,

PF = Peso Fresco, em kg

D = Diâmetro à Altura do Peito (DAP), H = Altura total da árvore, em metros

A partir das fórmulas acima descritas, consegue-se obter a quantidade de carbono por kg/árvore. Utilizando-se da equação alométrica, obtém-se o valor da biomassa, e em seguida, utilizou-se o fator de conversão para estimar o valor de carbono fixado, de acordo com Higuchi et al. (1998). A equação alométrica utilizada refere-se ao cálculo de peso fresco da árvore, sendo que 60% deste valor referem-se ao peso seco e 40%, é água. O total de carbono fixado é tido como 48% do peso seco.

Resultados e discussões

A partir de dados de inventário florestal, podem-se determinar relações alométricas que utilizam variáveis como o fator de expansão de biomassa e a densidade média de carbono por espécie ou por tipo florestal, que convertem volume de madeira em biomassa e posteriormente em carbono. A tabela 1 reúne os dados obtidos no inventário florestal da área estudada, para cada uma das 15 amostras, os valores de circunferência (CIRC), altura (ALT) e diâmetro (DIA) e dados da formula A.

Os dados obtidos na tabela 1, demostra que os resultados obtidos de peso fresco, peso seco e carbono fixado por individuo apresentam valores de 2,73 quilos de carbono fixado por estes. Referentes à área estudada, o total de carbono fixado em meia hectare será de 3033,04 toneladas.

A tabela 2 apresenta os valores de relativos as 15 amostras determinadas do Ln (log leperiano) para altura, diâmetro, peso fresco, além dos padrões para peso fresco, peso seco e de 48% de carbono fixado, aplicados na fórmula “B”. Obteve-se um total de carbono fixado por indivíduo de 0,59 quilos, Considerando-se o total de indivíduos, a área de meio hectare apresenta 658,39 toneladas de carbono fixado.

(4)

4 Tabela 1: Circunferência, altura e diâmetro das 15 amostras analisadas. Peso fresco, 60% de peso fresco e carbono fixado por amostra e total de carbono fixado por indivíduo arbóreo.

Amostra CIRC ALT (m) DIA (cm) Peso fresco 60% Peso seco Carbono fixado (kg) 01 19,53 2,21 6,21 4,05 2,43 1,16 02 22,41 2,27 7,13 5,62 3,37 1,62 03 24,85 4,23 7,91 13,40 8,04 3,86 04 28,15 4,28 8,96 17,76 10,66 5,11 05 24,16 2,76 7,69 8,09 4,85 2,33 06 26,20 2,56 8,34 8,94 5,36 2,57 07 24,01 3,01 7,64 8,74 5,24 2,51 08 27,97 2,77 8,90 11,18 6,70 3,22 09 21,04 2,72 6,70 5,90 3,54 1,70 10 23,76 2,65 7,56 7,48 4,49 2,15 11 22,37 2,41 7,12 5,95 3,57 1,71 12 26,85 2,48 8,54 9,12 5,47 2,62 13 29,12 2,60 9,27 11,42 6,85 3,29 14 26,12 3,30 8,31 11,55 6,93 3,32 15 27,74 3,27 8,83 13,02 7,81 3,75

Total de carbono fixado por indivíduo _2,73

Tabela 2: Valores de Ln de altura, Ln de diâmetro, Ln de peso fresco, peso fresco e 48% de carbono fixado. Ao final os valores de carbono fixado por indivíduo.

Amostra Ln altura Ln diâmetro Ln peso fresco Peso fresco Peso seco Carbono 48% 01 0,79 1,82 7,13 1,96 1.17 0.56 02 0,82 1,96 7,44 2,00 1.20 0.57 03 1,44 2,06 8,21 2,10 1.26 0.60 04 1,45 2,19 8,47 2,13 1.28 0.61 05 1,01 2,04 7,76 2,05 1.23 0.59 06 0,94 2,12 7,86 2,06 1.23 0.59 07 1,10 2,03 7,83 2,05 1.23 0.59 08 1,02 2,18 8,07 2,08 1.25 0.60 09 1,00 1,90 7,47 2,01 1.20 0.57 10 0,97 2,02 7,69 2,04 1.22 0.58 11 0,88 1,96 7,49 2,01 1,20 0,57 12 0,91 2,14 7,88 2,06 1,23 0,59 13 0,95 2,22 8,09 2,09 1,25 0,60 14 1,19 2,11 8,09 2,09 1,25 0,60 15 1,18 2,17 8,20 2,10 1,26 0,60

(5)

5 Apesar das árvores receberam as mesmas influências de temperatura, incidência solar e fatores climáticos em geral, não tem como dizer exatamente qual grupo foi melhor pois o que determinou os grupos foram apenas a casualidade, mas a espécie da planta é muito importante neste contexto além é claro do próprio organismo, onde existem diferentes alturas e consequentemente diferentes valores de fixação.

As duas fórmulas desenvolvidas pelo mesmo autor, Higuchi (2004), apresentaram resultados diferentes, o que pode ser tendencioso, pois ao avaliar-se uma área para estimar a quantidade de carbono fixado, os resultado pode ser ajustado a formula que melhor apresentar resultados do interessado, como é o caso deste estudo, quando a formula “A” apresentou resultado mais relevante para a fixação do carbono, (2,73 ton,/indivíduos) e a formula B (0,59 ton,/indivíduos) sendo o valor, 5 vezes menor em relação ao obtido na formula “A”. Nogueira et al, (2008) comparou a equação alométrica desenvolvida em seu estudo, com mais três equações existentes na literatura, utilizando o mesmo banco de dados de DAP, Os autores encontraram divergência de biomassa por hectare, na ordem de 6% a 18,7% quando comparado com os resultados gerados pelas outras equações, Eles comentaram também que equações desenvolvidas para florestas densas, podem resultar em superestimavas de biomassa quando aplicadas em florestas abertas, Portanto, o tipo de floresta também influencia na escolha da equação alométrica a ser utilizada.

Conclusões

O presente estudo identifica que a utilização de diferentes fórmulas para a estimativa de carbono demonstra que estas podem apresentar resultados muito distintos para a mesma área. Por conta disto, a escolha da fórmula é direcionada de acordo com o interesse da preservação ou desmatamento. Sugerem-se novos estudos utilizando outras equações alométricas, visando ampliar o conhecimento da estimativa de carbono em áreas nativas.

Referências bibliográficas

BRENA, D,A, & Péllico Neto, S, 1997, Inventário florestal, Curitiba,

FEARNSIDE, P, M, 2003, A floresta Amazônica nas mudanças globais, Manaus: INPA, 134 pp,

FELFILI, J,M,& SILVA JÚNIOR, M,C, 1992, Floristic composition, phytosociology and comparison of cerrado and gallery forests at Fazenda Água Limpa, Federal District, Brazil, Pp, 393-415, In: P,A, Furley; J,A, Proctor & J,A, Ratter, Nature and dynamics of forest-savanna boudaries, London, Chapman & Hall,

FERNANDES, T, J, G,; et al, Quantificação do carbono estocado na parte aérea e raízes de Hevea sp,, aos 12 anos de idade, na zona da mata mineira, Revista Árvore, vol, 31, no, 4, Viçosa-MG, July/Aug, 2007,

(6)

6 FIETZ, C. R.; FISCH, G. F. O clima da região de Dourados, MS, Dourados MS: Documentos/Embrapa, 2008, 32p,

HIGUCHI, N. et al, Dinâmica e balance do carbono da vegetação primária da Amazônia central, Revista Floresta, Curitiba, v, 34, n, 3, p, 295-304, set/dez 2004, HIGUCHI, N.; SANTOS, J.; RIBEIRO, R. J.; MINETTE, L.; BIOT, Y. Biomassa da parte aérea da vegetação de floresta tropical úmida de terra-firme da Amazônia Brasileira. Acta Amazônica, Manaus, v. 28, p. 153-165, 1998.

IPCC, 2007. Mudança do Clima 2007: a base das Ciências Físicas, Contribuição do Grupo de Trabalho I para o Quarto Relatório de Avaliação do Painel intergovernamental sobre Mudança do Clima, Website: http://www,ipcc,ch

NOGUEIRA, E. M.; FEARNSIDE, P. M.; NELSON. B.; BARBOSA, R.; KEIZER, E. W. Estimates of forest biomass in the Brazillian Amazon: new allometric equations and adjustments to biomass from wood-volume inventories, Forest Ecology and Management, Amsterdam, n. 256, p. 1853-1867, 2008.