Modelagem e simulação do crescimento e produção de floresta tropical manejada na Amazônia Oriental

Abstract

Resumo: Este trabalho teve como objetivo estudar os aspectos ligados à classificação da produtividade, modelagem do crescimento, bem como a prognose e simulação da produção por meio de um modelo de árvore independente da distância. Os dados provieram da área experimental da Jari/EMBRAPA e da Unidade de Manejo Florestal nº 3 (UMF3) da Jari Florestal S.A., situadas, respectivamente, na localidade Morro do Felipe, município de Vitória do Jari, Estado do Amapá e na Região do Vale do Jari no Estado do Pará. O experimento tem sido monitorado pela Embrapa Amazônia Oriental e mantido pelo Grupo Jari desde 1983, sendo remedido em 8 ocasiões nos seguintes anos: 1984, 1986, 1988, 1990, 1994, 1996, 2004 e 2011. A área experimental é composta de 3 blocos, divididos em 12 parcelas distribuídas de forma aleatória, referentes a combinação de 3 intensidades de exploração e 4 de desbaste, somados a 4 parcelas controle, totalizando 40 parcelas permanentes de 1 hectare. O experimento foi idealizado em blocos ao acaso, entretanto, após aplicação de desbaste em 1994, o experimento foi analisado como parcelas subdivididas no tempo. Já a UMF3 é referente a uma unidade de produção explorada em 2006, com cerca de 3.786 ha de floresta nativa destinada a manejo florestal empresarial a partir do mesmo ano. Essa área propiciou um banco de dados de 16.099 árvores para a modelagem da relação hipsométrica de 25 espécies comerciais e de todas as espécies do experimento. Foram separados 10% dos dados para a validação da modelagem da relação hipsométrica, bem como 13 parcelas distribuídas em todos os tratamentos para a validação do simulador de crescimento desenvolvido. Para a classificação da produtividade foram testadas 9 técnicas diferentes que se baseiam em atributos populacionais como indicadores produtivos. As 337 espécies presentes, com DAP ? 5 cm, foram agrupadas a partir de critérios ecológicos, econômicos e de ritmo de crescimento, visando o melhor tratamento dos dados para a modelagem. O simulador de crescimento e produção foi desenvolvido a partir do ajuste de Modelos de Efeitos Mistos, técnica empregada principalmente nos submodelos de incremento diamétrico, sobrevivência e recrutamento. Foram feitas simulações de diferentes cenários produtivos por meio do programa de modelagem visual Simile®. A análise da dinâmica foi conduzida para os diferentes tratamentos do experimento. Foram aplicadas 5 técnicas de validação estatísticas dos submodelos propostos e do simulador desenvolvido. Para melhor apresentação da revisão teórica e dos resultados práticos, a tese foi dividida em 4 capítulos. O primeiro tratou da revisão bibliográfica dos métodos de avaliação da produtividade florestal em florestas tropicais. O segundo abordou a evolução histórica dos diferentes meios de modelagem do crescimento e produção aplicados no Brasil e no exterior. A relação hipsométrica de espécies tropicais foi o alvo do terceiro capítulo. O estudo do crescimento da floresta do Jari foi o tema principal do capítulo 4, abrangendo a aplicação das diferentes técnicas de classificação da produtividade do sítio, agrupamento de espécies, técnicas de modelagem, simulações e meios de validação do modelo de árvore proposto. Palavras-chave: Modelo de árvore, Prognose da Produção, Classificação de sítio.

Abstratc:: The objective of this work was to study the aspects related to the site productivity classification, growth modeling, as well as yield prediction and simulation by using a distance-independent tree model. The data came from Jari/EMBRAPA experimental area and the Forest Management Unit nº 3 (FMU3) of Jari Florestal SA, situated respectively in the locality of Morro do Felipe, municipality of Vitória do Jari, State of Amapá and in the Jari Valley Region in the State of Pará, Brazil. The experiment has been monitored by Embrapa Amazônia Oriental and maintained by the Jari Group since 1983, being remensured on 8 occasions in the following years: 1984, 1986, 1988, 1990, 1994, 1996, 2004 and 2011. The experimental area is composed of 3 blocks, divided into 12 randomly distributed plots, corresponding to the combination of 3 levels of exploitation intensities and 4 thinning levels, added to 4 control plots, totalizing 40 permanent plots of 1 hectare each. The experiment was designed in randomized blocks; however, after thinning procedures in 1994, the experiment was analyzed as split plot in time. The FMU3 refers to a production unit area exploited in 2006, with approximately 3,786 ha of native forest alocated for forest management from the same year. This area provided a 16,099 trees database for modeling the hypsometric relationship of 25 commercial species and all species in the experimental area. Ten percent of the data were separated for validation procedures of the hypsometric relationship model, as well as 13 plots were randomly selected in all treatments for validation of the developed growth simulator. For site productivity classification were tested 9 different techniques that are based on population attributes as productive indicators. The 337 species presented with DBH ? 5 cm were grouped according to ecological, economic and growth rate criteria, aiming the best treatment of the data for the modeling. The growth and yield simulator was developed based on the adjustment of Mixed Effects Models, a technique mainly employed in the diametric increment, survival and recruitment submodels. Simulations of different production scenarios were made by using the Simile® visual modeling software. The dynamics analysis was carried out for the different treatments of the experiment. Five statistical validation techniques were applied on the proposed submodels and the developed simulator. For a better presentation of the theoretical review and the practical results, the thesis was divided in 4 chapters. The first one dealt with the bibliographic review of assessing forest productivity methods in tropical forests. The second dealt with the historical evolution of the different modeling growth and yield techniques applied in Brazilian and exterior forests. The hypsometric relationship of tropical species was the subject of the third chapter. The study of the Jari forest growth was the main subject of chapter 4, covering the application of the different site classification, species grouping and modeling techniques, as well as simulations and validation procedures of the proposed tree model. Key-word: Tree model, Yield prognosis, Site classification.