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 Pesquisase Estudos Florestais (IPEF) <clayton@ipef.br>2 Professor Titular Departamento de Ciências Florestais daESALQ/USP <jlmgonca@usp.br>

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 emanejo florestal

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- 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)

Modelagem cartográfica3PGIS

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 mquadradas 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 aesse local indiviso, dentro ou fora do modelo

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

Modelo 3-PG

Rad. global

Rad. líquida

InsolaçãoTemperatura

Geadas

UR

Modificado de Sands (2001)

CAD

Textura e MOS

Parcelas - amostragemPPT

Estrutura do modelo em Capão Bonito

( )810

0,42EhaAMM

∗=

Embrapa (1985)

Conceito de área mínima mapeável

Escala de publicação1:15.000

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

Estudo de caso

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

Parcelas amostradas

Avaliações edáficas

CXbd1

PVAd1

LVd1

LVd2

LVd3

PVd3

Análise geoestatística dos dados de solos

Mapa identificando a distribuição da coleção deperfis e tradagens, a quantidade de registro depontos e o tipo de solo ao longo do DistritoFlorestal de Capão Bonito.

Esquema ilustrativo da avaliação dendrométrica e nutricional.

N, P, K, Ca,

Mg, S, B,

Cu, Zn, Mn

e Fe

Inventário florestal (mensuração dosdiâmetros) na parcela selecionada.

Seleção da árvore média ederrubada com motosserra.

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

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

2006.

Temperatura

y = temperatura média mensal máxima ou mínima (oC); x = altitude do local (m);x2 = latitude em 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 -0,0035Fevereiro 38,65 26,37 -0,0079 -0,0058 -0,0029 -0,0030Março 41,30 27,29 -0,0077 -0,0059 -0,0052 -0,0042Abril 47,63 26,42 -0,0075 -0,0057 -0,0112 -0,0056Abril 47,63 26,42 -0,0075 -0,0057 -0,0112 -0,0056Maio 48,76 24,88 -0,0070 -0,0058 -0,0137 -0,0064Junho 49,81 26,19 -0,0068 -0,0059 -0,0154 -0,0084Julho 51,51 26,05 -0,0070 -0,0057 -0,0164 -0,0088Agosto 59,57 30,24 -0,0076 -0,0061 -0,0205 -0,0107Setembro 63,40 33,93 -0,0067 -0,0062 -0,0230 -0,0119Outubro 57,36 35,32 -0,0073 -0,0057 -0,0179 -0,0119Novembro 48,68 32,21 -0,0078 -0,0058 -0,0109 -0,0089Dezembro 43,83 29,21 -0,0077 -0,0059 -0,0074 -0,0057

Pedro Júnior et al. (1991)

Geada

(Austrália)

Região de Manduri Sentelhas et al. (1995)

A temperatura mínima do ar no abrigometeorológico é importante no levantamento degeadas (Camargo et al., 1993).No entanto, é a temperatura mínima observadasobre a relva, na noite da geada, que dará anoção exata do nível de dano ocorrido (Bootsma,1976).

Temperatura do ar no abrigo meteorológico

Temperatura da relva

∆t

Tar > Trelva

Estação meteorológica Santa Inês

< 3,5 oC no abrigo

noite de geada

RESULTADOS

Radiação, temperatura, UR, geada

1: 10.000

Radiação, temperatura, UR, geada, mapeamento de APP e RL

Distribuição das variáveis de relevo

Estimativa da Radiação Solar

InovaçãoRelevo ignorado pelas aplicações

anteriores

Potencial

Estimativa da temperatura máxima e mínima

Observado

Altitude

LatitudeLatitude

Longitude

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).

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

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.

tendência

Geoestatística

Geoestatística

Geoestatística

Geoestatística

Índice de Fertilidade do solo

CXbd1

PVAd1

LVd1

LVd2

LVd3

PVd3

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

Capão Bonito.

Intervalo CADSolos Capão Bonito

Interpretação e usopara o manejo

Classes de CADOliveira e Paula (1988)

CXbd1

PVAd1

LVd1

LVd2

LVd3

PVd3

Parâmetro densidade da madeira

> Fração textura fina> Fertilidade> CAD> Crescimento

+

Parâmetro máxima biomassa de fuste

+

CXbd1

PVAd1

LVd1

LVd2

LVd3

PVd3

Parâmetro fração casca + galho

CompartimentoTextura 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.

CascaArenosa 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

a textura dos solos de Capão Bonito.

Biomassa inicial do modelo

Mapas de biomassa- Lenho- Casca- Galho- Folha

Produtividade do Distrito Florestal de Capão Bonito

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

Produtividade normalizada pela média

Qualidade de sítio do Distrito Florestal de Capão Bonito

CXbd1

PVAd1

LVd1

LVd2

LVd3

PVd3

Simulados x observado

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

Rumos e expectativas

- Calibrar e aplicar a metodologia para outros materiais genéticos;

- Incluir conceitos ecológicos ao modelo, como a produção de água nasmicrobacias 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 emanejo garantindo a competitividade, a lucratividade e a sustentabilidade dasempresas florestais.

- Aplicar o modelo em amplas regiões do Brasil (3PG Brazil)

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 BrazilSupervisão: 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)

Objetivo: obter, no curto prazo, resultados úteis e satisfatórios para os principais pólos florestais do Brasil.

Obrigado!

Agradecimentos