PLANO DE ENSINO - MODELO ABAIXO, DEVERÁ SER PREENCHIDO, ENCAMINHADO CÓPIA IMPRESSA E TAMBÉM ENVIADO POR À SEÇÃO DE PÓS-GRADUAÇÃO.

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1 OBSERVAÇÃO: PLANO DE ENSINO - MODELO ABAIXO, DEVERÁ SER PREENCHIDO, ENCAMINHADO CÓPIA IMPRESSA E TAMBÉM ENVIADO POR À SEÇÃO DE PÓS-GRADUAÇÃO.

2 PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA FLORESTAL PLANO DE ENSINO IDENTIFICAÇÃO DA DISCIPLINA DISCIPLINA: Modelagem ecofisiológica em sistemas florestais e agrícolas ( Ecophysiological modeling of forest and agriculture systems ) CURSO: Mestrado ( X ) Doutorado ( X ) DEPARTAMENTO RESPONSÁVEL: Recursos Naturais/Ciência do Solo NÚMERO DE CRÉDITOS : 4 CARGA HORÁRIA: 60 horas NÚMERO MÁXIMO DE ALUNOS: 20 NÚMERO MÍNINO DE ALUNOS: 5 DOCENTE(S) RESPONSÁVEL(S): Prof. Dr. José Luiz Stape Prof.Dr. Iraê Amaral Guerrini DISTRIBUIÇÃO DA CARGA HORÁRIA: TEÓRICA: 30% PRÁTICA: 20% TEÓRICO-PRÁTICA: 20% SEMINÁRIOS: 30% OUTRAS: OBJETIVOS DA DISCIPLINA: (Definição resumida dos objetivos).

3 O objetivo é desenvolver conceitos de modelagem ecofisiológica em sistemas florestais e agrícolas, elaborar e estudar modelos, e simular cenários relacionados à produtividade florestal e agrícola, e suas interações com o meio-ambiente. METODOLOGIA DE ENSINO (Informar resumidamente, como será desenvolvida a aula, especificando os recursos didáticos a serem empregados) As aulas serão teórico-práticas para fornecer os conceitos básicos neste área de pesquisa e imediatamente aplicá-los em exercícios de fixação. Os alunos deverão ler artigos de referência nesta disciplina e apresentar uma avaliação crítica dos métodos usados e interpretar em seminários os resultados apresentados em alguns estudos de casos, sempre relacionados com suas pesquisas. Uma visita a equipamentos em funcionamento e florestas em crescimento no projeto Eucflux ( será programada. Os alunos deverão elaborar um artigo científico baseado no uso da modelagem ecofisiológica, e com seus próprios dados de pesquisa. CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO DA APRENDIZAGEM: (Descrever os instrumentos de avaliação que serão utilizados, com os critérios para obtenção do resultado final): A capacidade dos alunos a apresentar claramente e de forma crítica uma abordagem será avaliada. Artigos científicos serão estudados mostrando os aspectos positivos e os limites de vários estudos de casos em florestas tropicais (plantadas e naturais) e culturas agrícolas tropicais. Avaliações dos exercícios, uma avaliação escrita, e uma oral (apresentação do trabalho final) de cada aluno será realizada. EMENTA PROGRAMÁTICA: A disciplina possui cinco grandes objetivos: i) Transmitir conceitos e metodologias básicas para compreensão e uso da modelagem ecofisiológica em sistemas florestais e agrícolas; ii) Formular, parametrizar, testar e análisar modelos ecofisiológicos; iii) Abordar o tema produtividade florestal e agrícola através de análise dos mecanismos fisiológicos, físicos e ecológicos que a governam; iv)

4 Apresentar e interpretar os principais modelos ecofisiológicos em uso; v) Estimular o uso da modelagem para auxiliar na análise dos dados oriundos dos estudos de campo e laboratório dos alunos da pós-graduação. Tradicionalmente a estimativa da produção de bens madeireiros em sistemas florestais é ensinada, e efetuada, através dos chamados modelos empíricos, ou determinísticos, nos quais buscamse relações lineares ou não-lineares entre a variável dependente de interesse, como produção ou produtividade madeireira, e variáveis independentes supostamente relacionadas, não havendo necessariamente o estabelecimento de relações de causa-efeito. Estes modelos empíricos, quando obtidos, são sítioespecíficos, impossibilitando extrapolações ou simulações para outras condições diferentes das utilizadas no estabelecimento do modelo. Desta forma, questões relacionadas à sustentabilidade florestal ou agrícola (ampliação temporal) ou impactos regionais de práticas de manejo (ampliação espacial) não podem ser abordadas. Para tal propósito faz-se necessário o uso dos chamados modelos ecofisiológicos, os quais pressupõem a existência de um sistema cujos compartimentos são relacionados através de processos físicos ou biológicos, os quais são alicerçados em teorias físicas e ecológicas. Fundamentalmente, os modelos ecofisiológicos partem do princípio de que o processo deve ser o foco de investigação e de evolução teórica e científica, e os experimentos devem ser concebidos para se testar hipóteses sobre estes processos para corroborá-los ou refutá-los, incrementando o conhecimento acerca do sistema. Assim, resumidamente, esses modelos possuem três propósitos básicos: i) Compreensão do sistema florestal e sua forma de funcionamento (organização de idéias); ii) Predição de valores futuros de variáveis de interesse com base em dados reais atuais ou de simulações (estimativas de produção de bens madeireiros e nãomadeireiros); e iii) Controle ou manipulação do sistema para produzir uma condição desejada (domínio sobre o sistema). Apesar de ser uma simplificação da realidade, a importância e eficácia do uso dos modelos ecofisiológicos para zoneamentos florestais, para estimativa e identificação de restrições à produtividade potencial, para o manejo de bacias hidrográficas e para recomendação de práticas silviculturais e agrícolas (por exemplo, irrigação, adubação, matocompetição e desbastes) tem crescido nos últimos anos, face ao maior número de informações físicas e biológicas disponíveis em banco de dados, às maiores facilidades computacionais, e ao contínuo aprimoramento dos modelos ecofisiológicos. No entanto, a capacitação de estudantes - pesquisadores precede a tais desenvolvimentos, e esta disciplina se propõe a formá-los para acelerar o gerenciamento de florestas plantadas e nativas embasadas cada vez mais em conhecimentos científicos, e não empíricos. CONTEÚDO PROGRAMÁTICO:

5 (Descrever os assuntos a serem abordados, com as subdivisões necessárias). 1) Conceitos gerais sobre produtividade florestal e agrícola 2) Conceitos gerais sobre modelagem ecofisiológica 3) Estudo das técnicas de modelagem e quantificação dos fluxos: - Carbono - Água - Radiação 4) Treinamento para elaborar modelos ecofisiológicos 5) Estudo de modelos ecofisiológicos consagrados 6) Treinamento na análise e uso de dados para calibrar e validar modelos 7) Simulação de cenários e uso prático dos modelos ecofisiológicos para tomada de decisão 8) Elaboração de um artigo científico na área de interesse de cada aluno BIBLIOGRAFIA BÁSICA: Albaugh, T.J., H.L. Allen, J.L. Stape, T.R. Fox, R.A. Rubilar, C.A., Carlson, and R. Pezzutti Leaf area duration in natural range and exotic Pinus taeda. Can. J. For. Res. 40(2): Agren, G.I.; E. Bosatta. Theoretical ecosystem ecology: understanding element cycles. Cambridge, Cambridge, 234p Burnham, K.P.; D.R. Anderson. Model selection and inference: a practical information - theoretic approach. 353p. Springer, New York, 1998 Coops, N. C., Waring, R. H., and Landsberg, J. J. Assessing forest productivity in Australia and New Zealand using a physiological-based model driven with average monthly weather data and satellite-derived estimates of canopy photosynthetic capacity. For. Ecol. Manage. 104, Fisher, R. F., and D. Binkley. Ecology and management of forest soils. Wiley, New York. 489 p Goudriaan, J.; H.H. van Laar. Modelling potential crop growth processes. Kluwer Academic, Dordrech, 239p. 1994

6 Haefner, J.W. Modeling biological systems: principles and applications. Chapman and Hall, New York, 473p Jorgensen, S.E. Fundamentals of ecological modelling. Elseevier, Amsterdam, 388p Kimmins, J.P. Forest ecology: a foundation for sustainable management. Prentice Hall, Upper Saddle River, 596p Kropff, M.J.; H.H. van Laar. Modelling crop-weed interactions. CAB International, 274p Landsberg, J.J. Physiological ecology of forest production. Academic Press, London, 191p Landsberg, J. J., and Waring, R. H. A generalised model of forest productivity using simplified concepts of radiation-use efficiency, carbon balance and partitioning. For. Ecol. Manage. 95, Larcher, W. Physiological plant ecology. Springer, Berlin, 506p Ometto, J.C. Bioclimatologia vegetal. Ceres, Piracicaba, 440p Parton, W. J., P. L. Woomer, and A. Martin. Modelling soil organic matter dynamics and plant productivity in tropical ecosystems. The Biological management of Tropical Soil Fertility: Penning de Vries, F.W.T.; D.M.Jansen; H.F.M. Berge; A. Bakema. Simulation of ecophysiological processes of grwoth in several annual crops. Pudoc, Wageningen, 271p Pereira, A.R.; N.A.V. Nova; G.C. Sediyama. Evapotranspiração. FEALQ, Piracicaba, 183p Perttu, K.L.; Kowalik, P.J. Modelling of energy forestry: growth, water relations and economics. Pudoc, Wageningen, 199p Reichardt, K.; L.C.Timm. Solo, planta e atmosfera: conceitos, processos e aplicações. Editora Manore, Barueri, 478p Running, S. W., and S. T. Gower. FOREST-BGC, a general model of forest ecosystem processes for regional applications.ii. Dynamic carbon allocation and nitrogen budgets. Tree Physiology 9: Ryan, M. G., E. R. Hunt, R. E. McMurtrie, G. I. Agren, J. D. Aber, A. D. Friend, E. B.

7 Rastetter, and W. M. Pulliam. Comparing models of ecosystem function for temperate conifer forests. II. Simulations of the effect of climate change. Global Change: Effects on Coniforous and Grasslands. 14: Salisbury, F.B. Units, symbols, and terminology for plant physiology. Oxford University Press, New York, 234p Sands, P. J., Rawlins, W., and Battaglia, M. Use of a single plantation productivity model to study the proftability of irrigated Eucalyptus globulus. Ecol. Model. 117, Silva E, Bouillet JP, Goncalves JL, Abreu C, Trivelin P, Nouvellon Y, Stape JL, Laclau JP Functional specialization of Eucalyptus fine roots: contrasted potential uptake rates for nitrogen, potassium and calcium tracers at varying soil depth. Functional Ecology 25: Stape, J.L., D.Binkley, and M.G.Ryan Production and carbon allocation in a clonal Eucalyptus plantation with water and nutrient manipulations. Forest Ecology and Management. 255: Stape, J.L., D. Binkley, M.G. Ryan, S. Fonseca, R.A. Loos et al The Brazil Eucalyptus Potential Productivity Project: Influence of water, nutrients and stand uniformity on wood production. Forest Ecology and Management 259: Stape, J. L.; Ryan, M. G.; Binkley, D. Testing the utility of the 3-PG model for growth of Eucalyptus grandis x urophylla with natural and manipulated supplies of water and nutrients. Forest Ecology and Management, 193, p , 2004 Stape, J.L., D. Binkley, W.S. Jacob, and E.N. Takahashi A twin-plot approach to determine nutrient limitation and potential productivity in Eucalyptus plantations at landscape scales in Brazil. Forest Ecology and Management 223: Starfield, A.M.; K.A. Smith; A.L. Bleloch. How to model it: problem solving for the computer age. McGraw-Hill, New York, 206p Thornley, J.H.M.; I.R. Johnson. Plant and crop modelling. Blackburn Press, Caldwell, 669p. 2000

8 DOCENTE (s) RESPONSÁVEL (s): PROF. DR. José Luiz Stape PROF. DR. Iraê Amaral Guerrini Aprovação: Conselho de Departamento Data: Chefe: Conselho do Programa Data: Coordenador: