CAPÍTULO 4 EXPERIMENTO E DADOS

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1 CAPÍTULO 4 EXPERIMENTO E DADOS 4.1 CLIMATOLOGIA DA REGIÃO AMAZÔNICA O clima da região amazônica é uma combinação de vários fatores, sendo a disponibilidade de energia solar o mais importante para os processos de superfície. Medidas realizadas na Amazônia Central indicam que os maiores totais de radiação que chegam à superfície ocorrem nos meses de setembro e outubro, enquanto os mínimos ocorrem entre dezembro e fevereiro. Essa distribuição é controlada pela nebulosidade oriunda da migração SE/NW da convecção amazônica (Horel et al., 1989). Devido aos altos valores de energia que incidem na superfície, o comportamento da temperatura do ar mostra uma pequena variação ao longo do ano, com exceção da parte mais ao sul, que sofre a ação de sistemas frontais. A amplitude térmica sazonal é da ordem de 1-2ºC, com valores entre 24 e 26ºC. A precipitação é um dos elementos climáticos mais importantes a ser analisado na região tropical, já que induz as características de outros elementos, tais como temperatura, umidade relativa e vento. A região amazônica apresenta uma precipitação média de aproximadamente mm ano -1. O período de chuvas ou forte atividade convectiva na região ocorre entre novembro e março, sendo o período entre maio e setembro o mais seco (Fisch et al. 1998). Segundo Fisch et al. (1998), o balanço hídrico na região amazônica é difícil de ser calculado, devido principalmente à falta de continuidade espacial e temporal das medidas de precipitação. Salati et al. (1979) concluíram que a precipitação na região amazônica é uma composição da quantidade de água evaporada localmente (evapotranspiração), adicionada a uma contribuição oriunda do Oceano Atlântico. Deste 61

2 modo, 50% do vapor d água que precipita pelas nuvens é gerado localmente, sendo o restante importado para a região pelo fluxo atmosférico proveniente do Oceano Atlântico. Marques et al. (1980) estimaram o balanço de água na Amazônia EUAndo a divergência do fluxo de vapor d água, tendo concluído que 52% da precipitação na região entre Belém e Manaus provém do Oceano Atlântico e os 48% restantes é reciclada localmente. A evapotranspiração da floresta na região amazônica tem sido objeto de vários estudos, como por exemplo por Villa Nova et al. (1976), Shuttleworth et al. (1987), e Gash e Shuttleworth (1991). De modo geral, as estimativas indicam valores de evapotranspiração real média variando entre 4,0 e 4,5 mm dia -1, variações sazonais decorrentes da existência ou não de chuvas. 4.2 ÁREAS EXPERIMENTAIS Para realização do presente estudo efetuou-se uma campanha experimental para coleta de dados no período de 27/07/1999 a 19/08/1999. A campanha foi realizada em dois sítios experimentais localizados na Amazônia Central: na área experimental do Projeto SHIFT (EMBRAPA) e na Reserva Florestal Ducke, ambos próximos à cidade de Manaus. Uma descrição das duas áreas experimentais será dada a seguir ÁREA EXPERIMENTAL DO PROJETO SHIFT A área experimental do projeto SHIFT (2º52 S; 59º59 W) está localizada em uma região de terra firme no campus do Centro de Pesquisa Agroflorestal da Amazônia - CPAA, EMBRAPA, situado a 30 Km ao norte da cidade de Manaus (Figura 4.1). O solo é um Latossolo amarelo muito argiloso, de acordo com a classificação brasileira, bem como se caracteriza por apresentar valores de ph em torno de 4,5 e baixo conteúdo de nutrientes. Inicialmente, a área experimental do CPAA surgiu do desmatamento da floresta primária, realizado em 1980 com a finalidade de se fazer um plantio experimental de seringueira (Havea brasiliensis), sendo, logo em seguida, abandonada. Em agosto e setembro de 1992, aproximadamente oito anos mais tarde, a floresta 62

3 secundária, resultante do abandono do cultivo de seringueira, foi desmatada manualmente e queimada a forma tradicional. Durante o período chuvoso da região entre os anos de 1992 e 1993, estabeleceu-se um novo sistema experimental de plantio. Localização da Área Experimental do Projeto SHIFT América do Sul, mostrando as cidades de Manaus, Brasília e a localização da área do projeto SHIFT Imagem Landsat 5 -NASA (TM) do dia 20/09/95 Resolução de 30m, destacando a cidade de Manaus, Reserva Florestal Ducke (INPA ) e a área Experimental do Projeto SHIFT. N Vista aérea da área experimental do Projeto SHIFT. Em destaque a Floresta Amazônica Fig. 4.1 Localização da área experimental do Projeto SHIFT no campus do Centro de Pesquisas Agroflorestal da Amazônia Ocidental CPAA da EMBRAPA. Em destaque a Floresta Amazônica contornando a área do Projeto SHIFT. 63

4 No início foram plantadas no campo experimental quinze espécies de plantas úteis (Tabela 4.1), em quatro diferentes sistemas de policultivos e quatro sistemas de monoculturas (seringueira, cupuaçu, citros e pupunha) (Figura 4.2). Culturas anuais perenes foram plantadas entre as fileiras das árvores, além de uma planta de cobertura do solo (Pueraria phaseoloides). A escolha das culturas baseou-se principalmente em projeção do mercado atual. TABELA 4.1 ESPÉCIES DE PLANTAS, E RESPECTIVAS UTILIDADES, CULTIVADAS NO CAMPO EXPERIMENTAL DO CENTRO DE PESQUISA AGROFLORESTAL DA AMAZÔNIA A PARTIR DO ANO DE 1992 PLANTAS ÚTEIS Nome Comum Nome Científico Família Utilidade Seringueira Havea brasiliensis Euphorbiaceae borracha e óleo Cupuaçu Theobroma Sterculiaceae polpa (suco, sorvete) e grandiflorum sementes (chocolate) Pupunha Bactris gasipaes Arecaceae palmito, frutos, ração, corantes e tecidos Castanha do Brasil Berthollecia excelsa Lecythidaceae castanha, madeira Urucum Bixa orellana Bixaceae corantes, bronzeador Coco Cocos nucifera Arecaceae óleo, leite de coco, fibras Citros Citrus sinensis Rutaceae frutos, óleo Paricá Schizolobium Caesalpiniaceae madeira, carvão amazonicum Mogno Swietenia Meliaceae madeira macrophylla Andiroba Carapa guianensis Meliaceae madeira, óleo Mamão Carica papaya Caricaceae fruta Mandioca Manihot esculenta Euphorbiaceae amido, folhas, alimentação Feijão Vigna sinensis Fabaceae ração, amido, alimentação Milho Zea mays Poaceae amido, óleo comestível, ração Puerária Pueraria phaseoloides Fabaceae planta de cobertura (vegetação espontânea) Outras espécies da floresta secundária e ervas daninhas (gramíneas) estão presentes na área. A espécie dominante é Homolepis aturensis FONTE: Centro de Pesquisa Agroflorestal da Amazônia Ocidental-CPAA, EMBRAPA. 64

5 Fig Área experimental do Projeto SHIFT apresentando ao fundo a parcela de policultivo. O diagrama da Figura 4.3 ilustra os quatro sistemas de policultivos cultivados na área experimental do Projeto SHIFT. O sistema 1 é um sistema de plantio intensivo, com pouco espaço entre as fileiras. Nos sistemas 2 e 3 foram deixados mais espaços entre as fileiras, os quais podem ser utilizados para culturas anuais. O sistema 4 é o mais extensivo entre os sistemas utilizados no Projeto: as espécies plantadas produzem madeira e, entre as árvores plantadas, há vegetação secundária. Nos sistemas 3 e 4 e nas monoculturas foi semeada a vegetação de cobertura. A Figura 4.4 apresenta a distribuição espacial das parcelas na área experimental no CPAA. 65

6 Sistema 1 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2, S------M------P------M C------M P------M---> , S M P M C M P M Sistema B------U------C------P B U C------P---> 7 4 6, ,4 2 C U B P C U B P Sistema S------C------Co------Z S-----C Co------Z---> 4 6, S T Co Z S T Co Z Sistema S MG PC A S > PC A S M C Fig. 4.3 Diagrama dos quatros sistemas de policultivos na área experimental do projeto SHIFT no campus do CPAA EMBRAPA. (A = Andiroba, B = Castanha do Brasil, C = Cupuaçu, K = Côco, Mg = Mogno, M = Mamão, P = Pupunha, PC = Paricá, S = seringueira, U = Urucum, Z = Citros. 66

7 Fig Distribuição das parcelas de plantio na área experimental do Projeto SHIFT no campus do Centro de Pesquisas Agroflorestal da Amazônia Ocidental - CPAA (EMBRAPA 67

8 ÁREA EXPERIMENTAL DA RESERVA DUCKE A Reserva Florestal Ducke (2º57 S, 59º57 W) é uma área de proteção ambiental pertencente ao Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - INPA, localizada a 25 km a nordeste da cidade de Manaus, estando 80 m acima do nível do mar. O dossel médio da floresta está a 35 m de altura, porém algumas árvores chegam a alcançar 40 m. Nesta reserva encontra-se uma torre de 45 m de altura para coleta de dados meteorológicos. As espécies mais altas encontradas na área em torno da torre são: Piptadenia suaveolens Miq., Licania micrantha Miq., Bocoa viridiflora (Ducke Cowan), Naucleopsis glabra Spruce ex Baill, e Enterolobium schomburgkii Benth. Outras espécies encontradas na floresta estão descritas na Tabela (4.2). A topografia do dossel no local da Reserva é suavemente ondulada, com ondulações de mais ou menos 10 m de profundidade e que ocorrem a intervalos de aproximadamente 300 m. Cerca de 75% da Reserva é coberta por floresta natural e a topografia no topo do dossel é ondulada pelo crescimento diferencial da vegetação (Santos Alvalá, 1993). As condições de pista na direção preferencial são boas, com a floresta estendendo-se por mais de 2 quilômetros em qualquer das direções. Informações sobre a Reserva e a sua vegetação podem ser vistas em Shuttleworth et al. (1984a), Roberts et al. (1990) e Gash et al. (1996). 68

9 TABELA ALGUMAS ESPÉCIES CARACTERÍSTICAS DA FLORESTA DENSA (RESERVA DUCKE) Nome científico Anacardium giganteum Hancock ex Engl. Aniba canelilla (H.B.K) Mez Bertholletia excelsa H.B.K Brosimum parinarioides Ducke Caryocar glabrum (Aubl.) Pers. Cedrela odorata L. Dinizia excelsa Ducke Goupia glabra Aubl. Hymenaea courbaril L. Lecythis usitata Miers Manilkara bidentata (A.DC.) A. Chev. Parkia multijuga Benth Peltogyne catingae Ducke Sacoglottis guianensis Benth Simaruba amara Aubl. Tachigaglia spp. Vouacapoua americana Aubl. FONTE: Leitão (1994). Família Anacardiaceae Lauraceae Lecythidaceae Moraceae Caryocaraceae Meliaceae Leguminosae Celastraceae Leguminosae Lecythidaceae Sapotaceae Leguminosae Leguminosae Humiriaceae Simarubaceae Leguminosae Leguminosae 69

10 4.3 DADOS E INSTRUMENTAÇÃO POLICULTIVO Para a coleta dos dados necessários ao estudo, utilizou-se um mastro de 12 m de altura e 0,15 m de largura, o qual foi colocado próximo ao centro de uma das parcelas da área de policultivo, considerado como tendo 100% de fertilidade (tipo 2b). Neste mastro foram instalados sensores para medidas de radiação global incidente e refletida, radiação fotossinteticamente ativa incidente e refletida, radiação de onda longa emitida pela atmosfera e pela superfície, saldo de radiação, temperaturas de bulbo seco e úmido, velocidade e direção do vento, tanto no dossel (12 m), quanto próximo à superfície do solo (1,3 m). No nível superior foram instalados os seguintes instrumentos: 2 piranômetros (CM11 - Kipp & Zonen, Holanda) para medir radiação global incidente e refletida (erro de ±10W m -2 ), um saldo radiômetro (REBS, Seattle, EUA), outro saldo radiômetro (CNR1 - Kipp & Zonen, Holanda) para medida das quatros componentes do balanço de radiação (erro de ±10% na média diária), 2 sensores quantum (LI-COR, Nebraska, EUA) para medir radiação fotossinteticamente ativa incidente e refletida (erro de ±5%), um psicrômetro aspirado, composto por um termômetro de bulbo úmido e outro de bulbo seco de resistência de platina (Didcot Instuments, Abingdon, RU) com uma precisão de ± 0,1 C (Instituto de Hidrologia). A velocidade e à direção do vento foram medidos por uma anemômetro da RM Young, EUA (com erro de ±20% na direção do vento). Próximo à superfície (1,3 m) foram instalados os seguintes instrumentos: 2 piranômetros (CM11 - Kipp & Zonen, Holanda) para medir radiação global incidente e refletida, um saldo radiômetro (REBS, Seattle, EUA), 2 sensores quantum (LI-COR, Nebraska, EUA) para medir radiação fotossinteticamente ativa incidente e refletida, 1 psicrômetro aspirado (Instituto de Hidrologia, RU) com composição similar à descrita anteriormente e um anemômetro (Met One, EUA) para medir a velocidade do vento. 70

11 A precipitação total foi medida próximo à área de policultivo, no Campus do Centro de Pesquisa Agroflorestal da Amazônia, onde encontra-se instalada uma estação climatológica convencional FLORESTA Na Reserva Ducke, os instrumentos de radiação foram montados no topo da torre de 45 m, na extremidade de uma haste de 3,5 m de comprimento. O conjunto foi composto por: 2 piranômetros (CM11 - Kipp & Zonen, Holanda) para medir radiação global incidente e refletida, um saldo radiômetro (REBS, Seattle, EUA), 1 sensor quantum (LI- COR, Nebraska, EUA) para medida da radiação fotossinteticamente ativa incidente e 1 psicrômetro similar àquele instalado na área de policultivo. Dentro da floresta, a uma altura de 6,5 m, foram instalados os seguintes sensores: 2 piranômetros (CM11 - Kipp & Zonen, Holanda), um saldo radiômetro (REBS, Seattle, EUA), 2 sensores quantum (LI-COR, Nebraska, EUA) e 1 psicrômetro aspirado (Instituto de Hidrologia, RU), similar aos acima mencionados. 4.4 AQUISIÇÃO DOS DADOS Para a aquisição dos dados, utilizou-se 2 datalogger 21X e 2 datalogger CR10 da Campbell Scientific, Inc. Os dataloggers foram programados para ler os sensores a cada 10 segundos e a cada 10 minutos fazer uma média de todos os parâmetros medidos no experimento. 71

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