TEORES DE CARBONO E DENSIDADE BÁSICA DA MADEIRA DE Cryptomeria japonica (Thunb. ex L. f.) D. Don EM POVOAMENTOS NO MUNICÍPIO DE RIO NEGRO PR

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1 TEORES DE CARBONO E DENSIDADE BÁSICA DA MADEIRA DE Cryptomeria japonica (Thunb. ex L. f.) D. Don EM POVOAMENTOS NO MUNICÍPIO DE RIO NEGRO PR Mateus Niroh Inoue Sanquetta 1 ; Carlos Roberto Sanquetta 2 ; Ana Paula Dalla Corte 3 ; Francelo Mognon 4 ; Veruza Cristina Mendonça 5 1. Graduando em Engenharia Florestal da Universidade Federal do Paraná, Curitiba, Brasil (mateus.sanquetta@hotmail.com) 2. Professor Doutor da Universidade Federal do Paraná 3. Professora Doutora da Universidade Federal do Paraná 4. Doutorando em Engenharia Florestal da Universidade Federal do Paraná 5. Bióloga,Técnica de laboratório da Universidade Federal do Paraná Centro BIOFIX de Pesquisa em Biomassa e Sequestro de Carbono Universidade Federal do Paraná - UFPR Av. Lothário Meissner, 900 Jardim Botânico Curitiba PR, Brasil Recebido em: 30/09/2013 Aprovado em: 08/11/2013 Publicado em: 01/12/2013 RESUMO A densidade da madeira e os teores de carbono dos compartimentos aéreos de indivíduos adultos de Cryptomeria japonica foram determinados em laboratório. Os dados estudados advêm de indivíduos com 33 anos de idade, plantados no município de Rio Negro, no estado do Paraná. As análises foram feitas para lenho, casca, galhos e folhas. A densidade básica da madeira (lenho) média tanto para cerne quanto alburno foi da ordem de 0,4 g.cm -3, ocorrendo diferença significativa entre os materiais lenhosos (p=0,0280). Os teores médios de carbono variaram de 42,06% para casca a 45,65% para folhagem, havendo diferença significativa entre esses dois materiais ao nível de 5% de probabilidade. O cerne apresentou maior teor de carbono em relação ao alburno, sendo de 44,66% e 42,64%, respectivamente, com diferença significativa a 5%. Não foi verificada correlação entre a densidade básica e o teor de carbono no lenho da espécie estudada. PALAVRAS-CHAVES: carbono, cedro japonês, plantações florestais, mudanças climáticas. BASIC WOOD DENSITY AND CARBON CONTENT IN INDIVIDUALS OF Cryptomeria japonica (Thunb. ex L. f.) D. Don IN FOREST STANDS IN RIO NEGRO COUNTY PR, BRAZIL ABSTRACT Basic wood density and carbon content of aerial biomass compartments of adult Cryptomeria japonica individuals were determined in laboratory. The data analyzed came from 33 years old trees planted in the municipality of Rio Negro, in the state of Paraná. Analyses were made for wood, bark, branches and leaves. The basic wood density (wood) average from 0,3704 g.cm -3 for the sapwood to 0,4002 g.cm -3 for heartwood, and significant difference at 5% probability between the woody materials ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, n.17; p

2 was noticed. The concentration of carbon ranged from 42.06% to 45.65% for the bark and foliage, respectively, and significant difference between these two materials at 5% probability were noticed. Heartwood showed a higher carbon content in comparison to sapwood, being 44,66% and 42,64%, respectively, with significant difference at 5%. There was no correlation between basic density and carbon content in the wood of the species studied. KEYWORDS: carbon, Japanese cedar, forest plantations, climate change. INTRODUÇÃO Conhecer o potencial de armazenamento de carbono em ecossistemas florestais é fundamental para avaliar as mudanças de uso da terra decorrentes de atividades humanas. Inserir esse componente é imprescindível para as políticas públicas em diferentes escalas (WATSON, 2009). Devido à fixação de carbono, as florestas desempenham um papel importante no balanço global de carbono, contribuindo para atenuar as mudanças climáticas. No entanto, dependendo do seu manejo, podem se constituir em grande fonte emissão de carbono (HOUGHTON, 2005; BROADMEADOW e MATTHEWS (2003); SANQUETTA et al., 2011, CORTE et al., 2012). Isso demonstra que sua função é fundamental para os esforços globais a fim combater o aquecimento global. Comumente conhecida como credo japonês ou sugi, no Japão, país originário da espécie, Cryptomeria japonica (Thunb. ex L. f.) D. Don é uma conífera pertencente à família Taxodiaceae. No mercado asiático, a espécie é uma das mais importantes, por fornecer peças de grande porte, e leveza e alta densidade no seu lenho de coloração avermelhada (TAKATA e TERAOKA, 2002). Responde bem às tecnologias silviculturais, associadas à qualidade e diversidade de utilização de sua matéria-prima para fábricas de celulose e papel, marcenaria, entre outras. Apresenta boa adaptação ao clima frio do sul do País (SANTOS et al., 2000) e destaca-se pelo seu rápido crescimento principalmente nos primeiros anos (CAPALDI, 2002), quando pode ser similar ao Pinus taeda (DOBNER JÚNIOR et al., 2013), podendo até apresentar maior incremento em relação ao Pinus elliottii, como citado em KON (1973). Este trabalho teve como objetivo avaliar a densidade básica da madeira e os teores de carbono nos compartimentos aéreos em povoamentos de C. japonica localizados em Rio Negro, no Estado do Paraná. Objetivou-se também comparar essas características em distintos materiais lenhosos, analisando as variações no cerne e no alburno. MATERIAL E MÉTODOS Área de Estudo O presente estudo foi desenvolvido com amostras advindas da Estação Experimental da Universidade Federal do Paraná (UFPR), localizada às margens da rodovia BR-116, com sede distando aproximadamente 5 quilômetros do município de Rio Negro. O Rio Negro está situado no segundo planalto paranaense, sudeste do estado, na latitude de Sul e longitude Oeste, com altitude média de 780 metros (PEREIRA, 2009). Material Foram analisados os compartimentos aéreos de 20 indivíduos de C. japonica com aproximadamente 30 anos. As amostras foram separadas em compartimentos, ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, n.17; p

3 sendo eles: madeira, casca, galhos e folhagem (acículas). Na madeira, o lenho foi separado em base, meio e topo, sendo diferenciado, tanto na base quanto no meio do fuste, o cerne e o alburno. Os discos de madeira retirados foram separados em diferentes alturas. As cascas dos respectivos discos foram retiradas e posteriormente unificadas, usando assim amostras compostas de cada indivíduo para o compartimento casca. Análises Laboratoriais Após a coleta de dados, as amostras foram encaminhadas ao BIOFIX (Centro de Excelência em Pesquisas sobre Fixação de Carbono na Biomassa) pertencente à UFPR, onde foram submetidas à secagem em estufa a 70 o C. Uma vez separados e secos, foram preparadas as cunhas de cada um dos discos da base para determinação da densidade básica da madeira. Para determinar esta variável foi empregado o método da balança hidrostática, recomendado pela ABTCP M 14/70 (ABTCP, 1974). O método consiste em submergir as amostras até total saturação, pesar a amostra saturada em balança digital e pesa-la novamente com a balança hidrostática, onde o material é imerso na água sem tocar as laterais do recipiente tarado, depois o material é totalmente seco, até atingir peso constante. Com estes dados, calcula-se a densidade pela divisão entre a massa seca pela massa saturada imersa subtraída pela massa úmida, conforme equação 1. Onde: Db = Densidade básica (g.cm -3 ); Ms = Massa seca (g); Mi = Massa imersa saturada (g); Mu = Massa saturada (g). O restante do material foi fragmentado e moído até a consistência de pó, empregando-se um moinho de seis facas e peneiras metálicas. No procedimento de moagem tomou-se o cuidado para não haver contaminação das amostras, mediante a limpeza do moinho com um jato de ar comprimido a cada moagem. Para a determinação dos teores de carbono foi utilizado o analisador LECO C-144, que emprega o método da combustão a seco, no qual a amostra de material sólido é levada á combustão total, sendo que um sensor infravermelho detecta a quantidade de carbono total (MARCENE et al., 2006). Análises Estatísticas Os dados de densidade da madeira e do teor de carbono dos compartimentos aéreos foram submetidos a análises estatísticas descritivas e análise de variância (ANOVA) para verificar diferenças significativas entre as médias das variáveis de interesse a uma probabilidade de 5%. Apresentando diferenças significativas entre as médias, aplicou o teste de Tukey para identificar quais foram às médias que diferiram significativamente. RESULTADOS E DISCUSSÕES Para os dados de densidade básica, observou-se homogeneidade de variância. Devido à heterogeneidade dos dados individuais de teor de carbono e a ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, n.17; p

4 proximidade das médias obtidas nos compartimentos de base, meio e ponta para alburno e para base e meio em cerne, os dados foram unificados em dois compartimentos, sendo eles: alburno e cerne. Com maior número de dados nos compartimentos, observou-se homogeneidade de variância, tornando possíveis as análises estatísticas desta variável. Calculada a partir dos discos da base, a densidade básica da madeira de C. japonica, aqui analisada variou, em termos médios de 0,3704 g.cm -3 para alburno a 0,4002 g.cm -3 para o cerne (Tabela 1). Na prática é utilizado o valor de 0,4 g.cm -3 em ambos os casos. TABELA 1 Densidade básica e teor de carbono em C. japonica em Rio Negro PR. Densidade básica (g.cm -3 ) Material Média Desvio Padrão CV (%) nº Alburno 0,3704b 0, , Cerne 0,4002a 0, , Teor de carbono (%) Material Média Desvio Padrão CV (%) nº Alburno 42,6425b 1,082 2, Cerne 44,6608a 1,194 2, Casca 42,0600b 0,790 1, Galho 42,8921b 1,546 3, Folhagem 45,5640a 1,453 3, Nota: CV = coeficiente de variação; n o : número de observações na análise. Para a densidade básica, foi observada diferença significativa a 5% de probabilidade entre cerne e alburno. Os valores das médias e dos limites superiores e inferiores em relação ao desvio padrão são vistos na Figura 1. FIGURA 1 Densidade básica da madeira da base em C. japonica de Rio Negro PR. Observando as literaturas que existem sobre a densidade básica da madeira de C. japonica e, comparando com os valores aos encontrados nesse estudo, percebe-se que os valores diferem pouco. PINTO e IWAKIRI (2011) encontraram 0,400 g.cm -3, já PEREIRA et al. (2003) observaram 0,360 g.cm -3 (Figura 2). Foi encontrado apenas um valor destoante, citado em CARNEIRO et al. (2009), onde foi observado o valor de 0,255 g.cm -3. Não foram encontrados estudos com a ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, n.17; p

5 separação da determinação de densidade básica para cerne e alburno, como apresentado nesse trabalho. FIGURA 2 Comparação da densidade básica da madeira de C. japonica neste estudo com a literatura. NOTA: Ref. 1: PINTO e IWAKIRI (2011); Ref. 2: Pereira et al. (2003) Já os teores de carbono variaram em termos médios de 42,06% para casca a 45,56% para a folhagem, havendo diferença significativa entre esses dois materiais ao nível de 5% de probabilidade. Os teores de carbono da madeira de alburno, da casca e dos galhos, mostraram tendências a apresentar valores de teor de carbono próximos e sem diferença significativa ao nível de 5%, assim como para os teores de carbono de cerne e da folhagem. No entanto, para cerne e folhagem, os valores tendem a serem maiores. Na Figura 3 estão apresentados os valores médios dos teores por compartimentos, bem como, os limites inferior e superior em relação ao desvio padrão. FIGURA 3 Teores de carbono nos compartimentos aéreos em C. japonica em Rio Negro PR. Como se observa na Tabela 2, os valores para teores de carbono encontrados para C. japonica neste estudo são menores do que os encontrados por ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, n.17; p

6 ABREU (2011), que estudou indivíduos de C. japonica com 35 anos de idade na região dos Açores, em Portugal. C. japonica apresentou valores médios próximos aos encontrados em outras espécies citadas na literatura (Tabela 2). Para fuste, o maior teor encontrado foi 46,47% para Eucalyptus tereticornis, o menor 41,4% para Styrax leprosus. Para C. japonica o valor médio encontrado foi de 43,9%. O teor de carbono na casca aqui encontrado foi maior do que os identificados na literatura, oscilando de 42,06% para C. japonica até 34,33% para Eucalyptus urophylla. Nos galhos, o maior teor encontrado foi para Pinus taeda (43,37%), ao passo que C. japonica apresentou o segundo maior teor de carbono (42,78%). Já o menor valor encontrado foi de Eucalyptus brassiana (33,13%). Assim como os galhos, a folhagem também apresentou grande variação, sendo o maior valor encontrado de 46,01% para Myrsine ferruginea. C. japonica, por sua vez, apresentou o terceiro maior valor (45,67%), sendo o menor valor observado, de 37,33%, para Eucalyptus brassiana. TABELA 2 Comparação dos teores de carbono entre espécies e compartimentos encontrados na literatura. Espécie Fuste Casca Galhos Folhagem Cryptomeria japonica 1 50,56 52,04* 52,04* Estudo 43,9 42,06 42,78 45,67 Myrsine ferruginea 2 46,1 42,1 42,2 46,1 Ocotea porosa 2 45,8 41,1 37,3 45,8 Mimosa scabrella 2 44,9 37,2 40,9 44,9 Pinus taeda 3 45,42 40,81 43,37 44,61 Ilex paraguariensis 2 44,4 40,00 41,4 44,4 Araucaria angustifolia 3 44,97 40,08 41,8 43,84 Symplocos uniflora 2 42,7 38,7 40,2 42,7 Styrax leprosus 2 41,4 37,7 39,2 41,4 Eucalyptus tereticornis 4 46,47 35,07 33,53 39,33 Eucalyptus brassiana 4 44,73 37,53 33,13 37,33 Eucalyptus urophylla 4 41,72 34,33 35,39 34,83 NOTA: Ref. 1: Abreu (2011); Ref. 2: Weber et al. (2006); Ref. 3: Sanquetta et al. (2008); Ref.4: Alves (2007). *Teor publicado para a copa da árvore. Percebe-se que os teores de carbono nos compartimentos aéreos em C. japonica aqui estudados são comparáveis aos encontrados na literatura para outras espécies florestais, variando de 39% a 45%, em termos gerais. Os únicos valores destoantes são os apresentados por ABREU (2011), sendo em maioria, inferiores ao valor sugerido como default pelo IPCC (2003) e adotado em projeto de quantificação de carbono em ecossistemas florestais. Valores muito menores do que o de 50%, que têm sido empregados em muitas pesquisas desta temática. Quantificar os estoques de carbono de ecossistemas florestais, a partir do teor é essencial. No entanto, alguns pressupostos genéricos amplamente utilizados referentes à biomassa e sua composição (biomassa composta de 50% de carbono na base no peso / peso) podem gerar erros numéricos, uma vez que esses valores são suportados por poucas análises químicas (MARTIN e THOMAS, 2011). A metodologia de quantificação de carbono muitas vezes fundamentada em análises químicas e realizada com amostras de material seco sem levar em conta os ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, n.17; p

7 compostos voláteis, pode representar um valor de 1,3 a 2,5% menor do que o total de carbono contido na amostra (THOMAS e MARTIN, 2012). Pode-se dizer ainda que não foi observada uma tendência na relação da variável ao teor de carbono e com a variável densidade básica da madeira, tanto para o compartimento cerne quanto para o alburno da espécie estudada (Figura 4). Para as amostra do cerne a correlação calculada para essas variáveis foi de r = 0,003 e para alburno r = 0,25. FIGURA 4 Relação entre densidade básica da madeira da base e teor de carbono em amostras de indivíduos de C. japonica advindas de Rio Negro PR. CONCLUSÕES Os valores de densidade encontrados foram próximos a 0,4 g.cm 3 para o cerne e para o alburno. Estatisticamente houve diferença significativa entre os valores (p=0,0280). Nas idades analisadas, o cerne apresenta marcante diferença no tocante à densidade básica em relação ao alburno, verificando-se diferença significativa. Compartimentos como o alburno, casca e galhos, mostraram tendências a apresentarem valores muito próximos, no tocante aos teores de carbono. Com valores notadamente maiores, o cerne tende a apresentar valores similares aos da folhagem. Os teores de carbono aqui encontrados são inferiores ao valor default sugeridos pelo IPCC (2003) e consideravelmente abaixo do valor de 50% adotado em muitas pesquisas. Isso se deve à generalização do teor adotado pelo IPCC, que é fundamentado em uma média geral para várias espécies. Apesar da inferioridade do teor de carbono da espécie estudada em relação do valor default, estes são comparáveis aos de outras espécies de importância na silvicultura no Brasil. REFERÊNCIAS ABREU, P. M. R. Contributo da criptoméria para o sequestro de carbono nos Açores p. Dissertação (Mestrado em Engenharia do Ambiente). Universidade de Aveiro, Aveiro, ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.9, n.17; p

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