MODELAGEM E PRODUÇÃO DE BIOMASSA DE ESPÉCIES DA CAATINGA, PERNAMBUCO, NORDESTE DO BRASIL Francsco Tarcíso Alves Júnor 1, Rnaldo Luz Caracolo Ferrera, José Antôno Alexo da Slva, Germán Hugo Gutérrez Céspedes 3, Danel Alberto Alvarez Lazo 4 1 Programa de Pós-Graduação em Cêncas Florestas, Bolssta PNPD/CAPES/FACEPE/UFRPE. Unversdade Federal Rural de Pernambuco, Rua Dom Manoel de Mederos, s/n, Dos Irmãos, CEP 5171-9, Recfe-PE, Brasl. tarcsoalvesjr@yahoo.com.br Unversdade Federal Rural de Pernambuco, Rua Dom Manoel de Mederos, s/n, Dos Irmãos, CEP 5171-9, Recfe-PE, Brasl. Bolssta de Produtvdade do CNPq. rnaldo@dcfl.ufrpe.br; alexo@dcfl.ufrpe.br 3 Empresa Agrondustral Excelsor S.A. (AGRIMEX), Engenho Itapcrca, CEP 559-, Goana- PE, Brasl. germanguterrez@joaosantos.com.br 4 Unversdad de Pnar del Río. Martí Fnal a Esq, 7 de Novembre. Pnar del Río. Cuba. danel@af.upr.edu.cu RESUMO Objetvou-se modelar a produção de bomassa verde de espéces da caatnga com potencal maderero, muncípo de Floresta, Pernambuco, Brasl. Os ndvíduos com város fustes provenentes de rebrota e bfurcadas na base ( 3 cm) foram mensurados como árvores ndvduas, Meddas a altura total e as crcunferêncas do fuste a,3;,5;,7;,9; 1,1; 1,3; 1,5; 1,7;,3 m de altura; e, daí por dante de 1, m em 1, m até o fnal da árvore, obedecendo ao lmte de nclusão de 6 cm de crcunferênca. Os galhos foram transformados em toretes de 1, m de comprmento e meddas suas extremdades. Foram pesadas as árvores, fuste e galhos separadamente. Foram testados para estmar a bomassa os modelos consderados clásscos na lteratura. A bomassa verde máxma dos galhos fo mas de duas vezes a do fuste. A massa total máxma das árvores amostras fo de 536 kg, com altura méda de 4,5 m e DAP médo de 4,61 cm. O coefcente de varação dos modelos testados varou de 39,39 a 15,9%, apresentando valores de Raj. entre,6736 e,9783. Com relação ao Syx, os valores vararam de 3,434 a 13,33. O modelo que utlzou o quadrado das varáves, crcunferênca na altura de 1,3m, a crcunferênca na base do maor galho e o número de ganho, proporconou melhores meddas de precsão, e que o modelo de Schumacher-Hall apresentou dstrbução mas homogênea dos resíduos. Palavras-chave: lenha, savana estépca; equações alométrcas ABSTRACT The objectve of modelng the producton of green bomass of steppe savanna (caatnga) speces wth tmber potental, muncpalty of Floresta, Pernambuco, Brazl. Indvduals wth multple stems sproutng from the base ( 3 cm ) were measured as ndvdual trees, measures the total heght and crcumference of the bole to.3,.5,.7,.9, 1, 1, 1.3, 1.5, 1.7,.3 m hgh, and, thereafter 1. m at 1. m by the end of the tree, obeyng the lmt for ncluson of 6 cm n crcumference. The branches were transformed nto bolts, 1. m long and measure ts ends. Trees, bole and branches were weghed separately. Were tested for bomass models consdered classcs n lterature. The maxmum green bomass of the branches was more than twce that of the stem. The maxmum gross weght of the sample trees was 536 kg, wth a mean heght of 4.5 me DAP average of 4.61 cm. The coeffcent of varaton of the models tested ranged from 39.39 to 15.9%, wth values R aj. between.6736 and.9783. Regardng S yx, the values ranged from 3.434 to 13.33. The model we used the square of the varables, the crcumference at the heght of 1.3 m, the largest crcumference of the base branch and the number of gan steps provded better accuracy, and that the Schumacher-Hall model had more homogeneous dstrbuton of the resduals. Keywords: wood; steppe savanna; allometrc equatons INTRODUÇÃO A utlzação de bomassa, para fns energétcos, é tão antga quanto à própra cvlzação. Até o século XVIII, a prncpal fonte de energa da humandade era a lenha. O emprego da bomassa como combustível, para geração de méda e de larga escala, vem sendo objeto de estudo em dversos países, nclusve no Brasl (BRITO, 1997; VASCONCELLOS, ; NOGUEIRA; LORA, 3; LIMA et al., 6; BRITO, 7).
O uso energétco, tanto de florestas natva quanto de plantadas é a prncpal aplcação mundal da madera (GENTIL, 8). O seu uso no contexto mundal se evdenca nos países em desenvolvmento onde a madera é um componente de vtal mportânca na realdade mundal de centenas de mlhares de pessoas que tem a lenha como a fonte energétca predomnante (BRITO; CINTRA, 4). O Brasl se destaca entre as economas ndustralzadas pela elevada partcpação das fontes renováves em sua matrz energétca. Isso se esclarece por algumas característcas ambentas do país, como uma baca hdrográfca com város ros de planalto, fundamental à produção de eletrcdade e o fato de ser o maor país tropcal do mundo, dferencal postvo para a produção de energa de bomassa (VASCONCELLOS, ; MAPA, 6). A lenha tem um papel mportante no Brasl como fonte de energa desde o período colonal. Nos últmos 7 anos, houve modfcações na matrz energétca braslera, pos em 194 foram consumdos 6,4% de petróleo e dervados, 85,7% de bomassa, consttuídos por 83,3% de lenha. Já em 8, 8,6% da energa prmára do Brasl era consttuída de bomassa, sendo 17% representada pela cana-deaçúcar e 11,6%, pela lenha que era utlzada de forma dreta (combustão) em fornalhas, calderas e fogões e de forma ndreta, em carvão (BRASIL, 9). Hstorcamente, a regão nordeste do Brasl guarda relação de grande dependênca socoeconômca pelo recurso florestal, especalmente da caatnga, formação vegetal típca do semárdo (CAMPELLO et al., 1999). O setor florestal na regão gera cerca de 17 ml empregos dretos e 5 ml ndretos, além de contrbur com 15% da renda global dos produtores, destaca-se também pela sua produção de lenha, uma vez que 35% do seu parque ndustral têm a lenha como sua fonte de energa prmára, além de atender a 7% da demanda energétca dos domcílos da regão (CAMPELLO et al., ). Isto tem feto com que o produto florestal desempenhe papel fundamental na economa nformal, sendo uma das poucas alternatvas econômcas para a geração de renda das famílas ruras nos períodos de estagens (MOURA et al., 6). A obtenção de estmatvas precsas de produtvdade em formações vegetas tropcas é um pré-requsto mportante no estabelecmento de ações de manejo florestal (RESENDE et al., 6). Dante do exposto, objetvou com esta pesqusa modelar a produção de bomassa verde de espéces da caatnga, muncípo de Floresta, localzado no estado de Pernambuco, nordeste do Brasl. MATERIAL E MÉTODOS O nventáro florestal fo realzado em uma área com cerca de 5 ha (8 3 37 S e 37 59 7 W) com vegetação de caatnga na fazenda Itapemrm, com extensão de aproxmadamente 6. ha, na mesorregão do São Francsco Pernambucano. O muncípo de Floresta é banhado pela baca hdrográfca do Ro Pajeú e seu clma, segundo a classfcação de Köppen, é do tpo BSh, semárdo quente, apresentando precptação méda anual de aproxmadamente 53 mm, com período chuvoso de janero a abrl, e temperatura méda anual de 6,1 ºC. O muncípo possu uma área de 3.643,97 Km² e uma alttude méda de 33 m. A vegetação da área é do tpo savana-estépca (VELOSO et al., 1991), caracterzada por vegetação arbustvo-arbórea, com presença de cactáceas e estrato herbáceo podendo conter, em alguns locas, macambra (Bromela lacnosa Mart. ex Schultes f.) e caroá (Neoglazova varegata (Arr. Cam.) Mez.).
O solo da regão é classfcado como Luvssolo Crônco poucos profundos, textura superfcal arenosa a méda e superfcal. Nas vertentes dos vales predomnam os solos cascalhentos, porém mas fértes (EMBRAPA, 7). Os ndvíduos mensurados foram dentfcados no local com o nome vulgar, coletando-se materal botânco para posteror dentfcação e herborzação no herbáro Sérgo Tavares do Departamento de Cênca Florestal da UFRPE. Os ndvíduos com város fustes provenentes de rebrota e bfurcadas na base ( 3 cm) foram mensurados como árvores ndvduas, conforme adotado por Araújo et al. (4). Meddas a altura total e as crcunferêncas do fuste a,3;,5;,7;,9; 1,1; 1,3; 1,5; 1,7;,3 m de altura; e, daí por dante de 1, m em 1, m até o fnal da árvore, obedecendo ao lmte de nclusão de 6 cm de crcunferênca. Os galhos, maores que o nível de nclusão, foram transformados em toretes de 1, m de comprmento e meddas suas extremdades. Foram testadas para estmar a bomassa os modelos de Schumacher e Hall (1933) e Spurr (195), consderados clásscos na lteratura florestal (MACHADO; FIGUEIREDO FILHO, 3; CAMPOS; LEITE, 6), e que consderam como varáves ndependentes o dâmetro e a altura das árvores. Também foram testados os modelos de Rbero et al. (1), que levam em consderação o número de galhos e a crcunferênca na base do maor galho, além das varáves já consderadas pelos modelos anterores. E o modelo de Slva et al. (199), que dspensa o uso de varáves de dfícl obtenção, como altura por exemplo, e estma a varável dependente com base no volume da prmera tora ou combnações de seções do tronco (Tabela 1). Aplcações da metodologa para estmar volume de árvores com base na prmera tora podem ser verfcadas em Slva e Borders (1993) e Rbero et al. (1). Os cálculos foram realzados com o auxlo dos softwares Excel 3 e Statstca 6 (STATSOFT, 1). Tabela 1. Modelos ajustados para estmar bomassa verde de árvores de uma área de caatnga na Fazenda Itapemrm, muncípo de Floresta, Pernambuco, Brasl. Eq. Modelo Autor 1 CAP. H. CG 3 4 5 6 7 8 9 1 11 1 1. 3 1. CAP. H 3. NG 1. CAP. H 3. 1. CAP. H 3 CG. NG 1. CAP. H. CG 3. NG 1. CAP. CG 3. NG. CAP. H 1. CAP 1. H 1. CAP. CG 3. 1. VS... n. VSn 1. VS. NG 1. VS. CG NG (Rbero et al., 1) (Rbero et al., 1) (Rbero et al., 1) (Spurr, 195) (Schumacher; Hall, 1933) (Slva et al., 199) Em que: = BV - Bomassa verde (kg); VS = volume da secção, varando de 1 a 8; H =Altura da árvore (m); CAP = Crcunferênca à Altura do Peto (m), à 1,3 m do solo; NG = número de galhos; CG = crcunferênca na base do ganho maor (m); (*) a secção (VS ) utlzada fo a que apresentou (*) (*)
maor contrbução após o ajuste do modelo 1; β, β 1, β, β 3, β 4: parâmetros dos modelos, n varando de 1 à 8; ξ = erro aleatóro. O procedmento Stepwse fo aplcado nos modelos que utlzam mas de uma varável ndependente. Sendo que no modelo de Slva et al. (199), consderaram as 8 varações de tamanhos de seções meddas no ntervalo de,3 m a 1,7 m (Tabela ). No teste de seleção das varáves ndependentes, usou-se um nível de probabldade de F nferor a 1%. Tabela : 8 combnações de seções da prmera tora, utlzadas na avalação da bomassa verde de árvores de uma área de caatnga na Fazenda Itapemrm, muncípo de Floresta, Pernambuco, Brasl. Intervalo do tronco (m) Comprmento (m) Secção Intervalo do tronco (m) 1,3 a,5;, 15,7 a 1,1;,4,3 a,7;,4 16,7 a 1,3;,6 3,3 a,9;,6 17,7 a 1,5;,8 4,3 a 1,1;,8 18,7 a 1,7; 1 5,3 a 1,3; 1 19,9 a 1,1;, 6,3 a 1,5; 1,,9 a 1,3;,4 7,3 a 1,7; 1,4 1,9 a 1,5;,6 8,5 a,7;,,9 a 1,7;,8 9,5 a,9;,4 3 1,1 a 1,3;, 1,5 a 1,1;,6 4 1,1 a 1,5;,4 11,5 a 1,3;,8 5 1,1 a 1,7;,6 1,5 a 1,5; 1 6 1,3 a 1,5;, 13,5 a 1,7; 1, 7 1,3 a 1,7;,4 14,7 a,9;, 8 1,5 a 1,7;, Secção Comprmento (m) Os crtéros para adoção da melhor equação foram: Coefcente de determnação ajustado (R² aj ), Erro padrão da estmatva (S yx ), Coefcente de varação (CV) e Análse gráfca dos resíduos (FINGER, 199; SCHNEIDER et al., 9). RESULTADOS E DISCUSSÃO A bomassa verde máxma dos galhos fo mas de duas vezes a do fuste. A massa total máxma das árvores amostras fo de 536 kg, com altura méda de 4,5 m e DAP médo de 4,61 cm (Tabela 3). O coefcente de varação dos modelos testados varou de 39,39 a 15,9%, apresentando valores de R aj. entre,6736 e,9783. Com relação ao S yx, os valores vararam de 3,434 a 13,33. Com base nas meddas de precsão, para estmar bomassa verde (BV) da vegetação de caatnga em estudo, o modelo 9 BV 1. CAP. CG 3. NG (R = 97,87%, S yx = 3,43 e CV= 39,39%) prestou melhor ajuste que os demas. Os modelos 1 e não se ajustaram bem aos dados, apresentando as pores meddas de precsão (Tabela 4). Tabela 3. Valores médos ± desvo-padrão de bomassa verde (kg) da parte aérea de espéces da Caatnga, muncípo de Floresta, Pernambuco, Brasl. Em que: N: número de ndvíduos, DAP: dâmetro a altura do peto, a 1,3 m do solo, NG: número de galhos, H: altura, BVf: bomassa verde do fuste, BVg: bomassa verde de galhos, BVt: bomassa verde total
Espéce N DAP(cm) NG H (m) BVf (kg) BVg (kg) BVt (kg) Anadenanthera colubrna var. cebl 17 8,57±4,65 4,6±4,19 5,61±1,53 7,91±5,66 16,5±3,95 44,16±47,1 Erythrostemon calycna 3,33±,18,33±,58 3,57±,15,87±,3,1±,17,97±,4 Poncanella bracteosa 4,96±,7 1,46±,8 4,±,88 6,5±4,91,1±3,77 8,35±8,7 Cndoscolus quercfolus 5 1,9±4,68 1,±6,4 6,58±,74 44,1±31,9 7,8±1,3 71,9±47,35 Cndoscolus bahanus 7 4,16±1,35,71±,76 4,31±,83 4,61±3,9,6±,99 5,4±4,11 Commphora leptophloeos 7 17,37±9,1 15,9±13,7 6,3±1,63 89,14±67,1 16,57±136,5 15,71±197,4 Pptadena stpulacea 1 3,93±1,59 1,57±,36 5,4±1,7 5,4±4,43 1,83±,46 6,87±6,7 Mmosa ophthalmocentra 81 3,33±,91,96±1,37 3,89±,58,77±1,6,95±1,76 3,7±3,6 Mmosa tenuflora 7,±4,1 3,5±4,53 5,43±1,63 16,73±18,5 1,18±17,74 6,9±35,33 Manhot carthagnenss subsp. glazov 4 7,64±3,7,75±,96 5,6±1,51 17,75±1,74 1,48±,69 19,3±1,31 Bauhna chelanta 19,5±,38,5±,3 3,11±,58,76±,57,±,7,77±,59 Aspdosperma pyrfolum 45 4,6±1,84 1,44±,8 3,84±,73 5,15±3,97,78±7,38 7,9±1,4 Jatropha mollssma 5 3,18±1,7,±,45,8±,55,1±1,41,6±,13,18±1,47 Croton rhamnfolus 61,4±,48,5±, 3,15±,6 1,1±,68,1±,5 1,13±,7 Thloa glaucocarpa 7,36±,7-3,43±,45,89±,36 -,89±,36 Sampao et al. (1) estudando a valdação de equações já desenvolvdos para quatro espéces da caatnga de áreas consderadas maduras e ajustou novas equações específcas para a regeneração destas espéces, após serem cortadas para lenha. As melhores equações para estmar a bomassa (kg) das partes aéreas, fo com base no dâmetro do fuste à altura de 1,3 m (DAP), Poncanella pyramdals, B =.319DAP 1.8838 (R =,68); Croton blanchetanus, B =.4171DAP 1.561 (R =,6); Mmosa ophthalmocentra, B =.4369DAP 1.8493 ; (R =,81); e Mmosa tenuflora, de duas procedêncas, B =.3344DAP 1.9648 (R =,7) e.4138dap 1.7718 (R =,64) e com menores ajuste as equações que utlzavam a varável combnada de DAP (cm) com altura total das plantas H (m), área da copa C (m ) e/ou densdade da madera (g. cm -3 ). Tabela 4: Estmatvas dos parâmetros e meddas de precsão das equações testadas para a estmatva de bomassa verde de espéces de um área de caatnga na Fazenda Itapemrm, muncípo de Floresta, Pernambuco, Brasl. (*) Modelos das equações, ver tabela 1. Eq. Coefcentes R aj S yx CV 1 3 4 (%) (%) 1-11,857618,87339 -,14687,16487 67,36 13,33 15,9-4,375343,43159 -,11517,649849 85,74 8,8113 11,7 3 3,31771,739866 -,86139,33393 93,79 5,8139 66,69 4 1,58487,695913 -,63193,36339 94,78 5,398 61,13 5 -,348897,695417 -,54886,368133 96,5 4,3668 5,9 6 -,15189,65569 -,115694,448419 95,6 5,1876 59,5 7,337574,964867 93,8 6,137 7,39 8 89,6389,96333,839837 93,14 6,1131 7,1 9,948,56955,66494,93437 97,83 3,434 39,39 1 -,148634,93751 1,84414 -,365797,58838 93,67 5,899 67,43 11 -,16797,6989,31913 95,54 4,939 56,56 1 -,669859,896691,1648 9,91 6,17 71,36
Em que: Eq. = equações; β, β 1,..., β n = coefcentes das equações; R aj = coefcente de determnação ajustado; S xy = erro padrão da estmatva; CV = coefcente de varação; Modelos das equações, ver tabela 4. Houve uma tendênca à subestmação do volume das árvores de menor dâmetro pelas equações 1,, 3, 4, 6, 1, 11 e 1 e superestmação das árvores menores pelas equações 5, 7, 8 e 9 (Fgura 1). Avalando as dstrbuções dos resíduos das estmatvas, fo observado um erro percentual maor para as classes menores. Campos et al. (1), estmando volume de povoamentos mstos de mata natva em Mnas Geras verfcou erros para volume de galhos superores da 5%, bem como a mesma superestmação para volumes nas classes de DAP até cm. Hguch et al. (1998), Chambers et al. (1), Santos et al. (1) dentfcaram a mesma superestmação para os menores valores de DAP estmando ftomassa acma do solo na Amazôna. Santos et al. (6) salentaram que modelos de volume e bomassa testados para espéces natvas folhosas os erros em geral são elevados, devdo às espéces possuírem arquteturas de fuste dferencadas. Fgura 1: Dstrbução dos resíduos percentuas em relação ao CAP de modelos testados, com melhores meddas de precsão, para estmar bomassa verde de árvores em uma área de caatnga na Fazenda Itapemrm, Floresta-PE. Em que: A= equação 4; B= equação 5; C= equação 6; D= equação 8; E= equação 9; F= equação 11. CONCLUSÕES A bomassa da vegetação concentrou-se nos ndvíduos de até 15 cm de DAP, em vrtude das altas densdades nesta faxa de dâmetro.
As equações apresentaram uma tendênca a superestmação da bomassa das árvores de menor dâmetro pelas equações. O modelo 9 que utlzou o quadrado das varáves, crcunferênca na altura de 1,3m (CAP), a crcunferênca na base do maor galho (CG) e o número de ganho (NG), proporconou melhores meddas de precsão, e que o modelo de Schumacher-Hall apresentou dstrbução mas homogênea dos resíduos, na maora dos dados analsados. AGRADECIMENTOS A CAPES, CNPq e FACEPE pela concessão das bolsas de estudo. A Agrmex pela dsponbldade da área para pesqusa. BIBLIOGRAFIAS ARAÚJO, L. V. C.; LEITE, J. A. N.; PAES,. J. B. Estmatva da produção de bomassa de um povoamento de jurema-preta (Mmosa tenuflora (Wlld.) Poret. com cnco anos de dade. Bomassa & Energa, Vçosa-MG, v. 1, n. 4, p. 347-35, 4. BRITO, J. O. Fuelwood utlzaton n Brazl. Bomass and Boenergy, v. 1, n. 1, p. 69-74, 1997. BRITO, J. O.; CINTRA, T. C. Madera para energa no Brasl: Realdade, vsão estratégca e demandas de ações. Bomassa & Energa, v. 1, n., p. 157-163, 4. BRITO, J. O. O Uso Energétco da Madera. Estudos Avançados, v. 1, n 59, p. 185-193, 7. BRASIL. Mnstéro de Mnas e Energa. Balanço Energétco Naconal 9: ano base 8. EPE: Ro de Janero, 9. CAMPELLO, F. B. et al. Dagnóstco florestal da regão Nordeste. Brasíla-DF: FAO/IBAMA, 1999. p. CAMPELLO, F. C. B. et al. Avalação dos recursos florestas da Área de Proteção Ambental Chapada do Ararpe. Crato: MMA,. 68 p. CAMPOS, J. C. C. et al. Estmação de volumes do tronco e da copa de árvores de povoamentos mstos. Revsta Árvore, Vçosa-MG, v. 5, n. 4, p. 471-48, 1. CAMPOS, J. C. C.; LEITE, H. G. Mensuração Florestal: perguntas e respostas. ed. Vçosa-MG: UFV, 6. 47 p. CHAMBERS, J.Q. et al. Tree damage, allometrc relatonshps, and above-ground net prmary producton n central Amazon forest. Forest Ecology and Management, v. 15, p. 73-84, 1. EMBRAPA - Empresa Braslera de Pesqusa Agropecuára. Zoneamento Agroecológco do Estado de Pernambuco ZAPE. 7. Dsponível em:<http://www.uep.cnps.embrapa.br/zape>. Acesso em: 15 dez. 1. FINGER, C. A. G. Fundamentos de bometra florestal. Santa Mara: UFSM, FATEC, 199. 69 p. GENTIL, L. V. B. Tecnologa e Economa do Brquete de Madera. 8. 195 p. Tese (Doutorado em Engenhara Florestal) - Unversdade de Brasíla, Brasíla, 8. HIGUCHI, N.; SANTOS, J.; RIBEIRO, R. J.; MINETTE, L.; BIOT,. Bomassa da parte aérea da vegetação de floresta tropcal úmda de terra-frme da Amazôna Braslera. Acta Amazonca, Manaus, v. 8, n., p. 153-165, 1998. LIMA, C. R.; LIMA, G. D.; PAES, J. B. Consumo resdencal de energétcos para cocção nas comundades Santana e Quemadas, Santa Tereznha, Paraíba, Brasl. Bomassa & Energa, Vçosa-MG, v. 3, n., p. 83-96, 6.
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