Prévia do material em texto
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS CAMPUS SOROCABA DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS AMBIENTAIS CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA PARA A SUSTENTABILIDADE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA FLORESTAL Manejo de álamos nos Estados Unidos Discentes Adriel Rodrigues Vaz, 593893 Graziella Kurpjuweit Fischer Giuliani, 593800 Ludmila Guimarães da Silva, 593990 Marcelle Cristine do Nascimento Prado, 593818 Docente: Prof. Dr. Cláudio Roberto Thiersch Sorocaba, 2018 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................................... 1 2. CARACTERIZAÇÃO DAS ESPÉCIES .............................................................................. 3 2.1 Populus tremuloides Michx (Salicaceae) e Populus grandidentata Michx (Salicaceae) . 3 2.2 Características reprodutivas .............................................................................................. 5 2.3 Principais pragas e doenças .............................................................................................. 7 2.4 Influências metereológicas.............................................................................................. 10 3. DISTRIBUIÇÃO GEOGRÁFICA ..................................................................................... 12 4. SÍTIOS E CARACTERÍSTICAS SUCESSIONAIS ......................................................... 12 4.1 Melhoramento de sítios: desbastes e fertilização ............................................................ 16 4.2 Solo e água ...................................................................................................................... 19 5. PRODUTIVIDADE E CRESCIMENTO ........................................................................... 21 6. REGENERAÇÃO ................................................................................................................ 22 7. OBJETIVO DO MANEJO .................................................................................................. 23 8. RECOMENDAÇÕES GERAIS PARA MANEJO ........................................................... 25 9. DESAFIOS PARA O INVENTÁRIO E CORTE ANUAL LEGAL ............................... 26 10. CENÁRIOS DE MANEJO .................................................................................................. 30 10.1 Manejo de Alámos com presença de coníferas ............................................................... 30 10.2 Manejo de álamos na ausência de coníferas ................................................................... 32 10.3 Manejo de álamos para as características do produtos de interesse ............................... 32 11. ROTAÇÃO E CALENDÁRIO DE COLHEITA .............................................................. 34 12. USOS DA MADEIRA .......................................................................................................... 36 13. FATORES ECONÔMICOS ............................................................................................... 38 14. POLÍTICA, MANEJO E CRITÉRIOS REGULAMENTARES ..................................... 41 15. CONCLUSÃO ...................................................................................................................... 43 16. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................... 44 LISTA DE FIGURAS 1. Detalhes da casca e folhas de Populus tremuloides Michx (Salicaceae) 04 2. Detalhes da casca e folhas de Populus grandidentata Michx (Salicaceae) 04 3. À esquerda Populus tremuloides Michx e à direita Populus grandidentata Michx (Salicaceae) (A); Marcas da poda natural da queda dos ramos (B); Copas rasas e espaçadas (C) 05 4. Diferenças na morfologia radicular em jovens Aspen de origem sexuada (A) e origem assexuada (B) 06 5. Aspectos do Phellinus tremulae. Seção vertical de um tronco de álamo com o corpo de frutificação de P. tremulae e uma coluna de apodrecimento em estágio avançado, delimitada por linhas pretas características (A); Seção transversal de um tronco de álamo em estágio avançado de apodrecimento causado por P. tremulae (B); Relação de nó podre e coluna de decaimento causados por P. tremulae (C); Corpo de frutificação de P. tremulae (D) 08 6. Aspectos do fungo Peniophora polygonia. Corpo de frutificação de P. polygonia em álamos (A); Rachaduras em álamos (B); Ramos mortos e coluna de podridão (descolorida) por P. polygonia dentro do caule mostrado no item A (C); Corpos de frutificação de Pholiota destruens em álamos (D) 09 7. Podridão de colo causado por Armillaria (A); Corpo de frutificação do fungo Armillaria ostoyae (B) 10 8. Distribuição de Populus tremuloides Michx (Álamo Tremedor) e Populus grandidentata Michx (Álamo Gigante) nos EUA e Canadá 12 9. Simulação entre textura de solo, umidade e condições de drenagem classificando os sítios como Bom (A), Intermediário (B) e Ruim (C) para desenvolvimento da cobertura Aspen 15 10. Produtividade de uma população híbrida de aspen 39 LISTA DE TABELAS 1. Características reprodutivas, condições de dispersão e desenvolvimento para Álamo tremedor e Álamo gigante 06 2. Abordagens Silviculturais Alternativas para Regeneração e Manejo de Aspen 23 3. Rotações para aspen 36 4. Custos médios com operações silviculturais e manutenção 40 1 1. INTRODUÇÃO As florestas de folhosas nos Estados Unidos contêm uma grande variedade de espécies que, desde o princípio do século XX, foram geridas para fins comerciais e não comerciais. A sua disponibilidade e as suas características variam de acordo com as regiões de produção, mas o nível de crescimento de todas as espécies de madeiras de folhosas americanas é muito superior ao nível de extração. Existem poucos países que se podem orgulhar deste nível de sucesso em termos da sustentabilidade. As florestas de folhosas americanas sustentam uma área de madeira vibrante, saudável e crescente, bem como uma grande e diversificada população de animais selvagens (AHEC, 2018). Aspen ou Popple são termos geralmente utilizados para caracterizar uma cobertura vegetal composta por duas espécies, Populus tremuloides Michx (Salicaceae), conhecida como Álamo tremedor, e Populus grandidentata Michx (Salicaceae), tratada como Álamo gigante. São duas espécies valiosas, muito conhecidas na América do Norte devido a grande gama de utilização de suas madeiras. Esse tipo de cobertura é conhecido principalmente pelo rápido crescimento e pela capacidade de ocupar clareiras nas florestas (USDA, 2018). Álamos são nativos das regiões frias com verões úmidos, principalmente do hemisfério norte, podendo se estender ao sul em áreas de grande altitude, como montanhas ou planícies altas. São árvores caducifólias, ou seja, perdem as folhas durante o inverno como forma de evitar danos causados pela neve, que pode ser muito pesada nesse período (Dickmann, 2001). A área plantada de Aspen sofreu diferentes momentos ao longo da história de consumo de madeira nos Estados Unidos. As principais madeiras utilizadas eram as provenientes de pinheiros e árvores de madeira dura entre 1800 a 1940. Entretanto devido à alta incidência de incêndios florestais, o crescimento e avanço dos álamos aconteceram principalmente devido às suas raízes estarem muito abaixo do calor do fogo, ocasionando o aparecimento de novos brotos após a passagem do evento, possibilitando a sua propagação ao longo de todos os países norte americanos, ocupando milhares de hectares. Aalta taxa de renovação do caule combinada com o 2 crescimento clonal levou à proliferação das colônias e deu suporte a um sub-bosque herbáceo diversificado (Besie, 1977). Num resumo estatístico apresentado pela Organização de Alimento e Agricultura das Nações Unidas - FAO (2004), no que diz respeito a bosques naturais de Álamos, encontram-se os seguintes dados: a superfície total de álamos naturais é aproximadamente 70 milhões de hectares, sendo que o Canadá corresponde à proporção de 28,3 milhões de hectares (ano base 2001), a Federação Russa com 21,9 milhões de hectares e os Estados Unidos da América com 17,7 milhões de hectares (ano base 2003). Esses três países informam que a principal finalidade desses bosques naturais é a produção de madeira. A China, que tem a quarta maior superfície de Álamos de origem natural, com 2,1 milhões de hectares, informa que a principal finalidade da manutenção desses bosques é ambiental, o mesmo que acontece com os cinco próximos países que também possuem bosques de Álamo de origem natural: Alemanha (100.000 ha), Finlândia (67.000 ha), França (39.800 ha), Índia (10.000 ha) e Itália (7.200 ha). Os dados do programa de Análise de Inventário Florestal mostram que a madeira em pé do álamo dos Estados Unidos situa-se em 637 milhões m³, que compõe 4,8% do total de madeira em pé dos Estados Unidos. Estas espécies crescem em um ritmo de 10,1 milhões m³ por ano, enquanto o ritmo extração encontra-se em 8,6 milhões m³ por ano. O volume líquido está aumentando em 1,5 milhões m³ cada ano (AHEC, 2018). O consumo de madeira nos Estados Unidos em 2013 para todos os usos totalizou 10,7 milhões m³, um aumento de 2 milhões de m³ desde 2009 e foi aumentando mais a cada ano. O consumo de madeira atingiu um pico de 282 bilhões de reais em 2005. A alta recorde em 2005 também superou os níveis no início de 1900, quando a madeira era a matéria-prima mais importante usada nos Estados Unidos para construção e fabricação de produtos e transporte marítimo. O consumo per capita em 2013 foi de 0,4 m³, um grande afastamento da alta recorde de 0,6 m³ em 2005. O declínio no consumo per capita continuou como resultado do declínio nos mercados de produtos de madeira até 2011, quando o consumo per capita aumentou para 0,3 m³, o primeiro aumento desde 2005. Esse nível de consumo ainda está dramaticamente abaixo do início de 1900, quando consumo ultrapassou 1,2 m³ por pessoa (Howard, 2016). 3 Levando em consideração a importância desse tipo de cobertura, composta pelas duas espécies de álamos tremedor e gigante, em todo o território norte americano no mercado florestal devido a sua grande abrangência de suprimento de produtos à indústria, os tópicos seguintes tem por finalidade informar técnicas de manejo dessas espécies para diferentes fins de produção, de forma sustentável e sustentada. 2. CARACTERIZAÇÃO DAS ESPÉCIES 2.1 POPULUS TREMULOIDES MICHX (SALICACEAE) E POPULUS GRANDIDENTATA MICHX (SALICACEAE) Os álamos tremedor e gigante são árvores altas e de crescimento rápido, podendo atingir de 20 a 25 m quando adulto, com um tronco de 20 a 80 cm de diâmetro e há registros de até 36,5 m de altura e 1,37 m de diâmetro (USDA, 2018). A casca do álamo tremedor é relativamente lisa, de cor branco-esverdeada a cinza (Figura 1) e é marcada por grossas cicatrizes horizontais pretas e proeminentes nós pretos. As cicatrizes verticais paralelas são sinais que revelam a presença de alces, que retiram a casca de álamo com os dentes da frente (USDA, 2018). Apresenta madeira leve, macia e reta, condicionando boa estabilidade dimensional e aceita muito bem trabalhos com lixa, cola e pintura. No entanto, tem força relativamente baixa e resistência ao choque moderada. Tanto o alburno como o cerne têm baixa resistência à deterioração e não são maleáveis para a penetração de conservantes (Perala e Carpenter, 1985). Essa madeira pode ser usada para produção de painéis de madeira triturada e também na serraria em que o processamento e a secagem controlam o empenamento. As folhas das árvores maduras são quase redondas no álamo tremedor (Figura 1) e com borda serrada no álamo gigante (Figura 2), com 4 a 8 centímetros de diâmetro com pequenos dentes arredondados, e com pecíolos longos e achatados de 3 a 7 centímetros. Árvores jovens e brotos têm folhas quase triangulares muito maiores, de 10 a 20 cm e pecíolos de 4 a 8 cm de comprimento (USDA, 2018). 4 Figura 1. Detalhes da casca e folhas de Populus tremuloides Michx (Salicaceae) Fonte: USDA, 2018. Figura 2. Detalhes da casca e folhas de Populus grandidentata Michx (Salicaceae). Fonte: USDA, 2018. Como ambas as espécies são intolerantes à sombra, a poda natural acontece ao longo do desenvolvimento dos indivíduos devido ao rápido desenvolvimento. O arranjo natural dos seus indivíduos é bem definido ao longo de todo ciclo, estabelecendo e criando raízes mais profundas e garantindo uma produção volumétrica maior. Os indivíduos costumam apresentar ramos com hastes finas, copas espaçadas e rasas caracterizando um dossel parcialmente aberto e pouca conicidade até quase o topo (Figura 3) (USDA, 2018). 5 Figura 3. À esquerda Populus tremuloides Michx e à direita Populus grandidentata Michx (Salicaceae) (A); Marcas da poda natural da queda dos ramos (B); Copas rasas e espaçadas (C). Fonte: USDA, 2018. A densidade do caule, assim como a conicidade, varia menos de acordo com a altura do indivíduo. Estas características, quando comparadas com as de outras espécies comercialmente utilizadas para os mesmos fins, como a Picea glauca Voss (Moech) (Pinaceae), tornam os álamos muito mais atraente para o mercado florestal (USDA, 2018). A diferença mais visível é o desenvolvimento relativamente pobre de cobertura de ervas e arbustos e o desenvolvimento substancial de cobertura de musgo, sob copas de coníferas. Em contraste, nenhuma camada de musgo distinta ocorre em talhões dominados por álamos, mas as subestações de ervas e arbustos são excepcionalmente bem desenvolvidas. Muitos ecologistas atribuem o sub-bosque relativamente exuberante dos álamos para o desenvolvimento da coroa esparsa no dossel dos álamos. A maior penetração de luz abaixo de um dossel dos álamos, em contraste com o que está abaixo das coníferas, pode ser a principal razão para a bem desenvolvida camada de ervas e arbustos. O sub-bosque bem desenvolvido, no entanto, também pode ser influenciado pelo fato de que tais ecossistemas são relativamente ricos em nutrientes, com a capacidade de suportar uma biomassa arbustiva e herbácea significativa (Rowe, 1956). 2.2 CARACTERÍSTICAS REPRODUTIVAS Os álamos têm como característica apresentar duas opções reprodutivas, sexuada por sementes e assexuada por brotos ladrões, o que garante as ambas às espécies vantagens quando comparadas a espécies coníferas e essas diferentes reproduções ocorrem sob diferentes circunstâncias, lugares e épocas do ano (USDA, 2018). 6 Através da raiz é possível saber por qual tipo de reprodução, o indivíduo foi formado (Figura 4). Desde o início dos estudos referente a essa cobertura, foi relatado que a reprodução sexuada dessas espécies é muito mais abundante do que a reprodução assexuada (McDonough, 1979). Figura 4. Diferenças na morfologia radicular em jovens Aspen de origem sexuada (A) e origem assexuada (B). Fonte: USDA, 2018. Ambas as espécies são grandes produtoras de sementes, podendo ter a produção iniciada aos 10 anos de idade ou até com 15 anos, o que é mais comum. Apesar de produzirem muitas sementes, seu ciclo de produção dura de 4 a 5 anos. As sementes são leves,com média de 6,6 milhões de sementes por quilo e apresentam pêlos longos e finos facilitando sua dispersão pelo vento por vários quilômetros. A taxa de germinação não fica abaixo de 95%, ou seja, essas espécies apresentam alta capacidade de estabelecimento (Barnes e Wagner 2002; Mock et al. 2008) (Tabela 1). Tabela 1. Características reprodutivas, condições de dispersão e desenvolvimento para Álamo tremedor e Álamo gigante. Espécie Período de produção Temporada Distância Viabilidade da semente Solo e Luz Tolerância a Sombra Álamo tremedor 4 - 5 anos Abril a maio Km Baixa: 2-4 semanas Solo mineral e iluminação aberta. Poucos indivíduos sobrevivem Baixa tolerância Álamo gigante 2 - 3 anos Maio a junho Km Baixa: 2-3 semanas Solo mineral e iluminação aberta. Difícil sobrevivência devia à alta sensibilidade a chuvas intensas, calor e competição. Muito intolerante 7 Apesar de apresentarem alto valor de germinação, os requisitos do macroambiente e do solo para o estabelecimento do indivíduo são rigorosos. As pequenas sementes não apresentam endosperma, por isso, para o estabelecimento dos indivíduos é necessário que haja contato imediato da semente com solo úmido para a absorção de água e nutrientes. Até mesmo algumas horas de seca podem causar danos à semente. Contudo, as fortes chuvas também podem levar facilmente essas sementes para longe (Kuuluvainen, 2002). A maior parte dos brotos ladrões ocorre por parte da regeneração dos meristemas das raízes, embora também ocorram brotos em tocos e caules de árvores novas recentemente colhidas (Rohde et al., 2000). Dois fatores de estimulação para brotação são a quebra da dominância apical e o aumento da temperatura do solo. Estes brotos ladrões aparecem ao longo de raízes laterais horizontais que possuem diâmetros entre 0,5 e 2,5 cm e que estão presentes nos primeiros 60 cm de perfil de solo (Anderson e Chao, 2001). 2.3 PRINCIPAIS PRAGAS E DOENÇAS Mais de 250 espécies de fungos são conhecidos por estarem associados ao apodrecimento e decomposição dos álamos na América do Norte. Entretanto, a maioria deles são fungos que só agem na decomposição de árvores mortas caídas, sendo assim de pouca importância para álamos vivos (Lindsey e Gilbertson 1978). O apodrecimento do álamo pode ser dividido em três principais categorias: manchas e podridão do tronco, podridão de raiz e colo, podridão de alburno e manchas em troncos armazenados (Hiratsuka et al. 1990). A causa mais comum e importante da podridão do tronco do álamo é o fungo Phellinus tremulae. Thomas et al. (1960) estima que 38,6% das volume das ocorrências de apodrecimento de tronco é causado por esse fungo. Basham (1960) reportou que 63,2% de 1754 árvores em 47 parcelas apresentavam podridão do lenho e quase 75% da perda de seu volume foi atribuído ao P. tremulae (Figura 5). 8 Figura 5. Aspectos do Phellinus tremulae. Seção vertical de um tronco de álamo com o corpo de frutificação de P. tremulae e uma coluna de apodrecimento em estágio avançado, delimitada por linhas pretas características (A); Seção transversal de um tronco de álamo em estágio avançado de apodrecimento causado por P. tremulae (B); Relação de nó podre e coluna de decaimento causados por P. tremulae (C); Corpo de frutificação de P. tremulae (D). Fonte: Hiratsuka e Loman (1984). A segunda maior causa de podridão nos álamos é o Peniophora polygonia (Figura 6). Este fungo não causa danos tão graves como o P. tremulae (Hiratsuka e Loman 1984). 9 Figura 6. Aspectos do fungo Peniophora polygonia. Corpo de frutificação de P. polygonia em álamos (A); Rachaduras em álamos (B); Ramos mortos e coluna de podridão (descolorida) por P. polygonia dentro do caule mostrado no item A (C); Corpos de frutificação de Pholiota destruens em álamos (D). Fonte: Hiratsuka e Loman (1984). Para a podridão de colo e raízes a causa mais comum é atribuída a fungos do gênero Armillaria, como Armillaria ostoyae e Armillaria mellea (Figura 7). As manchas ou descoloração da madeira podem ser causadas por diversos microrganismos, incluindo fungos de vários grupos, como leveduras, fungos ascomicetos, e bactérias (Hiratsuka et al. 1990). 10 Já para as manchas no alburno nas toras armazenadas, uma das prováveis causas desses sintomas é proveniente da invasão de fungos pertencentes a gêneros como Ceratocystis e Verticicladiella (Hiratsuka et al. 1990). Figura 7. Podridão de colo causado por Armillaria (A); Corpo de frutificação do fungo Armillaria ostoyae (B). Fonte: Himlsuka et al. (1990). 2.4 INFLUÊNCIAS METEREOLÓGICAS As variáveis climáticas que mais beneficiam o crescimento em diâmetro da árvore, em ordem decrescente de importância são: alta precipitação de junho, baixa proporção de dias com intensa e moderada precipitação no verão, acima de 1,2 mm e entre 0,3 a 1,2 mm respectivamente, e menor proporção da precipitação total anual ocorrendo em dezembro. As interações climáticas mais fortes que prejudicaram o crescimento foram à alta temperatura com a baixa precipitação em junho (Hogg e Brandt, 2005). 11 Em muitas madeiras duras, se as temperaturas caírem abaixo de -40°C, danos permanentes são causados às células parenquimáticas, o que impede o preenchimento dos vasos que foram colapsados. Isto limita a distribuição no noroeste do país (Frey et al. 2004; Kulakowski et al. 2013). Porém, isto não é um problema para a cobertura aspen, devido a presença de membranas permeáveis que permitem o rápido movimento da água para fora das células vivas, o que impede a formação de cristais de gelo destrutivos dentro das células (Burke et al, 1976). O padrão de congelamento de aspen permitiu que indivíduos sobrevivessem a um congelamento experimental de até -196°C. Este padrão de congelamento se inicia nos indivíduos depois de alguns graus de super-resfriamento e a propagação de gelo prossegue pelos espaços extracelulares. Isto cria um déficit de pressão extracelular e a água da célula é retirada do protoplasma para os espaços extracelulares, onde se congela. Como consequência, os álamos exibem uma forma de tolerância à seca, pois a remoção de água das células para o gelo extracelular resulta em estresse considerável no protoplasma (Burke et al., 1976). Danos causados por geada na folhagem dos álamos se desenvolvem primeiro nas margens da folha e avançam em direção ao centro, passando pelos estágios de escurecimento, secagem e necrose. A geada da primavera, aquela em que o tempo quente é seguido de congelamento, pode inibir tanto o crescimento axial quanto o radial (Strain, 1966). Tempestades de neve no fim da primavera e início do verão podem resultar em flexão e quebra dos galhos. Danos de granizo também já foram documentados nas coroas superiores de hastes dominantes e co-dominantes (Hinds e Shepperd, 1987). Danos causados pelo vento são incomuns, já que os álamos são espécies relativamente resistentes ao vento. A maioria dos álamos que tombam resultam do apodrecimento das raízes e da base dos troncos (Jones e DeByle, 1985). Onde o tombamento é observado, a quebra provavelmente ocorre a nível do solo, em locais onde a proteção de árvores ao redor normalmente é removida (Gottfried e Jones, 1975). 12 3. DISTRIBUIÇÃO GEOGRÁFICA A faixa de distribuição das espécies de Aspen compreende desde o extremo leste do Canadá ao norte, nordeste e sudeste do Alasca. Pelos Estados Unidos, está presente na maior parte das montanhas de Washington e presente nos estados da Califórnia, Texas, Iowa,Virgínia, Pensilvânia e Nova Jersey, e em regiões mais localizadas como no norte de Nebraska, sul do Arizona e leste de Missouri (Figura 8). Também são encontrados nas montanhas do México até o sul de Guanajuato (Shepperd et al., 2000). Figura 8. Distribuição de Populus tremuloides Michx (Álamo Tremedor) e Populus grandidentata Michx (Álamo Gigante) nos EUA e Canadá. Fonte: Plants Data Base Org USDA, 2018. 4. SÍTIOS E CARACTERÍSTICAS SUCESSIONAIS Os álamos ocorrem em uma ampla distribuição geográfica, logo se adapta a vários tipos de solo, umidade e condições nutricionais. O potencial de crescimento é de médio a bom para todos os sítios, exceto para locais com areia seca excessivamente drenada, locais úmidos mal drenados e locais muito argilosos (Peterson e Peterson, 1992). Os talhões geralmente atingem seu melhor crescimento e desenvolvimento em locais com umidade moderada e com solos bem drenados, argilosos e ricos em matéria orgânica e nutrientes. Em locais estáveis e ricos em nutrientes, o álamo possui potencial de crescimento de alto a muito alto, com os indivíduos podendo atingir idades mais avançadas nesses locais. No entanto, pode 13 ocorrer como um componente secundário, devido à competição com espécies tolerantes à sombra. Os álamos também ocorrem em locais de baixa altitude com drenagem deficiente. Entretanto, seu potencial de crescimento é ruim e, apesar de poderem formar povoamentos puros, mais comumente estão em associação com bétula branca (Betula papyrifera), bálsamo (Populus balsamifera) e outras espécies (Peterson e Peterson, 1992). Em uma comunidade sucessional inicial, os álamos rapidamente dominam os sítios. Com o envelhecimento e morte dos indivíduos, desde que não haja perturbações severas, como cortes rasos ou danos causados por tempestades, os talhões são frequentemente substituídos por espécies mais tolerantes à sombra, como o bordo vermelho (Acer palmatum) ou açucareiro (Acer saccharinum), carvalhos e coníferas. Os álamos têm possuem um ciclo de vida entre que varia de 50 a 100 anos, dependendo das condições do local (Peterson e Peterson, 1992). Segundo Peterson e Peterson (1992) como o manejo de álamos pode ser caro, a prioridade deve ser dada às áreas que maximizam o valor dos talhões, ou seja, a densidade máxima de regeneração seja alcançada rapidamente, sendo considerados os seguintes aspectos: - Sítios com índices de 60% de regeneração ou mais; Índice do sítio maior que 60% garante que os indivíduos estejam crescendo mais saudáveis e vigorosos. Bons locais costumam apresentar solos úmidos, ao longo das margens de córregos e em zonas úmidas. - Área basal maior que 1,8 m³ ou 20 indivíduos por hectare A cobertura aspen frequentemente ocorre como árvores dispersas na América do Norte, pois não competem com as espécies clímax presente nessas áreas. Áreas com menos de 1,8 m³ de área basal por hectare são mais bem aproveitadas nas rotações padrão de madeira. - Talhões de 20 a 30 anos com 20 cm de DAP Embora indivíduos jovens possuam boa regeneração, apresentam densidade menor do que árvores de 20 a 50 anos com sistemas radiculares maiores. Por outro lado, talhões com mais de 30 14 anos começam a declinar em vigor, o que reduz sua capacidade de regeneração. A chave é colher os talhões nos quais os indivíduos são mais saudáveis. Existem diferenças de opiniões sobre a natureza da sucessão em florestas boreais que envolvem madeiras de lei e madeiras macias. A caracterização das coberturas formadas por álamos para confirmar a sucessão como um exemplo clássico de mudança previsível e unidirecional da composição de espécies são apresentadas em três diferentes categorias gerais de sucessão reconhecidas nas montanhas dos Estados Unidos e provavelmente têm uma aplicabilidade limitada nas florestas boreais. Os três tipos de sucessão descritos por Harniss (1981) para os estados ocidentais foram os seguintes: - Cobertura Aspen Decadente: é caracterizada por baixos níveis de estoque de álamos, alta mortalidade de caules, pouca regeneração e nenhuma substituição por coníferas; - Cobertura Aspen Estável: caracterizada por altos níveis de estocagem, nenhuma mortalidade incomum, nenhuma ou poucas coníferas e evidências de gerações sucessivas de álamos; - Cobertura Aspen Regenerante: caracterizada por altos níveis de estocagem após um distúrbio, mas com aumento de coníferas, aumento da mortalidade de álamos e diminuição da regeneração à medida que o povoamento se desenvolve. Após a classificação dos sítios, fica evidente que a produção de madeira, tanto para energia quanto para qualquer outro produto, é diretamente dependente dos sítios e é totalmente previsível. Embora os detalhes vegetacionais e climáticos variem através da extensão do território, a matriz de textura do solo, umidade e condições de drenagem para locais bons, intermediários e pobres, reproduzidos na Figura 9, é um guia prático para gerenciar os talhões de álamos (Peterson e Peterson, 1992). 15 Figura 9. Simulação entre textura de solo, umidade e condições de drenagem classificando os sítios como Bom (A), Intermediário (B) e Ruim (C) para desenvolvimento da cobertura Aspen. Após uma perturbação, o rápido crescimento em altura dos brotos de álamos, permite superar outras espécies de brotação, como Quercus rubra L (Fagaceae), o carvalho vermelho do norte, e Acer rubrum L (Aceraceae), o bordo vermelho, em muitos locais. Outra razão para a propensão de aspen em dominar um local é a grande quantidade de espaço que suas raízes laterais ocupam quando em comparação com outras espécies (Palik e Pregitzer, 1993). Na ausência de perturbação, os álamos são substituídos por coníferas e madeiras de lei. Em locais secos, esta substituição ocorre por pinheiro vermelho, carvalho e bordo vermelho, em locais intermediários por pinheiro branco oriental e, em locais estáveis, por madeiras do norte (Eyre, 1980). Na região dos Grandes Lagos, muitas florestas adultas de pinheiros foram exploradas e queimadas. O álamo gigante e o álamo tremedor frequentemente dominaram as florestas pós- distúrbio. Sem fogo ou outras perturbações, essas florestas estão sendo substituídas por espécies sucessionais e tolerantes à sombra (Gates, 1930). Em um estudo de sucessão florestal no norte de Michigan, o álamo gigante, que dominou a floresta pós-fogo, foi substituído por bordo vermelho e pinho branco oriental (Scheiner e Teeri, 1981). Em solos rasos no centro de Nova Hampshire, espécies sucessionais precoces, incluindo aspen, dominam as paradas pós-distúrbio, sendo então substituídas por Acer saccharum Marsh (Sapindales) e Fagus grandifolia Ernh (Fagaceae) (Leak, 1991). 16 4.1 MELHORAMENTO DE SÍTIOS: DESBASTES E FERTILIZAÇÃO Os passos mais comuns para melhorar os rendimentos florestais são o desbaste e a fertilização e, em menor escala, a promoção de um crescimento em clones geneticamente superiores (Peterson e Peterson, 1992). As respostas do álamo ao desbaste ocorrem da seguinte forma: - O primeiro desbaste com cerca de 10 a 15 anos acelera o crescimento do diâmetro, embora talhões de 5 a 7 anos também possam ser beneficiados; - Talhões novos (1-3 anos de idade) podem precisar de mais tempo para expressar o domínio; - Um ou dois desbastes até os 30 anos prolongam o crescimento rápido; - Após os 30 anos de idade, a resposta ao desbaste é baixa; - Em geral, o desbaste é mais bem sucedido se for iniciado quando os álamos possuírem de cerca de 10 anos ou quando o DAP da árvore for de aproximadamente 5 cm. Há muito mais especialistas que não indicam o desbaste de álamo do que aqueles que recomendam essa operação.No entanto, os argumentos contra o desbaste de talhões não são tão aceitos por todas as indústrias que trabalham com álamos (Peterson e Peterson, 1992). - O desbaste comercial pode aumentar o rendimento ao diminuir a mortalidade potencial e aumentar o crescimento de árvores residuais; - O desbaste pré-comercial pode reduzir o ciclo de rotação; - O desbaste pode produzir grandes diâmetros em menor tempo do que o necessário em talhões não desbastados, reduzindo assim a quantidade de abate; 17 - O erro na hora da colheita também pode ser reduzido se o desbaste for direcionado para a remoção de árvores nas classes de diâmetro inferior, porque há evidências de maior quantidade de erros nessas classes; - Em cobertura de álamos, com algumas coníferas espalhadas, há evidências de que o desbaste pode favorecer o estabelecimento de regeneração de coníferas. De acordo com Peterson e Peterson (1992) equipamentos que colhem diâmetros menores favorecem a colheita de álamos mais novos, sendo as escovas descascadoras rotativas integradas com picadores de tambor, Feller Bunchers e os Forwarders Chipper exemplos de equipamentos adequados para lidar com fustes de pequeno diâmetro. Em resumo, o principal objetivo do desbaste é concentrar o crescimento em árvores de colheita selecionadas para aumentar o rendimento de indivíduos para produtos de grande diâmetro. Os objetivos secundários podem incluir: aumento do rendimento total de fibras, redução no custo de exploração durante o corte de regeneração, melhores condições de regeneração para os competidores de álamos e atualização da composição genética de um povoamento, removendo clones indesejáveis em desbastes (Perala, 1978). Se um gestor de produção de álamos toma a decisão de desbastar: - A operação deve ser feita a partir da base, exceto para remover árvores defeituosas e de risco; - O primeiro desbaste pode desconfigurar o espaçamento estritamente regular para manter as melhores árvores; - Os aglomerados ocasionais de árvores vigorosas, de crescimento próximo, podem ser deixados até um desbaste comercial posterior para fornecer uma amplitude maior na seleção de árvores de colheita; - O desbaste final, no entanto, deve ter espaçamento regular devido à longa espera até o corte de regeneração; 18 - Muito cuidado deve ser tomado durante o desbaste para evitar ferimentos nas árvores. Os álamos são extremamente sensíveis a feridas, que podem gerar defeitos e podridão. O risco de ferimentos é maior durante a primavera e início do verão, quando a casca sai com facilidade; - Os desbastes devem ser programados durante a estação dormente. A literatura traz o tratamento dos talhões de álamo puro com uma abordagem “livre de operações”, sugerindo ser a forma mais apropriada de silvicultura para esta espécie. Por exemplo, o Guia de Silvicultura do Grupo de Trabalho de Aspen, em Ontário, resumiu um ponto de vista comum sobre os talhões de álamos: "Não é recomendada limpeza, desbaste ou poda" (Heeney et al., 1980). O desbaste geralmente não é recomendado se a produção de fibra é o objetivo, mas se a intenção é acelerar o crescimento do diâmetro para melhorar o valor do álamo para a produção de toras e laminados, então o desbaste pode ajudar (Steneker, 1964). No entanto, os gerentes de álamos devem usar critérios locais para determinar se o desbaste é justificado sob certas circunstâncias. Se os desbastes forem necessários para atender a alguma necessidade específica de pesquisa local ou regional, a melhor abordagem seria incorporar os testes de desbaste nos estudos de crescimento e produtividade. O estado nutricional dos locais e o manejo nutricional de longo prazo não são preocupações importantes. Como os problemas nutricionais são mínimos em locais bons, a maior preocupação é como conseguir a renovação florestal nestes locais, em vez de como melhorar seu estado nutricional atual. Em contraste, alguns pesquisadores acreditam que, mesmo que muitos locais de madeira mista tenham um bom estado nutricional, isto não impede que sejam melhorados nutricionalmente através de práticas de gestão (Day e Bell, 1988). Mesmo em locais de solos férteis, existe uma combinação de nutrientes onde as raízes das gramíneas, ervas, arbustos e árvores coexistem, e é possível que esta competição possa ser alterada de forma silvicultural. 19 Heinonen (1983) relatou os resultados da fertilização para P. tremuloides, que indicam que os álamos geralmente não respondem bem ao P, K ou Ca, mas crescem entre 33 e 177% mais rápido quando fertilizados com N (Perala e Laidly, 1989). O nitrogênio tem sido aplicado em taxas que variam de 170 a 500 kg/ha e as respostas duram de 3 a 10 anos. Os álamos vão reagir positivamente à aplicação de fertilizantes em locais em que a disponibilidade dos nutrientes não estão adequadas. Em contrapartida, em locais de álamos caracterizados por uma cobertura abundante de vegetação de sub-bosque, os nutrientes adicionados podem ser absorvidos pela vegetação rasteira ao invés dos álamos (Peterson e Peterson, 1992). A influência potencial da fertilização na incidência de doenças não é muito conhecida. Entretanto, em dois locais de estudo em Michigan, a infecção por Hypoxylon e o desenvolvimento do cancro aumentaram com a fertilização nitrogenada durante o verão, mas os tratamentos com fósforo e potássio restringiram a incidência e o desenvolvimento do cancro. Embora a suscetibilidade ao Hypoxylon possa ser aumentada pela fertilização, o estresse hídrico da planta em um ano específico, a variação clonal e outros fatores foram observados por Teachman et al. (1980) para negar os efeitos do fertilizante. Há algumas informações sobre os efeitos da combinação da fertilização com a irrigação nos talhões de álamos. Durante o período de um ano Murphey e Bowier (1975) aplicaram, em cada hectare, 1500 kg de nitrogênio, 280 kg de potássio, 335 kg de fósforo, 1075 kg de cálcio e 450 kg de magnésio, em talhões de 6 a 20 anos de idade. Ao final de 10 anos, 12 árvores colhidas, com variação de diâmetro de 25 a 32 cm, revelaram que a irrigação e a fertilização mais do que dobraram o incremento de volume anual por árvore, aumentaram o comprimento da fibra em 20% e não alteraram a densidade específica da madeira. 4.2 SOLO E ÁGUA Os álamos tendem a se desenvolverem em solos rochosos rasos, areias argilosas e argilas úmidas, mas principalmente em uma cobertura de terras altas bem drenadas (Hauessler e Coates, 1986). Também é importante que os substratos sejam ricos em nutrientes, especialmente em 20 cálcio (Krajina et al., 1982). Embora os álamos possam sobreviver a longos períodos de inundação, sua produtividade diminui, devido à alteração na drenagem do solo (Corns, 1989). No norte de Utah, observou-se que nos 15 cm superiores dos solos sob os álamos há um maior teor de matéria orgânica do que em solos de locais adjacente cobertos por ervas e arbustos, devido a grande quantidade de serapilheira (Tew, 1968). Nos primeiros relatórios de álamos na América do Norte inferia-se que os melhores locais para a cobertura de álamos eram onde havia umidade abundante. Contudo, verificou-se que esta umidade depende de outros fatores favoráveis como alto teor de matéria orgânica, teor de silte e argila entre 55 e 65% e presença de lençol freático. Um lençol freático raso quando associado com solos de texturas grossas aumenta a produtividade dos álamos e o mesmo pode ser observado para um lençol freático mais profundo associado com solos de texturas finas (Sucoff, 1982). Os álamos perdem água mais rápido do que muitas outras espécies de árvores da zona temperada.Porém, mesmo com altas taxas de transpiração, podem ocupar locais moderadamente secos. Para isto, a adaptação mais importante é a capacidade de regeneração dos brotos radiculares. Como a fase de muda é mais suscetível à seca, a regeneração dos brotos radiculares ultrapassa esta barreira, pelo fato de estarem conectados a sistemas de raízes bem estabelecidos (Sucoff, 1982; Perala e Russell, 1983). O sistema radicular pode estender-se para profundidades de até 3 metros. A pouca área foliar também ajuda a diminuir a demanda de água (Sucoff, 1982). Em estudos realizados em Utah, Colorado e Minnesota estimou-se que no inverno a transpiração de galhos sem folhas é muito baixa, de cerca de 0,025 g de água por gema por dia, enquanto que no verão a transpiração das folhas é de aproximadamente 35 g de água por cm² de folha por dia (Sucoff, 1982). 21 5. PRODUTIVIDADE E CRESCIMENTO Heeney et al. (1980) observou que as relações entre o crescimento das espécies de álamos e as características do local são menos evidentes em povoamentos com 40 anos ou menos do que em povoamentos mais antigos. Em geral, para os povoamentos jovens, é importante identificar critérios ecológicos e outros que possam ajudar a elaborar abordagens tradicionais para projeções de crescimento em locais de qualidade variável. Geralmente, há uma ampla variedade de diâmetros em talhões de idade regular, devido às variações na qualidade do local e à concorrência das árvores ao redor. Isso dificulta a obtenção de correlações entre a idade das árvores e o diâmetro (Hiratsuka e Loman, 1984). O crescimento em plantas clonais pode ser avaliado através do crescimento anual da largura do anel e pela adição de brotos ladrões. Um número crescente de brotos ladrões em um clone é associado à diminuição do crescimento da largura do anel em clones (Sakai e Burris, 1985). Para a modelagem de crescimento, as comparações de crescimento entre as hastes de dois clones diferentes são difíceis, porque o crescimento pode ocorrer pela adição de novos brotos ladrões, assim como pelo incremento do tamanho das hastes existentes. Uma indicação de que um aumento no número de hastes tem um leve efeito negativo no crescimento da largura do anel dos membros existentes do clone sugere que uma compensação pode estar ocorrendo entre o crescimento de hastes existentes e a adição de novas hastes. Assim, medidas como o número de hastes em cada clone podem ser necessárias para obter um quadro mais completo do crescimento vegetativo de espécies clonais (Peterson e Peterson, 1992). 22 6. REGENERAÇÃO Os álamos se regeneram por sementes e reprodução vegetativa. O álamo gigante é um grande produtor de sementes, sendo que uma única árvore pode produzir mais de 1,5 milhões de sementes (Laidly, 1990), geralmente apresenta melhores produções, mais que 61% de uma colheita completa no período de 2 a 3 anos (Godman e Mattson, 1976). As leves sementes são dispersas por longas distâncias pelo vento e as taxas de germinação são altas. As sementes germinam sob uma ampla faixa de temperaturas, desde que haja umidade suficiente. A germinação se dá mesmo quando submergidas em água. Apesar da alta produção de sementes e da alta taxa de germinação, o estabelecimento de plântulas é incomum. Poucas mudas atingem mais de alguns centímetros de altura. É necessário um solo úmido, nu e livre de competição para o estabelecimento dessas mudas, que podem crescer de 15 a 20 cm no primeiro ano (Faust, 1936). A maioria das florestas de álamos de grande porte se regenera vegetativamente. Quando a árvore mãe é morta ou o solo é aquecido, os brotos se desenvolvem a partir de raízes laterais extensas e rasas. Um broto cresce de 0,9 a 1,8 m no primeiro ano, consideravelmente mais do que uma muda. Depois que um talhão de álamo maduro é destruído pelo fogo ou pela extração de madeira, as raízes podem produzir 800 a 6000 ventosas por hectare (Laidly, 1990). Os brotos são inicialmente dependentes das raízes progenitoras para água e nutrientes. Apesar de sua dependência diminuir com o tempo, ainda é substancial após 25 anos. Aos 25 anos, as raízes progenitoras contribuem com os requisitos nutricionais para aproximadamente metade do crescimento anual (Zahner, 1965). As raízes do álamo gigante podem permanecer vivas numa floresta muito depois da última árvore ter morrido. As raízes do álamo gigante não apresentam nenhum tipo de registro sobre sua longevidade, contudo, as raízes do álamo tremedor são conhecidas por persistirem na ausência de um dossel de aspen, pois suas raízes são sustentadas por ventosas transitórias que sobrevivem por alguns anos (Schier, 1985). 23 7. OBJETIVO DO MANEJO A produção de celulose é o principal objetivo da madeira para a maioria dos álamos. O vigor e o potencial de crescimento dos álamos podem ser reduzidos se o sistema silvicultural escolhido para o gerenciamento dos talhões é modificado para atender a outros objetivos de manejo. Esses objetivos geralmente incluem manutenção do habitat e da estética da vida selvagem. Um tratamento comum pode contemplar múltiplos objetivos de manejo (Tabela 2) (Cleland et. al., 2000). Tabela 2. Abordagens Silviculturais Alternativas para Regeneração e Manejo de Aspen. Fonte: Cleland et. al., 2000. Tratamento Silvicultural Objetivo do manejo Madeira Vida selvagem e biodiversidade Conversão para Aspen Corte raso Corte raso dos talhões com indivíduos comercialmente maduros Corte raso ou remoção de outras espécies não desejadas Corte raso das coníferas e madeiras de lei existentes na área Unidades de colheita Geralmente grandes (160 ha) 40 a 640 ha dependendo do objetivo do habitat* - Rotação 30-70 anos, depentendo do sítio e clone 20 a 80 anos dependendo da idade da área de distribuição Variável dependendo do tipo de cobertura existente no local Corte por critério Talhões puros são aconselháveis Talhões puros ou mistos com outras espécies, dependendo do objetivo fhabitat final Talhões puros ou mistos, seguidos de corte raso das outras espécies com intuito de aumentar a densidade da cobertura Aspen Visando sempre o retorno financeiro, o manejo vem para aumentar a produção de madeira. Tradicionalmente, os talhões de álamos têm sido manejados utilizando a técnica de corte raso, em que os indivíduos de interesse são cortados. Isto possibilita o surgimento dos brotos reestocando os sítios de produção. Deve-se levar em consideração que apesar de o retorno 24 financeiro ser o principal objetivo, muitos benefícios à vida selvagem são obtidos (Peterson e Peterson, 1992). Os tratamentos a seguir são utilizados para talhões de aspen em desenvolvimento ou já adultos através da preparação de sítios, crescimento antecipado e corte por idade com a opção do crescimento de outros indivíduos além daqueles que serão cortados na primeira rotação (Peterson e Peterson, 1992). - Estabelecimento de talhões (0 a 10 anos de idade) Na maioria dos casos, cortes rasos de indivíduos adultos causam distúrbios suficientes em toda a vegetação para permitir que os brotos consigam se estabelecer nos talhões. Na maioria dos casos, de 80 a 120 brotos maduros por hectare conseguirão se estabelecer, crescendo de 60 a 152 cm de altura na primeira estação. Em circunstâncias específicas, a preparação do sítio é necessária para controlar a mato competição ou melhorar as condições para os brotos. Nos casos em que a densidade de brotos é baixa, o corte das hastes das raízespode resultar no aumento da densidade desses brotos. Em talhões onde não existem álamos cortados, o plantio de mudas pode atender o objetivo. Porém a mato competição deve ser controlada rigorosamente e o banco de sementes deve ser otimizado para o sucesso do plantio. O plantio deve ser conduzido na primavera, em que a umidade do solo é muito alta. - Tratamento intermediário (20 - 40 anos) Em sítios produtivos, talhões com muito estoque podem ser cortados à corte raso para produção de clone dominantes. Muitas vezes esse primeiro desbaste não gera um material muito rentável, contudo esse é o primeiro passo para aumentar o crescimento dos brotos remanescentes e determinar talhões que serão cortados por inteiro na mesma rotação. - Tratamento com talhões adultos 25 A realização do corte da área total se dá no ponto de máximo IMA, o que normalmente ocorre em rotações de 25 a 50 anos de idade, dependendo do sítio e do clone. 8. RECOMENDAÇÕES GERAIS PARA MANEJO Na literatura, o manejo do álamo gigante raramente distingue-se do álamo tremedor. Para regenerar um vigoroso talhão de álamos, a área de cobertura deve ser removida (Laidly, 1990). A remoção da dominância apical estimula o crescimento dos brotos de álamo. Se o suporte das árvores matrizes não for colhido, ele pode ser removido por cisalhamento, corte de motosserra, anelamento, tratamento com herbicida ou queima controlada. O desdobramento e o encrespamento não são recomendados porque estas técnicas danificam as raízes (Perala, 1977). Para uma ótima densidade de ventosas, o suporte do álamo matriz deve ter pelo menos 4,6 m² por hectare. No segundo ano de idade, um suporte de vaso adequado estoca cerca de 10.000 - 12.000 hastes por hectare (Perala, 1977). Quanto ao desbaste, o álamo gigante deve ser favorecido em relação ao álamo tremedor devido ao seu crescimento superior e resistência a doenças e insetos, especialmente em locais secos, sendo que clones com crescimento superior e forma de caule também devem ser favorecidos. Os rendimentos podem variar em até 200% entre clones no mesmo local (Perala, 1977). Apenas um desbaste é recomendado para florestas de álamos quando gerenciadas para celulose. O talhão deve ser desbastado aos 30 anos, deixando 590 árvores por hectare. Dois desbastes são recomendados para serraria, um aos 10 anos deixando 1.360 árvores por hectare e um aos 30 anos deixando 490 árvores por hectare. O corte final deve ser adiado enquanto o suporte estiver saudável (Perala, 1977). A repetida colheita em um local, bem como a rotação de curto prazo, podem reduzir a produtividade a longo prazo (Alban, 1991). A colheita repetida de feno curto aumenta a taxa de colonização da podridão radicular de Armillaria mellea (Vahl) P.Kumm. (Physalacriaceae) (Stanosz e Patton, 1987). 26 A falha de regeneração do álamo tremedor ocorre se as raízes foram danificadas pelo equipamento de colheita e, em locais planos ou com laminação suave no início do verão, devido a solos saturados (Bates et al, 1990). 9. DESAFIOS PARA O INVENTÁRIO E CORTE ANUAL LEGAL Segundo Peterson e Peterson, (1992) os problemas mais comuns associados ao inventário de aspen são: - Dificuldades na determinação precisa da idade de povoamentos maduros e imaturos; - Grandes erros na estimativa de abate; dificuldades em distinguir aspen de bálsamo de álamo quando as fotografias aéreas são a base do inventário; - Dificuldades em estimar a quantidade de coníferas de sub-bosque. Foram definidos 12 problemas relacionados ao manejo dessa cobertura, identificando um inventário de madeira melhorada como a meta de maior prioridade. A necessidade de refinar os cálculos AAC (Cálculo de Corte Anual Permitido) para madeiras duras e madeiras moles têm destacado o fato de que há poucos dados de inventário sobre as proporções relativas de madeiras duras e de madeiras moles em uma variedade de povoamentos de madeira mista (Revel et al., 1986). A maioria dos inventários anteriores não fornece informações sobre os talhões de madeiras jovens, porque eles eram muitas das vezes simplesmente mapeados como não reabastecidos (NSR) ou como indivíduos não comerciais (NCBr). Muitas áreas mapeadas como NSR ou NCBr suportam talhões dominados por álamos que têm valor potencial para a colheita. Além disso, em áreas de madeira mista há uma necessidade de melhores dados sobre tamanho e distribuição de classe de idade de regeneração de madeira branda sob as superfícies de álamos. Isso é considerado por alguns gestores de florestas de madeira mista como a necessidade mais importante para o manejo adequado (Peterson e Peterson, 1992). 27 Minnesota e Alberta estiveram envolvidas em uma troca cooperativa de ideias sobre como conseguir uma melhor fotografia aérea para identificação de espécies para fins de inventário (Westfield, 1987). A determinação precisa da idade dos povoamentos de aspen continua a ser um problema difícil, particularmente em povoamentos maduros com decaimento bem avançado. Em Alberta, investigações que usaram equipamento de laboratório para obter idades mais precisas revelaram que muitos talhões originalmente classificados como 120 anos de idade tinham apenas 80 anos, talhões de 80 anos tinham apenas 60 e talhões de 60 anos tinham 50. Para talhões com 40 anos ou menos, as determinações prévias da idade têm sido relativamente precisas (Peterson e Peterson, 1992). Problemas semelhantes de envelhecimento existiram no nordeste da Colúmbia Britânica, onde dados de inventário de madeira dura obtidos por D.R. Systems Inc. (1988) revelaram não apenas superestimativas de idade de madeira, mas subestimativas das classes de altura. Quando as projeções de crescimento são vinculadas com os tipos de locais, é importante notar que as relações entre o crescimento de álamos e as características do local são menos evidentes em talhões com menos de 40 anos do que em talhões mais antigos (Heeney et al., 1980). Há uma necessidade de maior uso de critérios ecológicos e outros para complementar as abordagens tradicionais de mensuração para projeções de crescimento em talhões jovens em locais de qualidade variável. Há também a necessidade de melhores estimativas da produtividade potencial dos locais após incêndio ou corte. Outros problemas de estoque estão relacionados à natureza clonal dos talhões de álamos. Esta estrutura tem uma influência sobre como a amostragem deve ser feita para o cálculo do índice do local (Peterson e Peterson, 1992). Quando são necessárias estimativas de índices de locais de álamo, medidas especiais de amostragem são necessárias para garantir que uma diversidade genética seja avaliada. Para coníferas, o método usual de amostragem é selecionar as árvores mais altas para a medição de altura. Zahner e Crawford (1965) destacaram os problemas que surgem se esta prática convencional é usada em estudos de índices de locais de álamo. Todos os clones de um local devem ser amostrados ou os mais curtos devem ser omitidos? Qual é a possível superestimativa 28 do índice do local se apenas as árvores mais altas do clone mais alto, ou mesmo dos três clones mais altos, forem amostradas? Zahner e Crawford (1965) desenvolveram as seguintes diretrizes que provavelmente são aplicáveis aos requisitos de amostragem de índices de locais para aspen nas províncias de pradarias: i) uma estimativa confiável de produtividade provavelmente pode ser feita se pelo menos seis clones estiverem presentes em um determinado local e uma amostra de três clones é selecionada para representar o suporte; ii) a seleção de clones para medição não deve ser aleatória,porque obviamente clones atípicos não devem ser amostrados; iii) apenas duas hastes precisam ser amostradas em cada clone porque as medidas individuais não se desviam amplamente da média do clone. Se apenas um ou dois clones estiverem presentes, a qualidade do local ainda pode ser estimada, mas será menos confiável do que se mais de dois clones forem amostrados. A principal regra para o inventário florestal é reconhecer que os maiores erros ocorrerão se as medidas do índice de sítio de álamos forem limitadas a porções uniformes e bem armazenadas de um talhão, que em uma floresta de álamo pode ser o local onde há um clone de bom desenvolvimento (Peterson e Peterson, 1992). As informações sobre o desmembramento do estaleiro são vitais para o manejo, mas geralmente são escassas. Em particular, as projeções de crescimento são dificultadas pela incerteza sobre as características dos talhões após os 60 anos. O desmembramento ocorre em alguns talhões, permitindo que novos galhos entrem e um talhão de várias camadas se desenvolva. Outros talhões permanecem intactos e continuam a ter incremento por pelo menos 90 anos. Não se sabe se há razões de histórico clonal, ecológico ou de posição para essas diferenças (Peterson et al., 1989). 29 Shields e Bockheim (1981) investigaram a fragmentação do estaleiro em Ontário e nos Estados dos Lagos, comparando a área basal do talhão em uma determinada idade com a área basal máxima, que é alcançada nessa região aproximadamente aos 55 anos de idade para todas as classes de índice de sítio. A área basal máxima para a maior classe foi de aproximadamente 35 m²/ha (Denney, 1987). Como indicado anteriormente, investigações revelaram que os talhões de álamo costumam ser mais novos do que os inventários existentes indicam. Essa circunstância tem implicações importantes para as projeções de crescimento e produção e para os cálculos da AAC. Estudos de crescimento empírico de longo prazo e rendimento são particularmente necessários em dois caminhos: na regeneração recente de talhões com menos de 10 anos de idade e em talhões mais antigos com 10-20 anos de idade. Isto exigiria instalações permanentes para remensuração a longo prazo (Peterson e Peterson, 1992). Em talhões jovens, a abordagem recomendada é a amostragem de uma variedade de classes de sítios e em diferentes ecossistemas. Em talhões mais antigos, as instalações permanentes devem ser localizadas para amostrar uma variedade de diferentes níveis de estoque em crescimento. A necessidade geral é avaliar, para todos os tipos de povoamentos amostrados, as seguintes variáveis: crescimento e produtividade, tamanho da árvore, qualidade da madeira, ciclo ótimo de rotação e custos de colheita (Peterson e Peterson, 1992). Um problema comum de AAC é o que fazer com o grande estoque atual de álamo maduro. Em algumas áreas, a maior proporção de álamos está na faixa etária de 85 a 100 anos. Nesses casos, para que o recurso seja usado antes que haja muita deterioração, a colheita deve ser acelerada (Jones e Shepperd, 1985). A porção de madeira de lei AAC realmente usada aumentou. Em 1971, menos de 2% da madeira de lei AAC foi usada, já em 1988, cerca de 15% do aspen AAC foi usado. Em 1989, cerca de 80% da AAC foi usada (Karaim et al., 1990). O principal desafio da madeira dura AAC é vincular a situação atual ao fornecimento de madeira a longo prazo (Denney, 1988). Os níveis de fornecimento e AAC são baseados em um amplo inventário e em vários critérios e suposições. As tentativas de aplicar essas informações amplas a uma situação 30 operacional nem sempre são bem-sucedidas. Por exemplo, com uma ampla base de estoque, certos tipos de talhões são dedicados a serem cortados para madeiras de lei. Alguns desses, no entanto, contêm quantidades comercializáveis de madeira macia. Se a ênfase é na informação operacional, em algum momento as decisões têm que ser ligadas ao inventário amplo (Peterson e Peterson, 1992). 10. CENÁRIOS DE MANEJO 10.1 MANEJO DE ALÁMOS COM PRESENÇA DE CONÍFERAS Segundo Peterson e Peterson (1992) a coexistência entre álamos e coníferas, um mix ecológico que é muito bem adaptado, é reconhecido por todos os produtores de madeira, assim como a presença de problemas complexos nos processos silviculturais: - A competição de arbustos e gramíneas após corte raso; - Limitações no uso de herbicidas para controlar a competição; - Enterro natural de plântulas de abeto por serapilheira de álamo; - A necessidade de solo mineral exposto ou troncos apodrecidos e toras como meio de germinação para o Abis spp.; - O descompasso no crescimento inicial das duas espécies de árvores dominantes, com plântulas de abeto de 1 ano com 2 a 3 cm de altura, plântulas de álamos de até 20 cm de altura e brotos ladrões de álamo de 1 ano com até 100 cm de altura; - Os danos substanciais e a mortalidade que as lebres de neve trazem às mudas de coníferas. Talhões com ambos os tipos de espécie, podem render por hectare o dobro quando todos os indivíduos comerciais de diferentes classificações são cortados. O processo de colheita acaba sendo relativamente mais barato e o impacto é menor devido a construção de estradas, derrubada e arraste por unidade de área ou por unidade de matéria-prima serem reduzidos (Denney, 1988). 31 Se ambas as espécies são colhidas, uma nova área é aberta, ou seja, nas áreas em que só se colhiam as coníferas, ganha mais valor econômico produtivo. Além disso, o uso de ambos os componentes dessas florestas mistas adiciona estabilidade à indústria florestal, pois cada uma dessas classificações alimenta uma indústria de produtos, mercados e ciclos diferentes (Denney, 1988). Muitas indústrias de painéis OSB norte americanas utilizavam apenas álamos como matéria prima, entretanto está aumentando o interesse no uso de outras espécies. Muitos estudos mostram que a mistura entre fibras curtas e longas tende a se tornar mais aceitável e de melhor aplicação nos processos de produção de painéis de madeira. A partir do momento em que a colheita total de povoamentos mistos ocorrerem, esse processo será muito mais simples e também facilitará a entrega às indústrias (USDA, 2018). Nos casos em que é necessária a separação entre madeira mole e dura, os desafios continuam. Em muitos lugares, os operadores não acham prática a realização de um terceiro processo a fim de separar essas madeiras, contudo não deixa de ser uma opção a se considerar (Vicars, 1988). A proteção do sub-bosque torna-se muito valiosa, pois garante que esse recurso não seja colhido antes do tempo. Em uma área experimental, notou-se que 56% do sub-bosque foi danificado em uma área de 60 ha, em que a empresa não recebeu nenhum tipo de orientação sobre diminuição do impacto. Em contrapartida, em uma área teste de 6 ha em que a extração foi planejada e o operador do Skidder supervisionado, houve apenas 1% de dano e 7% de destruição total do sub-bosque (Fronning, 1980). Para chegar a esse nível de excelência, todo o sub-bosque deve ser mapeado, as trilhas de arraste sinalizadas de forma que as lacunas entre os indivíduos sejam aproveitadas. Registraram-se os indivíduos que seriam cortados e os que foram deixados como remanescentes, aqueles que estavam muito aglomerados, principalmente de Abies alba (Pinaceae). Outros indivíduos de álamos que foram deixados no intuito de servirem como auxílio no arraste como guia de trilhas. 32 10.2 MANEJO DE ÁLAMOS NA AUSÊNCIA DE CONÍFERAS Na ausência de coníferas, os álamos sofrem com a presença dos bálsamos, que por sua vez apresentam maiores taxas de crescimento, incremento e longevidade quandocomparados (Roe, 1958). Entretanto, quando há locais onde ambas as espécies conseguem se estabelecer, principalmente via plantio de mudas, o capim se sobressai e atrapalha o desenvolvimento de ambas as espécies (Morris e Farmer, 1985). Em áreas eluviais, o bálsamo tem maior chances devido não só a sua maior taxa de crescimento, mas também a sua tolerância a inundações. O sucesso de ambas as espécies está relacionado ao longo período em que o solo fica úmido, melhorando os aspectos que influenciam a germinação (Maini, 1968). Apesar do bálsamo ser mais exigente que o álamo, as diferenças não são suficientemente distintas para justificar tratos silviculturais separados. Na pós colheita, quando não há o controle de regeneração para um segundo ciclo, os talhões em que os melhores indivíduos de álamos foram colhidos são formados por indivíduos que não apresentavam características comerciais acima da idade de corte e por indivíduos de diferentes idades recorrentes da regeneração, o que forma uma unidade de trabalho totalmente inviável (Kabzems, 1986). 10.3 MANEJO DE ÁLAMOS PARA AS CARACTERÍSTICAS DO PRODUTOS DE INTERESSE Existem diversas variáveis que o engenheiro florestal pode controlar para atender a determinados padrões de produtos. Para as espécies propensas à podridão, como álamo, o manejo para alcançar uma estrutura de classe etária apropriada é o passo mais importante. Alguns produtos exigem dimensões de fustes de um certo tamanho mínimo e a maioria dos produtos atuais requer que estes sejam colhidos antes que ocorra uma degradação significativa (Peterson e Peterson, 1992). Embora ainda não seja prático, a seleção genética de características desejáveis para determinados produtos é uma terceira variável de interesse potencial para o gerente florestal. Uma vez que cada clone aparentemente tem seu próprio padrão de decaimento de incremento 33 (Hiratsuka e Loman, 1984), uma busca por um declínio mínimo do incremento provavelmente é um critério de alta prioridade em programas genéticos. Como uma gama mais ampla de produtos tolera a incorporação de casca de álamo, os produtores não investem tanto no processo de descascamento dos indivíduos. Entretanto, a casca pode ser removida, com descascadores que trabalham com 10 a 15 indivíduos de uma só vez, incluindo fustes com até 10 cm de diâmetro. Com equipamentos e processos de fabricação capazes de lidar com peças tão pequenas, um gerente florestal pode se concentrar em como maximizar o volume total em qualquer diâmetro específico desejado acima de 10 cm (Peterson e Peterson, 1992). As árvores de grandes diâmetros não são desejáveis, pois influenciam diretamente na eficiência de extração e transporte, elevando substancialmente os custos de produção. Os talhões com maior número de indivíduos apresentam menor idade de corte, tornando uma ótima saída para a diminuição dos custos de produção (Gamer, 1988). As fábricas de OSB apresentam dificuldades no processo de colheita devido às diferenças entre os indivíduos quando há a presença de podridão e manchas. Durante o corte, fustes com podridão ou manchas não apresentam corte retilíneo. Além disso, as áreas que apresentam podridão e manchas absorvem mais água sendo necessário muito mais tempo para a secagem. No processo, as impurezas desses pontos podem diminuir a vida útil da lâmina de corte (Peterson e Peterson, 1992). Na fase de produção dos painéis, os finos que resultam de madeira apodrecida exigem mais resina que o normal, pois absorvem a resina em vez de mantê-la na superfície para criar uma ligação, ou seja, a ligação de superfície reduzida é acompanhada por forças de flexão menores em placas que contêm madeira podre (Akrami et al., 2014). Para a produção de OSB, toras com até 50% de podridão ou mais podem ser usadas, não porque o produto acabado possa aceitar essa quantidade de madeira inferior, mas porque o processo de fabricação efetivamente separa a madeira de qualidade inferior. Quando a faca de corte atinge a podridão, a madeira podre se quebra em pedaços relativamente pequenos que se movem com os flocos para os secadores. Esses secadores operam perto do ponto de inflamação 34 da madeira e grande parte da madeira esfarelada queima. Pedaços de madeira apodrecida que não queimarem são peneirados e martelados em um moinho, com o material resultante sendo usado como fonte de energia para aquecedores (Akrami et al., 2014). As indústrias envolvidas com a produção de celulose de álamos buscam uma celulose de alta qualidade, uma meta que está fadada a influenciar o manejo. Usualmente, o preço da celulose de álamo é mais barato que a provinda de coníferas. Por isso, o grande gargalo desse mercado é o transporte. Já na produção, a grande meta é sempre aumentar o rendimento, que é muito afetado com a presença de podridão e manchas. Porém, a diferenciação entre árvores sadias e podres no campo ainda é muito difícil (Barr, 1987). O grande interesse do mercado de álamo como matéria-prima para a celulose é resultante das propriedades químicas físicas distintas de sua madeira, já que possuem baixo teor de lignina e alto teor de carboidratos, o que favorece tanto a produção química quanto a mecânica. Além disso, as fibras de paredes finas e de pequeno diâmetro são adequadas para a produção de papel de alta densidade com uma superfície lisa (Wong, 1987). 11. ROTAÇÃO E CALENDÁRIO DE COLHEITA Existem vários recursos que distinguem os álamos das coníferas quando os ciclos de rotação estão sendo planejados. Com certa idade, há uma decadência no álamo para usar o conceito de cortar o mais antigo primeiro, que é a abordagem tradicional com coníferas (Barr, 1987). Comparado com as coníferas, o álamo é bem adequado para o manejo de rotação curta (Bella e Jarvis, 1967). Não há muita experiência com diferentes ciclos de rotação para o álamo nas províncias de pradarias, porque muitas das operações de colheita de álamos feitas cedo foram de alta qualidade. Há fortes razões econômicas e silviculturais para reabilitar as grandes áreas atuais de talhões decadentes e trazê-los de volta à plena produção (Bella e Jarvis, 1967). 35 Os álamos ainda tendem a ser colhidos em rotações relativamente longas, com a indústria florestal planejando uma rotação de 70 anos. Sugere-se uma rotação de 75 anos se as madeiras duras e as madeiras macias forem consideradas em conjunto e de 30 anos se apenas o álamo for considerado. Dados recolhidos por Bella e De Franceschi (1980) relataram que o IMA (Incremento Médio Anual) para madeira de caule e casca ocorre com cerca de 30 anos. Nesta base, eles sugeriram uma idade de rotação de cerca de 30 anos para os locais com cobertura densa de álamos, com rotações ligeiramente mais longas em locais pobres e rotações mais curtas em locais bons. Isso se compara bastante aos resultados de Perala (1973), que indicavam uma idade de rotação de cerca de 25 anos para os álamos crescendo em locais relativamente bons. Essas idades de rotação aparentemente baixas para álamos são baseadas na suposição de que a maximização da produção de fibras é a principal objetivo. Se os gerentes pensarem em termos de produção de toras para madeiras ou laminados, então rotações mais longas são necessárias. Por exemplo, para produzir álamos com diâmetros maiores que 9 cm em Saskatchewan, recomenda-se uma rotação de 60 anos para os melhores locais, 70 anos para locais médios e 85 anos para locais pobres (Kabzems et al., 1986). Experimentos nos Estados Unidos indicam que a maioria dos álamos pode produzir celulose com rotações de 35 a 45 anos. Em alguns dos melhores locais, no entanto, a serraria foiproduzida em 45 anos, quando o suporte foi desbastado aos 30 anos. Para evitar problemas com a deterioração do caule, rotações de 50 anos ou 60 anos em talhões resistentes à deterioração foram sugeridas como ideal para a produção de madeira de álamo (Perala e Russell, 1983). Com experiência em Saskatchewan, uma província canadense, a Prince Albert Pulp Company (1983) também recomendou 50 anos como a rotação ideal para álamo. Para as províncias de pradarias em geral, Steneker (1976) recomendou rotações e etapas de manutenção para álamos em diferentes locais (Tabela 3). 36 Tabela 3. Rotações para aspen. Fonte: Steneker, 1976. Sítio Produto Trato Rotação Bom Toras para corte Desbaste para aumentar o incremento (1600 árvores/ha aos 15 anos, com mais um desbaste aos 30 anos para 1000 árvores/ha) 50 anos Fibra Desbaste para redução da mortalidade (manter a área basal em 70% do normal, começando aos 15 anos ou antes) 30-40 anos Intermediário Fibra Desbaste para redução da mortalidade 35-45 anos Pobre Fibra Não manejar, possível conversão para outras espécies * * Não se aplica 12. USOS DA MADEIRA Os álamos podem ser utilizados comercialmente para fabricação de madeira para serraria, pallets, caixas, móveis, papel e celulose e painéis orientados (OSB). Eles também são muito importantes ambientalmente como fonte de alimento e abrigo para muitas formas de vida selvagem (McLellan, 2017). As características anatômicas da madeira dos álamos, baseadas numa descrição detalhada feita por Panshin e de Zeeuw (1980), podem ser sumarizadas como: alburno esbranquiçado à leitoso, geralmente fundindo-se gradualmente ao cerne e, portanto, não claramente definido; cerne esbranquiçado leitoso a castanho acinzentado claro; madeira com um odor característico desagradável quando molhada, inodora quando seca, sem sabor característico, com brilho pronunciado e sedoso, geralmente de grã reta; anéis de crescimento distintos por causa do lenho tardio mais escuro, mas nem sempre evidentes; poros numerosos, pequenos e não visíveis sem a olho nu, vasos muito numerosos. Em comparação com outras madeiras, os álamos são madeiras de baixa densidade. Sob baixa ampliação, cerca de um quarto de sua seção transversal do tronco aparece como poros. Os vasos são geralmente pequenos o suficiente para permitir o acabamento superficial sem tratamento de preenchimento, característica semelhante à do vidoeiro ou do bordo. Cerca de dois 37 terços do volume de madeira são constituídos por fibras que, quando comparadas com os elementos de vaso, são relativamente compridas e espessas. O comprimento da fibra é tipicamente curto perto da medula, aumentando progressivamente para fora a partir da medula (Yanchuk et al., 1984). No geral, as fibras dos álamos são muito mais curtas do que as fibras (traqueídeos) das madeiras macias (coníferas). A quantidade de traqueídeos em coníferas é consideravelmente mais alta do que o conteúdo de fibras das madeiras duras, geralmente excedendo 90% da estrutura celular. Essas diferenças fundamentais na anatomia entre álamos e madeiras de coníferas explicam as diferenças significativas na resistência da polpa entre as duas classes de madeira. As polpas feitas de álamo têm cerca de 50% da resistência à ruptura quando comparadas à polpa feita de coníferas (Kennedy, 1974). Por outro lado, os elementos de vaso aumentam a suavidade e a opacidade, tornando os álamos boas espécies para a produção de papéis finos de impressão (Peterson e Peterson, 1992). O teor de lignina nos álamos é relativamente baixo, cerca de 19,2% no cerne e 16,3% no alburno. Esses baixos teores de lignina permitem que a madeira seja deslignificada com maior facilidade do que madeiras de coníferas. Como resultado, o processo de polpação é mais rápido e eficiente, sendo necessária uma menor quantidade de reagentes e a polpação mecânica pode ser realizada utilizando pouca energia (Peterson e Peterson, 1992). No geral, em comparação às coníferas e a outras madeiras de baixa densidade, a resistência da madeira dos álamos é favorável, exceto pelos álamos possuírem resistência a flexão relativamente baixa. A resistência à biodegradação dos álamos é baixa. Postes e mourões não tratados possuem uma vida útil de apenas 2 a 4 anos. Infelizmente, essa desvantagem é difícil de se contornar, devido a baixa permeabilidade do cerne à penetração de preservativos. Por causa de sua baixa densidade, se forem utilizados métodos de processamento convencionais, os álamos tendem a rachar quando cortados, assim, uma configuração de maquinário adequado para madeiras de maior densidade não produzirá um bom acabamento nos álamos (Peterson e Peterson, 1992). 38 13. FATORES ECONÔMICOS Tanto a indústria de produtos florestais como, consequentemente, o setor florestal, nos Estados Unidos, experimentaram extrema volatilidade, desafios sem precedentes e mudanças substanciais nas últimas duas décadas. Em muitas áreas, antigas premissas operacionais têm sido desafiadas e descartadas em um ritmo cada vez mais acelerado. E emergindo de uma recessão que deprimiu alguns mercados a níveis que se igualaram à Grande Depressão, o futuro de curto prazo para os mercados de produtos florestais dos EUA é ligeiramente otimista. Já a longo prazo, o futuro sugere oportunidades e desafios (USDA, 2018). Os mercados para os quais os produtos florestais dos EUA podem ser exportados nunca foram tão diversificados e interconectados. Estes incluem os mercados interno e externo. Eles também envolvem uma gama crescente de oportunidades de mercado, tanto para produtos tradicionais quanto para novos (USDA, 2018). Muitas pesquisas na área de melhoramento dos álamos vêm sendo desenvolvidas nos últimos anos, e a grande tendência é a utilização de populações híbridas. Em média, o incremento das populações híbridas estão em 11,6 m³/ha/ano, podendo chegar a 20 m³/ha/ano em locais propícios, valor esse que se sobressai quando comparado a populações naturais, que apresentam um incremento médio de 3,3 m³/ha/ano (Miville, 2013). O gráfico da figura 10 demonstra a produtividade de uma população híbrida ao longo de 30 anos. 39 Figura 10. Produtividade de uma população híbrida de aspen. Fonte: Shooshtarian et al., 2018. O preço médio do metro cúbico de álamo para uso geral, com base nos anos de 2006 à 2010 foi de $43,22 (Miville, 2013). Se considerarmos um ciclo de 30 anos, para uma população natural, ao final do ciclo tem-se um volume de madeira de 99 m³/ha com valor estimado em $4.279/ha, e para uma população híbrida 300 m³/ha, com valor estimado de $12.996/ha. Para mérito de comparação, convertendo esses valores para reais (cotação do dia 24/07/2018), os valores são de R$ 16.045,39/ha para uma população natural e R$ 56.398,72/ha para uma população híbrida. Os custos médios de preparo da área, manutenção e transporte estão descritos na tabela 4. 40 Tabela 4. Custos médios com operações silviculturais e manutenção. Operação Custo (US$) Arar /gradar $606/ha Plantio $500/ha Roçada $866/ha Poda $434/ha Desbaste comercial $1271/ha Manutenção de estrada $12,5/ha Transporte $12,59/m³ Total 3689,5/ha* *Desconsiderando os custos de transporte Pesquisas atuais sobre o cultivo de álamo híbrido como cultura de curta rotação para a produção de biocombustíveis são uma grande promessa para aumentar a lucratividade. Modelos de fluxo de caixa de custos de produção e rendimentos mostram que a biomassa de álamo varia de US$ 25 a US$ 60 por tonelada seca (DOE, 2011).