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Eduardo Pagel Floriano MANEJO FLORESTAL: para sustentabilidade e excelência 1ª edição Edição do autor Rio Largo, AL, Brasil 2018 © Eduardo Pagel Floriano Catalogação na fonte Universidade Federal de Alagoas Biblioteca Setorial do Centro de Ciências Agrárias Bibliotecária Responsável: Myrtes Vieira do Nascimento Manejo Florestal – para sustentabilidade e excelência 2 PREFÁCIO A motivação para elaborar este compêndio vem da necessidade de um texto auxiliar no ensino do manejo florestal para futuros Engenheiros Florestais. Os poucos textos em Língua Portuguesa, ou não estão disponíveis para aquisição, ou não possuem a abrangência necessária para servirem de base para a disciplina. Manejo florestal é um assunto extremamente amplo, abrangendo tecnologias diversas, de diferentes subáreas, com o objetivo de subsidiar a produção de bens florestais, tangíveis e intangíveis, de forma sustentada e com excelência. Usualmente, os Engenheiros se especializam em uma ou poucas áreas correlacionadas do manejo florestal, devido à abrangência e complexidade do assunto, tendo por vezes até mesmo que apelar para profissionais de outras áreas, como a biologia, geografia, matemática, etc, para resolver os problemas que surgem ao manejar florestas. Aqui, procurou-se fazer uma introdução dentro do escopo das principais técnicas atuais de manejo florestal utilizadas no Brasil, fornecendo-se uma referência, principalmente aos acadêmicos, de forma simples e resumida e de fácil compreensão. Rio Largo, 25 de novembro de 2018. Eduardo Pagel Floriano Manejo Florestal – para sustentabilidade e excelência 3 SUMÁRIO INTRODUÇÃO 9 1.1 Requisitos do manejo florestal sustentável 19 1.1.1 Requisitos gerais 21 1.1.2 Requisitos específicos 21 1.2 Elementos do manejo florestal 22 2 ABORDAGENS DO MANEJO FLORESTAL 23 2.1 Florestas com objetivo de conservação 23 2.1.1 Unidades de Proteção Integral 23 2.1.2 Unidades de Uso Sustentável. 23 2.2 Florestas com objetivo de proteção 24 2.3 Florestas com objetivo de produção 26 3 FASES DO MANEJO FLORESTAL 29 3.1 Ambiente socioeconômico 30 3.1.1 Identificação dos atores 30 3.1.2 Caracterização socioeconômica 31 3.1.3 Políticas de desenvolvimento 31 3.1.4 Infraestrutura 32 3.1.5 Avaliação comparativa (Benchmarking) 32 3.2 Ambiente biofísico 33 3.3 Caracterização da cadeia produtiva 33 3.3.1 Características das indústrias de base florestal 34 3.3.2 Produtividade Industrial 35 3.4 Escolha de espécies 41 3.4.1 Objetivos da produção 41 3.4.2 Adaptação 44 3.4.3 Produtividade 45 3.5 Estatísticas 47 3.6 Caracterização das árvores e povoamentos 48 3.6.1 Diâmetro 49 3.6.2 Altura 52 3.6.3 Área Basal 53 3.6.4 Volume 55 3.6.5 Formas das árvores 57 Manejo Florestal – para sustentabilidade e excelência 4 3.6.6 Forma do tronco 66 3.6.7 Biomassa 70 3.6.8 Mortalidade 71 3.6.9 Qualidade da madeira 72 3.7 Espaço florestal 74 3.7.1 Áreas de preservação e conservação 74 3.7.2 Divisões e subdivisões espaciais 75 3.7.3 Rede viária 76 3.8 Tempo 79 3.8.1 Idade 80 3.8.2 Classes de idade 81 3.9 Estrutura florestal 81 3.9.1 Espécies 82 3.9.2 Índices de diversidade α 83 3.9.3 Índices de diversidade β 87 3.9.4 Diversidade por agrupamento 91 3.9.5 Estrutura Horizontal 99 3.9.6 Estrutura vertical 106 3.10 Crescimento 112 3.10.1 Fatores que afetam o crescimento 112 3.10.2 Representação matemática do crescimento 115 3.10.3 Incrementos 116 3.10.4 Curva de crescimento 117 3.10.5 Métodos de estudo do crescimento 119 4 MODELOS FLORESTAIS PARA O PLANEJAMENTO DA PRODUÇÃO 123 4.1 Classificação dos modelos matemáticos 126 4.1.1 Classes de objetivos da modelagem 126 4.1.2 Classificação teórico-empírica 126 4.1.3 Classificação pela técnica empregada 127 4.1.4 Classificação pela relação com o tempo 127 4.1.5 Classificação pelo tipo de previsão 127 4.1.6 Classificação de acordo com o tipo de dados 128 4.2 Modelagem linear por seleção de variáveis 128 4.3 Modelos de relação hipsométrica 130 4.4 Modelos para volume do tronco 131 4.5 Modelos para fator de forma 132 4.6 Modelos para casca 133 Manejo Florestal – para sustentabilidade e excelência 5 4.7 Modelos de crescimento florestal 134 4.7.1 Modelagem do crescimento 135 4.8 Modelos de distribuição de diâmetros 140 4.8.1 Florestas plantadas 140 4.8.2 Florestas inequiâneas 144 4.9 Modelos para forma e afilamento do tronco 145 4.9.1 Equação de afilamento do tronco 145 4.10 Tabelas de produção 148 4.11 Obtenção de dados para modelagem 149 4.11.1 Ajuste e construção de modelos 151 4.11.2 Avaliação de modelos 152 4.11.3 Coeficiente de Determinação Ajustado (R²aj) 155 4.11.4 Validação das equações de regressão 156 4.12 Análise de covariância 161 5 CLASSIFICAÇÃO DE SÍTIOS 162 5.1 Método da curva guia 164 5.2 Método da equação de diferença 166 5.3 Método da regressão aninhada 167 6 COMPETIÇÃO 168 6.1 Índices de competição 168 6.2 Índices baseados nas copas das árvores 173 6.2.1 Fator de Competição de Copas (FCC) 173 6.2.2 Índice de Ocupação do Espaço (IOE) 177 7 DENSIDADE DOS POVOAMENTOS 178 7.1 Densidade populacional 180 7.2 Área basal por unidade de área 181 7.3 Superfície de copa por unidade de área 181 7.4 Volume por unidade de área 182 7.5 Índices de densidade 182 7.5.1 Fator de Wilson 182 7.5.2 Índice de espaçamento relativo de Hart-Becking 183 7.5.3 Índice de densidade de Reineke 184 7.6 Controle da densidade 185 7.6.1 Densidade de plantio 185 7.6.2 Desbastes 186 7.7 Efeitos dos desbastes sobre a floresta e as árvores 187 Manejo Florestal – para sustentabilidade e excelência 6 7.7.1 Intensidade e Idade do 1º desbaste 189 7.7.2 Critérios para o 1º desbaste 190 7.7.3 Escolha das árvores a desbastar 190 7.7.4 Considerações sobre os Desbastes 190 7.7.5 Marcação de Desbastes 191 7.7.6 Cálculo de desbaste 191 7.7.7 Cálculo de desbaste pelo Índice de Hart-Becking 192 7.7.8 Método Inglês de desbaste 192 7.7.9 Método de Abetz de desbaste 193 7.7.10 Fator do espaçamento de Wilson 194 7.7.11 Método mexicano de desbaste 195 7.7.12 Método “croata” de desbaste 196 7.7.13 Considerações finais sobre densidade e desbastes 196 7.8 Desrama das florestas plantadas 197 8 ANÁLISE ECONÔMICA E FINANCEIRA 203 8.1 Valor Presente Líquido (VPL) 205 8.2 Razão Benefício/Custo (B/C) 206 8.3 Taxa interna de retorno (TIR) 207 8.4 Valor Anual Equivalente (VAE) 208 8.5 Valor Esperado da Terra (VET) 209 9 ROTAÇÃO FLORESTAL 210 9.1 Rotação de máxima produtividade 210 9.2 Rotação de máximo resultado financeiro 210 9.2.1 Rotação de máximo VET 211 9.2.2 Rotação de máximo VAE 212 10 PLANEJAMENTO DA PRODUÇÃO FLORESTAL 213 10.1 Processo de planejamento e regulação da produção 213 10.2 Exemplo 1 – Produção de lenha para uma indústria de laticínios 216 10.3 Exemplo 2 – Regulação da produção de lenha para abastecimento de um frigorífico 220 11 PESQUISA OPERACIONAL FLORESTAL 224 11.1 Introdução 224 11.2 Métodos de Pesquisa Operacional 227 11.3 Benefícios da PO 229 11.4 Limitações da PO 229 Manejo Florestal – para sustentabilidade e excelência 7 11.5 Aplicações da PO 230 11.6 Programação Linear (PL) 231 11.6.1 Modelos de programação linear no manejo florestal 233 11.6.2 Exemplo 1 – Otimização de produtos a fabricar 239 11.6.3 Exemplo 2 – Otimização do transporte para a fábrica 241 11.6.4 Exemplo 3 – Otimização de máquinas na colheita 244 11.6.5 Exemplo 4 – Planejamento da produção florestal 246 11.7 CPM - Critical Path Method 253 11.7.1 Programação para Frente (Data Cedo) 254 11.7.2 Programação para Trás (Data Tarde) 254 11.7.3 Determinação do Caminho Crítico: 254 12 AVALIAÇÃO DE IMPACTOS 259 12.1 Métodos de AIA para a fase de identificação e sumarização 260 12.2 Métodos de AIA para a fase de avaliação 261 12.3 Princípios e critérios para avaliação ambiental 261 12.4