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Companhia de Desenvolvimento dos Vales do São Francisco e do Parnaíba Governo do Estado do Piauí Secretaria de Estado do Desenvolvimento Rural PLANO DE AÇÃO PARA O DESENVOLVIMENTO INTEGRADO DO VALE DO PARNAÍBA – PLANAP CODEVASF / GOVERNO DO ESTADO DO PIAUÍ APOIO NO GERENCIAMENTO DA EXECUÇÃO DO PROGRAMA DE DESENVOLVIMENTO FLORESTAL DO VALE DO PARNAÍBA (PDFLOR-PI) APOSTILA DO CURSO TÉCNICAS DE MANEJO FLORESTAL CURITIBA / BRASIL DEZEMBRO / 2009 PLANO DE AÇÃO PARA O DESENVOLVIMENTO INTEGRADO DO VALE DO PARNAÍBA – PLANAP CODEVASF/GOVERNO DO ESTADO DO PIAUÍ/FUPEF Produto 8 Apostila do Curso Técnicas de Manejo Florestal APOIO NO GERENCIAMENTO DA EXECUÇÃO DO PLANO DE AÇÃO DO PROGRAMA DE DESENVOLVIMENTO FLORESTAL DO VALE DO PARNAÍBA (PDFLOR-PI) Coordenação do Projeto SDR Rubem Nunes Martins CODEVASF Guilherme Almeida Gonçalves de Oliveira GOVERNO DO PIAUÍ Jorge Antônio Pereira Lopes de Araújo STCP Joésio Siqueira Ivan Tomaselli Bernard Delespinasse Rodrigo Rodrigues Dartagnan Gorniski Curitiba, Brasil Dezembro de 2009 i APOIO NO GERENCIAMENTO DA EXECUÇÃO DO PLANO DE AÇÃO DO PROGRAMA DE DESENVOLVIMENTO FLORESTAL DO VALE DO PARNAÍBA (PDFLOR-PI) APOSTILA DO CURSO TÉCNICAS DE MANEJO FLORESTAL SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO.................................................................................................................................5 2. NOÇÕES BÁSICAS DE MANEJO FLORESTAL .......................................................................5 2.1. Classificação de Áreas ......................................................................................................................6 2.2. Planejamento Florestal.....................................................................................................................6 3. NOÇÕES BÁSICAS DE DENDROMETRIA ................................................................................7 3.1. Tipos de Medidas ..............................................................................................................................8 3.1.1. Medida Direta .....................................................................................................................................8 3.1.2. Medida Indireta...................................................................................................................................8 3.1.3. Medida Estimada ................................................................................................................................8 3.2. Tipos de Erros de Medição ..............................................................................................................8 3.2.1. Erros Sistemáticos ..............................................................................................................................8 3.2.2. Erros Compensantes ...........................................................................................................................8 3.2.3. Erros de Estimativa.............................................................................................................................8 3.2.4. Erros Acidentais..................................................................................................................................8 3.3. Medição da Idade das Árvores ........................................................................................................8 3.3.1. Estimativa da Idade de Árvores ..........................................................................................................9 3.3.2. Análise de Tronco.............................................................................................................................10 3.4. Medição de Diâmetro e Área Basal...............................................................................................11 3.4.1. Instrumentos para Medir Diâmetros .................................................................................................12 3.4.2. Cálculo da Área Basal ......................................................................................................................12 3.5. Medição de Altura ..........................................................................................................................13 3.6. Volumetria.......................................................................................................................................14 3.6.1. Cubagem ...........................................................................................................................................15 3.6.1. Fator de Forma..................................................................................................................................15 3.7. Biomassa ..........................................................................................................................................16 4. NOÇÕES BÁSICAS DE INVENTÁRIO......................................................................................16 4.1. Conceitos Básicos Sobre Amostragem..........................................................................................17 4.1.1. População..........................................................................................................................................17 4.1.2. Censo e Amostragem ........................................................................................................................17 4.1.3. Amostra.............................................................................................................................................17 4.1.4. Unidade Amostral .............................................................................................................................17 4.1.5. Precisão e Acuracidade.....................................................................................................................17 4.2. Métodos de Amostragem................................................................................................................18 4.2.1. Método de Área Fixa ........................................................................................................................18 4.2.2. Método de Bitterlich .........................................................................................................................21 4.3. Processos de Amostragem..............................................................................................................22 4.3.1. Amostragem Aleatória Simples ........................................................................................................22 4.3.2. Amostragem Sistemática ..................................................................................................................23 4.3.3. Amostragem Estratificada.................................................................................................................23 4.3.4. Principais Estimativas do Inventário ................................................................................................24 4.3.5. Cálculo das Estimativas do Inventário..............................................................................................26 4.4. Modelos Utilizados em Inventários Florestais .............................................................................26 4.4.1. Modelos Hipsométricos ....................................................................................................................27 4.4.2. Modelos Volumétricos......................................................................................................................27 ii 4.4.3. Funções de Afilamento ....................................................................................................................27 4.4.4. Modelos de Biomassa ...................................................................................................................... 27 4.4.5. Critérios de Seleção dos Modelos Ajustados................................................................................... 28 5. CRESCIMENTO E PRODUÇÃO FLORESTAL....................................................................... 28 5.1. Formas de Expressar o Crescimento............................................................................................ 28 5.1.1. Incremento Corrente Anual.............................................................................................................. 28 5.1.2. Incremento Médio Anual ................................................................................................................. 29 5.1.3. Incremento Periódico ....................................................................................................................... 29 5.1.4. Incremento Periódico Anual............................................................................................................. 29 5.1.5. Análise do Crescimento e do Incremento ........................................................................................ 30 5.2. Tipos de Crescimento..................................................................................................................... 31 5.2.1. Crescimento em Diâmetro................................................................................................................ 31 5.2.2. Crescimento em Altura..................................................................................................................... 31 5.2.3. Crescimento em Área Basal e Volume ............................................................................................ 31 5.3. Variáveis Fundamentais nos Modelos de Produção ................................................................... 32 5.3.1. Idade do Povoamento ....................................................................................................................... 32 5.3.2. Qualidade de Sítio ............................................................................................................................ 32 5.3.3. Densidade......................................................................................................................................... 32 5.3.4. Sobrevivência ................................................................................................................................... 33 5.4. Modelos de Projeção ...................................................................................................................... 33 5.4.1. Modelos de Produção Global ........................................................................................................... 33 5.4.2. Modelos de Produção por Classe Diamétrica .................................................................................. 34 5.4.3. Modelos de Crescimento para Árvores Individuais ......................................................................... 34 5.4.4. Equações de Crescimento e Produção.............................................................................................. 35 6. SISTEMAS DE MANEJO............................................................................................................. 35 6.1. Sistema de Manejo para Floresta Plantada................................................................................. 36 6.1.1. Sistema de Manejo de Alto Fuste .................................................................................................... 36 6.1.2. Sistema de Talhadia ......................................................................................................................... 36 6.1.3. Desrama............................................................................................................................................ 37 6.1.4. Desbaste ........................................................................................................................................... 38 6.2. Sistema de Manejo para Floresta Nativa..................................................................................... 38 6.2.1. Sistema de Corte Raso ..................................................................................................................... 39 6.2.2. Sistema de Árvore Sementeira ......................................................................................................... 39 6.2.3. Sistema de Abrigo por Árvores Adultas .......................................................................................... 40 6.2.4. Sistema de Rebrota........................................................................................................................... 41 6.2.5. Sistema de Corte de Talhões ............................................................................................................ 41 6.2.6. Sistema de Retenção ........................................................................................................................ 42 6.2.7. Sistema de Seleção........................................................................................................................... 42 7. PLANO DE MANEJO FLORESTAL.......................................................................................... 42 7.1. Coleta de Informações para a Elaboração do PMF.................................................................... 43 7.2. Zoneamento da Propriedade......................................................................................................... 43 7.2.1. Área de Preservação Permanente ..................................................................................................... 43 7.2.2. Áreas Inacessíveis a Exploração ...................................................................................................... 44 7.2.3. Áreas de Exploração ........................................................................................................................ 44 7.3. Planejamento das Estradas ........................................................................................................... 44 7.4. Ordenamento da Exploração ........................................................................................................ 45 7.4.1. Divisão da Floresta em Talhões ....................................................................................................... 45 7.4.2. Definir a Ordem de Exploração ....................................................................................................... 45 7.5. Censo Florestal ............................................................................................................................... 46 7.6. Corte de Cipós ................................................................................................................................ 49 7.6.1. Problemas Associados à Presença de Cipós..................................................................................... 49 7.6.2. Benefícios do Corte de Cipós........................................................................................................... 49 7.6.3. Onde e como Cortar os Cipós .......................................................................................................... 49 7.6.4. Técnicas para Cortar Cipós .............................................................................................................. 49 7.7. Planejamento da Exploração ........................................................................................................ 50 7.7.1. Localização dos Pátios ..................................................................................................................... 50 7.7.2. Definição do Tamanho dos Pátios....................................................................................................50 7.7.3. Definição do Ramal de Arraste ........................................................................................................ 50 iii 7.7.4. Definição da Direção de Queda das Árvores....................................................................................51 7.7.5. Definição dos Ramais Secundários de Arraste.................................................................................52 7.8. Abertura de Estradas e Pátio de Estocagem ................................................................................52 7.8.1. Etapas da Abertura de Estradas ........................................................................................................52 7.8.2. Etapas da Abertura de Pátios ............................................................................................................53 7.9. Corte das Árvores ...........................................................................................................................53 7.9.1. Pré-corte............................................................................................................................................53 7.9.2. Técnica Padrão de Corte...................................................................................................................54 7.9.3. Pós-corte ...........................................................................................................................................54 7.10. Arraste das Toras............................................................................................................................54 7.10.1. Maquinário e Acessórios Necessários ..............................................................................................54 7.10.2. Etapas do Arraste de Toras ...............................................................................................................55 7.11. Práticas Silviculturais.....................................................................................................................56 7.11.1. Plantio de Espécies de Valor Madeireiro .........................................................................................56 7.11.2. Tratamentos para Aumentar o Crescimento das Árvores de Valor Comercial ................................56 7.12. Legislação ........................................................................................................................................57 8. EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO: TÉCNICAS DE MANEJO FLORESTAL ..............................57 9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..........................................................................................58 LISTA DE FIGURAS Figura 01. Sistema de Geoprocessamento .................................................................................................7 Figura 02. Contagem de Verticilos ............................................................................................................9 Figura 03. Anéis de Crescimento em uma Fatia de Pinus sp...................................................................10 Figura 04. Componentes do Trado de Incremento...................................................................................10 Figura 05. Amostras de Madeira Retiradas pelo Trado de Pressler ........................................................10 Figura 06. Perfil Longitudinal de uma Árvore Hipotética.......................................................................10 Figura 07. Pontos de Medição de CAP....................................................................................................11 Figura 08. Modelo de Suta.......................................................................................................................12 Figura 09. Fita Métrica ............................................................................................................................12 Figura 10. Tipos de Alturas .....................................................................................................................13 Figura 11. Hipsômetro de Blume-Leiss ...................................................................................................13 Figura 12. Hipsômetro Suunto.................................................................................................................13 Figura 13. Procedimentos para Medição de Altura .................................................................................14 Figura 14. Posições da Cubagem.............................................................................................................15 Figura 15. Métodos de Cubagem.............................................................................................................15 Figura 16. Organização Estrutural de uma População.............................................................................17 Figura 17. Unidade Amostral de Área Fixa Circular...............................................................................18 Figura 18. Critério de Inclusão de Árvores..............................................................................................19 Figura 19. Unidade Amostral de Área Fixa Quadrada ............................................................................19 Figura 20. Unidade Amostral de Área Fixa Retangular ..........................................................................20 Figura 21. Unidade Amostral Empregada em Florestas Nativas .............................................................20 Figura 22. Relascópio de Bitterlich .........................................................................................................21 Figura 23. Bandas Internas do Relascópio de Bitterlich..........................................................................21 Figura 24. Distribuição das Unidades Amostrais ....................................................................................22 Figura 25. Distribuição das Unidades Amostrais ....................................................................................23 Figura 26. Distribuição Aleatória das Unidades Amostrais ....................................................................23 Figura 27. Distribuição Sistemática das Unidades Amostrais.................................................................23 Figura 28. Distribuição Normal de Dados ...............................................................................................25 Figura 29. Curvas de Crescimento e Incremento.....................................................................................29 Figura 30. Forma do Crescimento de uma Árvore...................................................................................30 Figura 31. Comportamento das Curvas de Incremento............................................................................31 Figura 32. Distribuição das Classes de Sítio ...........................................................................................32 Figura 33. Processo de Desrama..............................................................................................................37 Figura 34. Evolução da Regeneração após o Corte Raso ........................................................................39 Figura 35. Árvore Sementeira..................................................................................................................40 iv Figura 36. Sistema de Rebrota ................................................................................................................ 41 Figura 37. Sistema de Corte de Talhões.................................................................................................. 42 Figura 38. Sistema de Retenção .............................................................................................................. 42 Figura 39. Sistema de Seleção.................................................................................................................42 Figura 39. Definição das Áreas de Exploração ....................................................................................... 44 Figura 40. Estrada Secundária Sentido leste-oeste ................................................................................. 44 Figura 41. Planejamento de Estradas em Áreas Planas........................................................................... 45 Figura 42. Divisão da Floresta em Talhões............................................................................................. 45 Figura 43. Ordenamento dos Talhões ..................................................................................................... 46 Figura 44. Plaqueta de Alumínio............................................................................................................. 46 Figura 45. Qualidade do Tronco ............................................................................................................. 47 Figura 46. Avaliação da Direção da Queda............................................................................................. 47 Figura 47. Avaliação da Tendência Natural de Queda das Árvores ....................................................... 47 Figura 48. Classe de Qualidade da Copa................................................................................................. 48 Figura 49. Classe de Iluminação da Copa ............................................................................................... 48 Figura 50. Técnicas para o Corte de Cipós ............................................................................................. 49 Figura 51. Distribuição Sistemática dos Pátios....................................................................................... 50 Figura 52. Distribuição Dirigida dos Pátios ............................................................................................ 50 Figura 53. Delimitação das Árvores........................................................................................................ 51 Figura 54. Localização do Ramal Principal de Arraste........................................................................... 51 Figura 55. Direcionamente de Queda...................................................................................................... 51 Figura 56. Planejamento da Direção da Queda ....................................................................................... 51 Figura 57. Planejamento dos Ramais Secundários.................................................................................. 52 Figura 58. Abertura da Estrada ............................................................................................................... 52 Figura 59. Abertura com Lâmina Suspensa ............................................................................................ 52 Figura 60. Abertura com Lâmina Baixa.................................................................................................. 52 Figura 61. Corte Manual dos Tocos ........................................................................................................ 53 Figura 62. Movimentação em Espiral do Trator ..................................................................................... 53 Figura 63. Movimentação do Trator para Abertura do Pátio .................................................................. 53 Figura 64. Técnica Padrão de Corte ........................................................................................................ 54 Figura 65. Tratores Usados no Arraste ................................................................................................... 54 Figura 66. Torre Usada no Arraste.......................................................................................................... 54 Figura 67. Cabo Usado no Arraste .......................................................................................................... 55 Figura 68. Sequência do Arraste de Toras .............................................................................................. 55 Figura 69. Desengate do Estropo ............................................................................................................ 56 Figura 70. Empilhamento das Toras........................................................................................................ 56 Figura 71. Capina ao Redor das Plantas.................................................................................................. 57 LISTA DE TABELAS Quadro 01. Dados de Crescimento e Incremento do Volume................................................................... 30 Quadro 02. Comparação entre os Sistemas de Manejo Florestal ............................................................. 35 5 1. INTRODUÇÃO Manejo Florestal é classicamente definido pela sociedade Americana de Engenheiros Florestais SAF (1958), como aplicação de métodos empresariais e princípios técnicos na operação de uma propriedade florestal. A silvicultura, parte integrada do manejo, é a parte da ciência florestal que trata do estabelecimento, condução e colheita de árvores. É necessário salientar que o manejo florestal, além de ser uma técnica, é também uma estratégia política, administrativa, gerencial e comercial, que utiliza princípios e técnicas florestais no processo de intervenção do ecossistema, visando à disponibilização de seus produtos e benefícios para usos múltiplos, de forma a garantir os pressupostos do desenvolvimento sustentável (SILVA, 2006). O manejo florestal tem sido considerado por muitos pesquisadores, como um processo de tomada de decisão. Neste contexto o profissional florestal necessita ter uma visão global de planejamento, utilizando-se para tal, modelos matemáticos que possibilitem a previsão da produção, assim como gerenciar informações através de planos de manejos em que a otimização seja a tônica do processo. O manejador florestal deve balizar suas decisões em informações biológicas, econômicas, sociais, ambientais e de mercado de modo a propiciar a sustentabilidade desta prática e a perpetuação da atividade florestal no empreendimento. O sucesso da atividade florestal depende, em grande parte, da existência de um plano que defina, com clareza, seus objetivos e os meios para alcançá- los. A falta de um planejamento sistemático favorece a definição de objetivos com base em critérios subjetivos, incorreta distribuição temporal das ações, com dificuldade de coordenação e aferição dos resultados. O planejamento é particularmente relevante no manejo florestal, em razão de longos períodos envolvidos, como também das dificuldades em se promover mudanças bruscas no processo de gestão de uma floresta (SILVA, 2006). São consideradas florestas manejadas aquelas, com importância para a conservação de biodiversidade, para as quais há prescrições de cortes, tratamentos silviculturais e proteção com o objetivo de produção comercial e outros benefícios de forma sustentada. O manejo florestal madeireiro há muito vem sendo considerado um dos instrumentos mais viáveis de gestão (decisões e ações negociadas entre atores sociais envolvidos) dos recursos florestais com vistas à produção sustentada de madeiras. Sob a influência dessa nova ótica de desenvolvimento, o manejo florestal passa a incorporar, também, a idéia de desenvolvimento sustentável (SILVA, 2006). Para atender aos princípios do desenvolvimento sustentável, o manejo florestal precisa contemplar, em seus objetivos, a busca da sustentabilidade em relação às dimensões social, política, ecológica e econômica. Compatibilizar e articular essas quatro dimensões constitui o principal desafio para o manejo florestal sustentável. Historicamente, a concepção de manejo florestal passou de uma noção economicista, onde a ênfase maior era dada à maximização da produção de madeireira, para umanoção de manejo florestal sustentável, na qual a ênfase passou a ser dada ao ecossistema florestal como um todo e aos múltiplos bens e serviços que ele é capaz de fornecer a toda a sociedade. Essa mudança implica uma nova concepção, uma nova postura em relação à floresta e aos múltiplos recursos florestais. Isso não significa que esses aspectos eram anteriormente desconsiderados pela ciência florestal, ao contrário, as preocupações com a ecologia, o meio ambiente e o uso múltiplo das florestas em relação aos benefícios sociais a serem gerados sempre estiveram presentes, embora desarticuladas das preocupações principais da economia florestal (SILVA, 2006). Esta apostila foi elaborada com o objetivo de prover mão-de-obra capacitada na área de manejo de florestas de espécies nativas e exóticas (Eucalyptus) e que possam se constituir em monitores para a replicação das técnicas no campo (prestar assistência técnica a pequenos e médios produtores rurais). São abordados especialmente os conceitos básicos de manejo florestal, as noções básicas de dendrometria e inventário, aspectos sobre crescimento e produção florestal, os sistemas de manejo para florestas nativas e plantadas, noções sobre sistemas agroflorestais e como é operacionalizado o manejo florestal em florestas nativas. 2. NOÇÕES BÁSICAS DE MANEJO FLORESTAL Manejar ou gerir recursos florestais? De acordo com o dicionário de Aurélio Buarque de Holanda Ferreira os termos gestão e manejo poderiam ser considerados sinônimos se aplicados no caso florestal. Entretanto, já se consagrou no Brasil o uso do termo manejo florestal para descrever um conjunto de intervenções que alteram o estado inicial de uma determinada floresta. Desta forma, o manejo de um povoamento florestal se refere mais especificamente a uma prescrição, ou regime, que define intervenções e atividades às quais são submetidos os povoamentos florestais. Por outro lado, o termo gestão se identifica mais com o processo de escolha dessas prescrições ou regimes (RODRIGUEZ, 2005). Schneider (1993) se refere ao objetivo primordial do manejo florestal como sendo “a produção contínua e eficiente de madeira... realizada de maneira simultânea com um maior incremento possível de água de boa qualidade, da fauna, da flora dos locais recreativos e da estética da paisagem, sem 6 promover a degradação ambiental”. Nota-se neste caso, que diversos princípios científicos, econômicos e sociais balizam a busca de resultados e as alterações que eventualmente venham a ser implementadas nos sistemas produtivos. É o processo de gestão, entretanto, que deverá levar em consideração todos esses princípios e objetivos quando da seleção de um manejo florestal que efetivamente possa ser colocado em prática. 2.1. CLASSIFICAÇÃO DE ÁREAS A classificação das áreas florestais é o primeiro elemento de prescrição que o manejador florestal dispõe, uma vez que ela fornece o estado e o contexto das atividades e das projeções de produção. É neste ponto que o manejador decide o que é homogêneo e o que é heterogêneo, o que é similar e o que não é. O manejo florestal historicamente não tem prestado muita atenção à classificação detalhada das áreas florestais, reduzindo o escopo à identificação e classificação dos índices de sítio. Porem, com o crescente interesse em avaliar o impacto dos tratamentos silviculturais em parâmetros diferentes da produção de madeira, é obvio que a simples classificação por índices de sítio não é suficiente (ARCE, 1999). Em todo projeto de manejo florestal devem ser diferenciadas áreas com características econômicas e administrativas comuns (Unidade de Manejo – UM), e áreas com semelhança a nível de vegetação, solo, declividade, dentre outros fatores diversos (povoamentos florestais). Os povoamentos ou grupos de povoamento organizam a área em classes homogêneas a partir de características inerentes a produção de madeira e outras respostas dos tratamentos silviculturais, visando aumentar a acuracidade das predições. Em contraste, as unidades de manejo organizam a área em unidades espaciais lógicas para fins de implantação de plano de manejo, resultando em unidade tipicamente heterogênea (ARCE, 1999). A definição de unidade de manejo é extremamente útil para levar em considerações as condições de acesso, necessidade de construção de estradas e caminhos, efeitos da drenagem e erosão do solo, dentre outros. Desta maneira todos os povoamentos possuem características próprias que lhes outorgam homogeneidade e ao mesmo tempo os diferenciam dos povoamentos vizinhos. Pode-se inferir que, enquanto as unidades de manejo podem ser diferenciadas a partir de mapas, os povoamentos somente podem ser identificados com precisão a partir de inventários em uma base de dados georeferenciada, isto é, com limites claramente definidos no terreno e levantados nas cartas e mapas temáticos de vegetação, declividade, solos, etc. O manejo florestal deve identificar tanto áreas homogêneas para predição de respostas por hectare, quanto às áreas contiguas, mas não homogêneas para analisar a implantação do plano de manejo. Uma prescrição completa deve possuir instruções especificas e completas para cada tipo de grupos de povoamentos, como assim também instruções únicas para cada unidade (ARCE, 1999). Por prescrição entende-se o conjunto de atividades a serem desenvolvidas com a finalidade de atender os objetivos impostos pelo manejo para um determinado povoamento florestal, ou seja, uma prescrição é essencialmente, um conjunto de métodos silviculturais que visa, simultaneamente, satisfazer os desejos do proprietário e garantir a perpetuidade do recurso. É claro que para cada povoamento existirá sempre uma prescrição ótima que garanta o máximo retorno em termos econômicos e/ou socais, mas a finalidade do manejo é tratar simultaneamente com todos os povoamentos florestais, tentando minimizar, para cada um deles, as divergências entre as prescrições utilizadas e as ótimas (ARCE, 1999). 2.2. PLANEJAMENTO FLORESTAL A tomada de decisões na cadeia produtiva florestal é um desafio cada vez mais complexo (ARCE, 2008). Sem ferramentas ágeis e ao mesmo tempo robustas para o processamento e a análise das informações, a tomada de decisões pode-se tornar simplesmente um labirinto sem saída. Engenheiros, coordenadores, gerentes, e até mesmo diretores de empresas e organizações florestais estão retornando, de forma sistemática, às salas de aula de cursos de pós-graduação buscando ampliar a base do seu conhecimento. E é nesta conjuntura que as universidades brasileiras têm o dever de brindar tudo o que estiver ao seu alcance para auxiliar no planejamento da cadeia produtiva florestal. Segundo Arce (2008) a definição do horizonte de planejamento (HP) é o primeiro passo em planejamento. Não se pode planejar até o “fim dos tempos”. Por exemplo, em planejamento envolvendo florestas plantadas, normalmente o HP é de pelo menos 1,5 a 3,0 vezes a rotação. Em florestas de Pinus com rotação de 20 anos, o HP costuma ser de 30 anos (HP = 1,5 x Rotação). Já em florestas de Eucaliptos com rotação de 7 anos, o HP costuma ser de 21 anos (HP = 3,0 x Rotação). Indo agora ao Planejamento Florestal Otimizado estratégico ou de longo prazo, são cada vez mais as empresas no Brasil que incorporam este conceito por meio do uso de software específico na tomada de decisões. Aos poucos, soluções semi- artesanais de planejamento cedem seu lugar a software baseado em ferramentas como a Programação Linear, Programação Dinâmica, Algoritmos Genéticos, dentre outros. Os modelos de planejamento florestal permitem a programação de colheitas de curto prazo e, simultaneamente, a consideração das demais 7 questões silviculturais e econômicas de longo prazo: produtividade, custos de produção e transporte, idade ótima de colheita, decisão sobre reforma, desbaste e condução da brotação(no caso de eucaliptais). Colocado de forma simples, a modelagem matemática permite não apenas a obtenção de planos de curto prazo, ótimos quanto aos objetivos econômicos e de produção estabelecidos pelo gestor, mas, sobretudo, são capazes de sinalizar o grau de sustentabilidade e os efeitos sobre a disponibilidade futura de madeira (EISFELD et al., 2009). • Geoprocessamento Segundo Silva et al. (1998), geoprocessamento é um conjunto de procedimentos computacionais que, operando sobre bases de dados geo-codificados, executam análises, reformulações e síntese sobre os dados ambientais, tornando-se utilizáveis em um sistema de processamento automático (figura 1). Novo (1992) definiu sensoriamento remoto como sendo a tecnologia da utilização conjunta de sensores remotos, equipamentos de processamento e transmissão de dados, com o objetivo de estudar o ambiente terrestre através de registro e análise das interações eletromagnéticas com elementos componentes do planeta Terra, em suas mais diferentes manifestações. Figura 01. Sistema de Geoprocessamento Fonte: Silva et al, 1998 Dessa forma, os levantamentos dos povoamentos florestais são feitos a partir de técnicas de classificação digital supervisionada em seu método de máxima verossimilhança, no qual, segundo Pereira et al. (1995), o algoritmo de classificação consiste em um princípio estatístico paramétrico, considerando as classes envolvidas em uma função densidade de probabilidade gaussiana. Conforme Story & Congalton (1986), a maneira mais comum para expressar a precisão, tanto de imagens quanto de mapas, está na declaração da porcentagem da área de mapa que foi corretamente classificada quando comparada com dados de referência ou “verdade de campo”, denominada Exatidão Global. Esta declaração normalmente é derivada de uma contraparte da classificação correta gerada por amostragem dos dados classificados, e expressa na forma de matriz de erro, algumas vezes denominada de matriz de confusão ou tabela de contingência (BOLFE et al, 2004). Jensen (1986) sugeriu que a análise comparativa da precisão específica local, através da matriz de erro, pode fornecer métodos mais eficientes para comparar a precisão de mapeamentos de uso da terra que uma simples comparação de precisão através de uma estimação global. 3. NOÇÕES BÁSICAS DE DENDROMETRIA A dendrometria é uma parte importante e fundamental da ciência florestal, constituindo-se em uma disciplina básica e primordial para o engenheiro florestal. A maioria das outras disciplinas florestais e dos trabalhos científicos e técnicos na área envolve de uma forma ou de outra, o conhecimento e aplicação de métodos de quantificar a grandeza ou o produto em menção. Dendrometria é uma palavra originalmente composta de duas outras: Dendron do Grego, que significa árvore e metria do Latim, que significa medida. Portanto, etimologicamente, dendrometria significa medida da árvore. Este conceito primitivo da palavra dendrometria foi expandido com o desenvolvimento da ciência e das necessidades, tendo hoje significado bem mais abrangente. O proprietário florestal deve tratar a floresta como qualquer outra cultura ou empresa. Ele necessita saber o que tem no momento. Isto envolve a quantificação do estoque em crescimento. Precisa saber a produtividade e produção esperada, o que envolve avaliação da taxa de crescimento em idades sucessivas. Nesta parte o proprietário florestal obtém informações para tomada de decisões sobre o que pode ser retirado de sua floresta, para que ele se transforme num empreendimento permanente. A combinação dos dois itens: conhecimento do estoque e de sua produtividade fornece meios para planejar o abastecimento de indústrias florestais com diversos produtos na sua forma primária. Em todo esse processo, a quantificação do crescimento e produção envolve o uso de técnicas e métodos dendrométricos diversos, tais como a análise do tronco, parcelas permanentes ou temporárias, construção de curvas de índice de sítio e de tabelas de produção, etc. É difícil definir ou identificar onde termina 8 a dendrometria e começa o inventário florestal e o manejo. Em suas próprias essências estas disciplinas se confundem e ao mesmo tempo se complementam. A dendrometria estuda e desenvolve as técnicas de medição e quantificação para auxiliar o inventário florestal. Constitui também a base do manejo florestal, fornecendo as tabelas auxiliares para a tomada de decisões (MACHADO & FILHO, 2003). A Dendrometria pode ser definida como a parte da ciência florestal que trato do estudo, pesquisa e desenvolvimento de métodos e técnicas para: − Determinação das dimensões, volume e peso de árvores em pé ou derrubadas e dos produtos das mesmas, bom como de todo o povoamento florestal. − Estudo da forma e das relações dendrométricas ao nível da árvore e do povoamento florestal. − Determinação da idade, crescimento e produção da árvore e da floresta. 3.1. TIPOS DE MEDIDAS Em todos os campos do conhecimento e ser humano sentiu necessidade de caracterizar fenômenos naturais e objetos concretos através de atributos ou de medidas. O termo medida significa colocação de números e quantidades físicas, implicando neste caso a necessidade de uma escala. É necessário que se faça distinção entre medidas básicas e derivadas. Medidas básicas são comprimento ou distância, peso e tempo. Na dendrometria a altura, o diâmetro ou a circunferência e o peso são medidas básicas. As outras, tais como área transversal, volume e forma constituem-se medidas derivadas. Dentro deste contexto, as medidas podem assim ser consideradas como medidas diretas, indiretas ou estimadas. 3.1.1. Medida Direta A medida direta é feita diretamente sobre a árvore ou sobre seus produtos. Enquadram neste caso as medições de diâmetro de árvores em pé ou derrubadas, medidas do diâmetro nas extremidades de tora, espessura de casca, etc. A medida direta envolve o contato do operador com o objeto a ser medido. 3.1.2. Medida Indireta As medidas indiretas são aquelas feitas sem que haja contato direto do operador com o objeto medido. São feitas à distância, ou então, provenientes de transformação de medidas básicas. Medidas de alturas de árvores em pé, medições de diâmetro a alturas inacessíveis, área transversal, volume e forma são consideradas medidas indiretas. 3.1.3. Medida Estimada As medidas estimadas consistem em estimativas de variáveis direta ou indiretamente medíveis de uma árvore ou de um povoamento florestal. Na maioria dos casos este tipo de medida fundamenta-se em métodos estatísticos que viabilizam a medição de parte da população para se fazer inferência sobre a mesma (MACHADO & FILHO, 2003). 3.2. TIPOS DE ERROS DE MEDIÇÃO Ao tomar uma medida qualquer, pode-se cometer vários tipos de erros que podem ser minimizados quando identificáveis, e quando houver manejo correto dos aparelhos medidores. Erro significa desvio do valor real, estando associado à idéia de inacurado ou inexato e não a idéia de errado. De um modo geral os erros podem ser classificados em sistemáticos, compensantes, de estimativa e acidentais. 3.2.1. Erros Sistemáticos Os erros sistemáticos são os mais comuns, em geral causados por defeitos nos instrumentos ou pela inabilidade do operador em manuseá-los (MACHADO & FILHO, 2003). 3.2.2. Erros Compensantes Os erros compensantes independem do instrumento e do operador. São os erros produzidos ao arredondar cifras ou aproximar valores (MACHADO & FILHO, 2003). 3.2.3. Erros de Estimativa Os erros de estimativa são os erros inerentes ao processo de medição em que se mede apenas parte da população para se fazer inferência a respeito da mesma. São erros provenientes da variação existente entra as unidades de amostra medidas (MACHADO & FILHO, 2003). 3.2.4. Erros Acidentais Os erros acidentais são os erros cometidos por enganoou descuido do operador ou do registrador da informação (MACHADO & FILHO, 2003). 3.3. MEDIÇÃO DA IDADE DAS ÁRVORES A idade de uma floresta ou povoamento florestal é um conceito vago, pois nem todas as árvores que as compõe iniciam o seu crescimento ao mesmo tempo. Nesse sentido, emprega-se a idade média das árvores como maneira de aproximação. Porém para as práticas de manejo florestal, se faz necessário que as florestas nativas e os reflorestamentos possam ser caracterizados por uma idade definida (ENCINAS et al., 2005). Chama-se de povoamentos coetâneos ou maciços florestais equietâneos ou equiâneos, 9 quando as árvores neles existentes são da mesma idade. Normalmente os plantios de reflorestamentos pertencem a essa categoria. Florestas nativas são geralmente maciços multiâneos, também chamadas de idades múltiplas e variadas. Também é encontrado na literatura o termo de idades irregulares, quando os plantios florestais ou florestas nativas apresentam árvores com diferentes idades (ENCINAS et al., 2005). Na mensuração florestal a idade de uma árvore é uma variável muito importante, especialmente na estimativa da produção florestal. Fundamentalmente é utilizada nas avaliações do crescimento e da produtividade de um sítio e nos ordenamentos florestais. A idade é também utilizada como ferramenta para práticas silviculturais, na determinação do crescimento presente e futuro da floresta e nas decisões dos planos de manejo (ENCINAS et al., 2005). A idade permite, portanto: − Avaliar o incremento em termos de diâmetro, área basal, volume e altura de uma espécie em um determinado local, permitindo comparar a capacidade produtiva de diferentes locais; − Estimar o crescimento em altura das árvores dominantes nos povoamentos, para que sejam construídas curvas de índice de sítio de modo a se determinar a capacidade produtiva dos locais onde estes povoamentos estão implantados; e − Definir parâmetros a serem utilizados nas práticas de manejo florestal, servindo principalmente como base comparativa entre povoamentos e decidindo metas na exploração da floresta. No caso de plantios florestais, a maneira mais segura de conhecer a idade é registrando a data dos plantios em fichas, catálogos ou sistemas computacionais, de modo que para se obter a idade de um povoamento basta recorrer aos arquivos podendo obtê-la rapidamente e com grande precisão. No caso de florestas nativas tal procedimento não é possível, pois a floresta é normalmente composta de várias espécies e com diferentes idades. Assim, há necessidade de que o engenheiro ou técnico florestal utilize outras técnicas para obter a idade das árvores ou da floresta (ENCINAS et al., 2005). Deste modo, segundo a precisão que se deseja na determinação da idade de uma árvore se recorrerá a métodos diferentes, como descritos a seguir. 3.3.1. Estimativa da Idade de Árvores • Por observação Pode-se estimar a idade de uma árvore pelo seu tamanho ou aparência geral, através de simples análise visual. Este método requer muita experiência e prática, além do mensurador estar completamente familiarizado com o comportamento silvicultural da espécie e o ambiente onde a árvore está se desenvolvendo. Envolve, portanto, um profundo conhecimento do ritmo de crescimento das espécies existentes na área. Além do que, baseiam-se normalmente no histórico da floresta e em características morfológicas das espécies, como o alisamento e mudança de coloração da casca. Considerando estas suposições, o método é muito inexato. É utilizado geralmente para agrupar árvores em classes de idade, por exemplo, em intervalos de 10, 15, 20 anos e assim por diante (ENCINAS et al., 2005). • Contagem dos verticilos Muitas árvores formam em pontos do fuste uma estrutura em forma de nó, onde nascem ramos ou galhos laterais, formando anualmente os verticilos. Contando o número de verticilos, pode- se estimar a idade da árvore, associando o número de verticilos à idade do indivíduo em anos. Só em algumas espécies florestais, o número de verticilos ao longo do tronco corresponde exatamente à idade da árvore (ENCINAS et al., 2005). No Brasil a espécie que cresce com esse hábito é o Pinheiro do Paraná (Figura 2). Figura 02. Contagem de Verticilos Fonte: ENCINAS et al., 2005 • Contagem dos Anéis de Crescimento O anel de crescimento está composto de duas camadas, a primeira de tonalidade mais clara, que é chamada de lenho inicial ou primaveril, e a segunda, de tonalidade mais escura, chamada de lenho tardio ou secundário. Esses anéis de crescimento são conseqüentemente resultantes da atividade cambial da árvore em dois períodos: a vegetativa e a relativa ao repouso fisiológico da espécie, equivalente ao período de estresse fisiológico, ou seja, inadequado ao crescimento. Em locais onde existem claramente períodos específicos de verão e inverno, ou de chuvas e secas, o crescimento das árvores está acondicionado a essas características, períodos 10 onde comparativamente elas crescem mais e períodos onde o crescimento é mínimo, e em muitos casos é nulo (ENCINAS et al., 2005). Essa diferença de crescimento entre os tecidos do lenho inicial e lenho tardio, representados nas camadas justapostas, produz nitidamente áreas concêntricas, que são chamadas de anéis de crescimento (Figura 3). Figura 03. Anéis de Crescimento em uma Fatia de Pinus sp. Fonte: ENCINAS et al., 2005 Em árvores abatidas, os anéis de crescimento podem ser observados nos discos ou cortes transversais da tora. Em árvores em pé as amostras são obtidas através do Trado de Pressler. O Trado de Pressler é um instrumento muito empregado para obter amostras que permitem a contagem dos anéis de crescimento em árvores em pé. (ENCINAS et al., 2005) (Figura 4). Figura 04. Componentes do Trado de Incremento Fonte: ENCINAS et al., 2005 Para extrair uma amostra de madeira deve- se primeiro introduzir o trado no tronco, perpendicularmente ao eixo vertical da árvore (em direção à medula) e, logo em seguida, com o extrator, tira-se a amostra de madeira, também denominada de rolo de incremento (Figura 5). Figura 05. Amostras de Madeira Retiradas pelo Trado de Pressler Fonte: ENCINAS et al., 2005 3.3.2. Análise de Tronco A análise de tronco chamada também de análise do fuste, consiste na medição eqüidistante, ou não, de certo número de discos ou secções transversais do tronco de uma árvore, para determinar o crescimento e o desenvolvimento em seus diferentes períodos de vida (ENCINAS et al., 2005). Essa técnica permite determinar o crescimento passado de árvores individuais, demonstrado na Figura 6. Figura 06. Perfil Longitudinal de uma Árvore Hipotética Fonte: ENCINAS et al., 2005 A análise de tronco apresenta-se como uma interessante alternativa para se avaliar o crescimento passado de uma árvore, de forma rápida e precisa, e permite a realização de inferências sobre a produção futura da floresta. Este método adquire importância, uma vez que em qualquer época pode-se reconstruir o passado de uma árvore, sintetizando seu comportamento desde o estágio juvenil até o momento em que é realizada a análise (ENCINAS et al., 2005). A análise de tronco é indicada para espécies que possuem anéis de crescimento facilmente observáveis como resultado da atividade cambial 11 das árvores durante os períodos de máxima atividade vegetativa e de períodos de redução das atividades fisiológicas. Neste caso, o procedimento para contagem dos anéis de crescimento consiste na realização de uma análise de tronco, que pode ser completa ou parcial (ENCINAS et al., 2005). Em povoamentos equiâneos a escolha das árvores amostra será selecionada das classes dominantes e co-dominantes (árvores mais altas do povoamento), uma vez que essas proporcionam a garantia de que tiveram um crescimento provavelmente sem muita competição com as demais árvoresda floresta ou povoamento, o que torna uma distribuição dos anéis de crescimento mais uniforme (ENCINAS et al., 2005). Este procedimento requer muitas vezes o abate da árvore e corte do fuste em seções com distâncias pré-definidas, chamados discos, onde é realizada a contagem dos correspondentes anéis de crescimento. A análise de tronco além de permitir a determinação da idade da árvore, também fornece a possibilidade de conhecer o correspondente crescimento anual em diâmetro e altura e, em conseqüência, a área basal ou seccional e o volume de madeira produzido (ENCINAS et al., 2005). 3.4. MEDIÇÃO DE DIÂMETRO E ÁREA BASAL Dentre as variáveis mensuráveis em uma árvore e no povoamento florestal, o diâmetro é a mais importante. Constitui-se em uma medida básica e necessária para o calculo da área transversal, área basal, volume, crescimento e fatores de forma. No processo estimativo envolvendo o uso de equações de regressão, o diâmetro sempre se constitui na primeira variável independente, por ser de fácil acesso e normalmente apresentar alta correlação com o volume, peso e com outras variáveis dependentes. É o caso de equações de volume em que o diâmetro à altura do peito (DAP = 1,3m), tradicionalmente tem sido usado como a variável independente mais importante (MACHADO & FILHO, 2003). Não é sempre possível medir o diâmetro à altura do peito do seu ponto convencionado. Na prática aparecem situações diversas, obrigando a mudança do ponto de medição do diâmetro (PMD). A Figura 7 apresenta algumas situações comumente encontradas na floresta com respectivas indicações do PMD. Figura 07. Pontos de Medição de CAP Fonte: SCTP, 2009 12 3.4.1. Instrumentos para Medir Diâmetros Ao longo dos anos foram sendo construídos muitos instrumentos medidores de diâmetro. Alguns para atender contingências locais, com uso restrito, outros mais abrangentes e práticos, hoje com o uso difundido por todo mundo. Existem os instrumentos construídos basicamente para medir diâmetros de árvores em pé e outros que servem para uso em árvores derrubadas, porém em árvores ao alcance direto do operador. Existem também os aparelhos óticos, desenvolvidos para medir diâmetros à distância, basicamente em alturas ao longo do fuste, inacessíveis ao contato direto do medidor. A decisão de qual deles usar é questão de praticidade, eficiência, do preço e do objetivo do trabalho de medição. No Brasil tem-se usado basicamente a suta, a fita diamétrica e a própria fita métrica comum ou a trena para medição de diâmetros e circunferências (MACHADO & FILHO, 2003). • Suta É um instrumento medidor de diâmetro por excelência, principalmente em se tratando de árvores em pé. É simples e fácil de manejar, sendo por isto, altamente difundida em todo o mundo. Consiste em uma escala graduada, com dois braços perpendiculares a ela. Um dos braços é fixo em uma das extremidades e coincide com a graduação “zero” da escala graduada, enquanto que o outro é móvel e se desloca facilmente sobre a barra graduada, conforme Figura 8. Figura 08. Modelo de Suta Fonte: SCTP, 2009 • Fita de diâmetro e fita métrica comum A fita de diâmetro nada mais é do que uma trena graduada em intervalos constantes de “PI” em uma de suas faces, permitindo a leitura direta do diâmetro em centímetros. A outra face da trena é graduada em centímetros, às vezes com aproximação para milímetros, e serve para medir circunferências (Figura 9). Figura 09. Fita Métrica Fonte: SCTP, 2009 3.4.2. Cálculo da Área Basal Área basal (G) deve ser entendida como a parte de uma área florestal ocupada pelos fustes das árvores que compõem a floresta. Este termo refere-se ao grau de ocupação do terreno pelos fustes das árvores. A área basal do povoamento florestal expressa em uma base por unidade de área é uma informação muito importante da floresta. Ela tem sido usada como variável independente na estimativa do volume por unidade de área, como no caso das equações de volume do povoamento. Ela também expressa a densidade do povoamento, isoladamente ou em combinação com outro fator. Como a densidade afeta o crescimento e a produção, a área basal por unidade de área tem sido largamente utilizada como uma terceira variável independente no desenvolvimento de funções para predizer crescimento e produção (MACHADO & FILHO, 2003). O cálculo da área basal tem sido especificamente importante na condução de desbastes. É mais real fazer redução da área basal para um determinado valor no que simplesmente reduzir número de árvores. Trabalhar com volume, como seria o ideal, é bem mais complicado e trabalhoso (SANQUETTA et al., 2009). A área basal é determinada através da medição dos diâmetros a 1,3 metro acima do solo, de todas as árvores do talhão. Estas medidas são transformadas para área transversal e posteriormente para área basal, conforme indicado a seguir. 4 d. g 2 i i π = ou π = .4 c g 2 i i ∑ = = n 1i igG Área transversal Área basal 13 3.5. MEDIÇÃO DE ALTURA Altura de uma árvore ou porção dela é a distância linear ao longo de seu eixo principal, partindo do solo até o topo ou até outro ponto referencial, sempre em conformidade com o tipo de altura que se procura medir. A altura constitui-se em outra importante característica da árvore que pode ser medida ou estimada. Ela serve essencialmente para o cálculo do volume e para o cálculo de incrementos em altura e em volume. Nos métodos estimativos, a altura também entra como uma segunda variável independente nas tabelas de volume, funções de afilamento e em algumas outras relações dendrométricas (SANQUETTA et al., 2009). Em termos de povoamentos florestais a altura média é uma importante informação da floresta em desenvolvimento. A altura média das dominantes (hdom), que pode ser considerada como a média das alturas das 100 árvores mais grossas por hectare, é muito usada como indicadora da capacidade produtiva de terrenos florestais. Quando relacionada à idade em povoamentos puros e equiâneos, expressa o índice de sítio, sendo este um valor numérico da altura dominante, que também é usado como variável independente na construção de tabelas de produção, ou simplesmente em funções de crescimento e produção. As alturas comumente consideradas na maioria dos inventários florestais segundo, Machado & Filho, 2003, são: − Altura total: refere-se à distância do solo até o topo da árvore, ao longo do eixo principal. Para obter-se essa altura o operador deve ver a base e o topo da árvore de um mesmo local. − Altura do fuste: é a parte compreendida entre o nível do solo e a base da copa. − Altura comercial: é o comprimento do fuste a partir do solo ou da altura de corte até um ponto acima definido por um diâmetro mínimo de uso, ou até alguma limitação para uso comercial, como bifurcações, galhos, defeitos e tortuosidades (Figura 10). − Altura da copa: refere-se à parte compreendida entre o topo e a base da copa de uma árvore, ou seja, a altura da copa é a diferença entre a altura total e a altura do fuste, principalmente quando se trata de folhosas. − Altura do toco: é a distância entre o nível do solo até o ponto ou altura de corte da árvore. A altura do toco também é subjetiva, variando de lugar para lugar. Árvores com sapopemas, comuns em regiões tropicais, a altura do toco pode atingir de 1 a 4 metros. Figura 10. Tipos de Alturas Fonte: SCTP, 2009 • Instrumento para Medir Alturas Ao longo dos anos os florestais inventaram muitos instrumentos, especificamente construídos para medir alturas de árvores. Alguns deles foram idealizados para medições diretas, como as varas telescópicas, outros para medições indiretas da mesma variável, denominados genericamente hipsômetros. Ademais usaram a criatividade para adaptar instrumentos usados em topografia para medir desníveis denominados eclímetros, ou para medirângulos designados clinômetros. A decisão de qual deles usar é questão de praticidade, eficiência, do preço e do objetivo do trabalho de medição. No Brasil tem-se usado basicamente os hipsômetros trigonométricos (Figuras 11 e 12), o que é baseado em relação angulares de triângulos retângulos, para a medição de alturas. Figura 11. Hipsômetro de Blume-Leiss Fonte: SCTP, 2009 Figura 12. Hipsômetro Suunto Fonte: SCTP, 2009 14 Os hipsômetros trigonométricos são graduados partindo-se do principio que o operador está a uma distância fixa da árvore a faz visada para o topo e outra para a base da mesma. Estas visadas formarão dois ângulos com a linha de vista horizontal imaginária do operador à árvore. A linha horizontal com origem no olho do observador faz um ângulo reto com o eixo da árvore (MACHADO & FILHO, 2003) (Figura 13). Figura 13. Procedimentos para Medição de Altura Fonte: SCTP, 2009 3.6. VOLUMETRIA Estimar o volume das árvores é, na maioria das vezes, a principal finalidade dos levantamentos florestais, notadamente quando se trata de povoamentos destinados para fins comerciais. A medição de todas as árvores de uma floresta com a finalidade de conhecer seus volumes é uma tarefa impraticável. Por isso, quase sempre, ela é inventariada por amostragem. Uma parte da população (amostra) é medida, extrapolando-se as características dessa amostra para toda a floresta. Naturalmente, quanto mais representativa da floresta for à amostra, melhores serão as estimativas obtidas. As amostras raramente ultrapassam 2% da floresta. As unidades amostrais (parcelas) que constituem a amostra são distribuídas aleatoriamente ou sistematicamente de forma a representar a população. Nestas unidades de amostra, os diâmetros com casca (DAP) de todas as árvores são medidos. As alturas totais (h) de todas as árvores ou apenas de algumas são também tomadas. A partir destas medições, os volumes são estimados através de técnicas indiretas, tais como: fator de forma, equações de volume e funções de afilamento (MACHADO & FILHO, 2003). Para desenvolver equações de volume, funções de afilamento ou até mesmo fator de forma, é preciso, primeiramente, obter estimativas 15 reais do volume. A técnica mais empregada no setor florestal é a cubagem, um método destrutivo de seccionamento da árvore com a finalidade de obter o volume total ou comercial. 3.6.1. Cubagem Tendo em vista que a forma das árvores não é perfeitamente regular, o método de cubagem, implica na divisão do fuste das árvores em n seções (toras). Isto leva à medição de diâmetros sucessivos ao longo do tronco e emprego de fórmulas para obtenção dos volumes nas várias seções estabelecidas previamente (Figura 14). Figura 14. Posições da Cubagem Fonte: SCTP, 2009 A medição dos diâmetros ao longo do fuste pode ser feita em alturas absolutas ou relativas da árvore, ou uma combinação de ambas. A soma do volume de todas as seções resultará no volume da árvore. Evidentemente, quando se usa seção com comprimento menor o volume calculado será mais acurado, seja qual for o método empregado. Portanto, a aplicação de qualquer método de cubagem depende da medição de diâmetros ou circunferências nas várias alturas. Quando possível esse trabalho é realizado sobre árvores derrubadas e conseqüentemente o uso da suta é recomendado. Existem 3 métodos de cubagem, sendo eles: Smalian, Huber e Newton (Figura 15). Esses métodos permitem o cálculo do volume real da árvore e pares de valores de DAP e altura, os quais são usados para construção de equações de volume e serem empregadas na estimativa dos volumes das árvores em pé, medidas nas parcelas do inventário (SANQUETTA et. al, 2009). Figura 15. Métodos de Cubagem Fonte: SCTP, 2009 • Cubagem por Smalian Neste método os diâmetros ou as circunferências são medidos nas extremidades de cada seção e o volume é calculado como segue: ( ) l 2 gg v 21 × + = Sendo: v = volume da tora (seção) g1 = área transversal na base da tora g2 = área transversal no topo da tora l = comprimento da tora • Cubagem por Huber Neste método o diâmetro ou a circunferência é medido na metade da seção e o volume é calculado como segue: lgv m ×= Sendo: gm= área transversal na metade da seção • Cubagem por Newton Este método exige que os diâmetros ou as circunferências sejam medidos em 3 posições ao longo de cada seção, sendo, portanto, o método mais trabalhoso. Em contrapartida, o volume da tora ou da seção será mais acurado, sendo calculado como segue: ( ) l 6 gg4g v 2m1 × ++ = A partir dos dados das árvores cubadas é possível avaliar as variações na forma do fuste para desenvolver equações apropriadas. As variações na forma do fuste da árvore são devidas à diminuição sucessiva dos diâmetros da base ao topo da árvore. 3.6.1. Fator de Forma O fator de forma é também uma das metodologias empregadas para estimar o volume (SANQUETTA et al., 2009). Ele é definido como um módulo de redução, que deve ser multiplicado pelo produto da área basal (g) com a altura (h) para se ter o volume da árvore em pé. f.h.gv = O fator de forma médio é calculado sobre um número representativo de árvores da população para aproximações do volume das árvores. 16 Segundo o processo de cálculo o fator de forma pode ser chamado de “artificial” quando explicita a relação entre o volume da árvore e o volume de um cilindro com base no diâmetro tomado a 1,30m da árvore, ou “natural”, quando se refere à relação entre o volume da árvore e o volume de um cilindro tomado a 1/10 da altura da árvore (SANQUETTA et al., 2009). À medida que o fator de forma se aproxima de 1, mais cilíndrica é a árvore. • Fator de forma artificial ( )3,13,1 ddiâmetro_com_cilindro_volume rigoroso_volume f = • Fator de forma natural: ( )1,01,0 ddiâmetro_com_cilindro_volume rigoroso_volume f = 3.7. BIOMASSA Estimar a biomassa é importante para compreender a produção primária de um ecossistema e avaliar o potencial de uma floresta para produção de energia. No manejo florestal sustentável, a biomassa é usada para estimar a quantidade de nutrientes que é exportada do sistema via exploração de madeira e que é devolvida via inputs atmosféricos (HIGUCHI et al, 2008). No entanto, depois da Rio-92, a biomassa ganhou uma nova dimensão. O carbono da vegetação passou a ser um elemento importante nas mudanças climáticas globais. O engenheiro florestal sabe (ou deveria saber) que aproximadamente 50% da madeira secada (em estufa) é carbono e que os compostos de carbono são: celulose (45%), hemicelulose (28%) e lignina (25%). De acordo com o IPCC (Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas), os componentes de biomassa e carbono da vegetação são: (i) biomassa ou C na matéria viva acima do nível do solo (tronco, galhos, folhas, frutos e flores); (ii) biomassa ou C na matéria viva abaixo do nível do solo (raízes) e (iii) biomassa ou C na matéria morta em pé ou no chão (HIGUCHI et al, 2008). 4. NOÇÕES BÁSICAS DE INVENTÁRIO Até poucos anos atrás, o inventário florestal era realizado por meio de simples levantamento do estoque de indivíduos de grande porte, susceptíveis de serem explorados, resultando numa visão incompleta e por vezes distorcida da verdadeira condição de desenvolvimento da floresta (REIS et al., 1994). Com a evolução da tecnologia e a constante pressão dos órgãos ambientais, os inventários tornaram-se muito mais complexos e informativos. Neste novo enfoque, os inventários que na maioria dos casos eram utilizados para determinação do volume de madeira existente na floresta, passaram a ser utilizados para determinação de outros aspectos como volume total, volume comercial, biomassa, estágio sucessional da floresta, a avaliação da regeneração natural das espécies, e outras peculiaridades inerentes ao objetivo do inventárioflorestal. Segundo PÉLLICO NETTO & BRENA (1997), “Inventário Florestal é uma atividade que visa obter informações qualitativas e quantitativas dos recursos florestais existentes em uma área pré- especificada”. Há diferentes tipos de inventário, como os inventários de reconhecimento, os inventários regionais e os inventários a nível nacional, além de outros. Os inventários podem atender a interesses específicos de uma empresa florestal ou de uma instituição de pesquisa, visando a uma determinada fazenda, à parte de uma propriedade ou a um conjunto de propriedades (VEIGA, 1984) Os inventários contínuos para planos de manejo florestal exigem que as amostras na área sejam permanentes para efeitos de fiscalização e, também, para determinação das variações periódicas dos parâmetros médios da população. Para que as amostras sejam permanentes é preciso criar uma estrutura capaz de assegurar a demarcação tanto das unidades amostrais quanto das espécies em estudo. Esta estrutura requer tempo e demanda custos para quem realiza o inventário florestal, o que implica na necessidade de avaliação da economicidade do sistema de amostragem. Portanto, é muito importante que se concilie a aplicação do melhor método de amostragem para cada tipo de situação, pois esta etapa tem sido considerada como um ponto de estrangulamento dentro de um sistema de manejo sustentável (CONTE, 1997). Quando o objetivo do produtor é conduzir um sistema de manejo florestal visando o rendimento sustentado dos seus produtos, o inventário é a ferramenta capaz de garantir o sucesso do seu empreendimento. Para que isso ocorra, o sistema de amostragem a ser empregado em um inventário florestal deve permitir que os dados coletados nas unidades de amostragem possibilitem, através de cálculos estatísticos, estimativas adequadas da população em estudo (VEIGA, 1984). Além disso, há necessidade de estruturação de boas equipes de inventário florestal, pois elas são responsáveis pela coleta sistemática dos dados das variáveis de interesse. O acompanhamento da produtividade e qualidade do trabalho é de suma importância para abastecer com precisão e presteza 17 o planejamento do projeto de exploração (FRANÇA et al., 1988). A visão global do levantamento a ser realizado permitirá o delineamento das estratégias a serem utilizadas para a alocação dos recursos necessários ao inventário. 4.1. CONCEITOS BÁSICOS SOBRE AMOSTRAGEM 4.1.1. População Para fins de inventário florestal, segundo PÉLLICO NETTO e BRENA (1997), uma população pode ser definida como um conjunto de seres da mesma natureza que ocupam um determinado espaço em um determinado tempo. Do ponto de vista estatístico, uma população apresenta duas características essenciais (LOETSCH e HALLER, 1973): (i) os indivíduos da população são da mesma natureza e (ii) os indivíduos da população diferem com respeito a uma característica típica, ou atributo chamado variável. A Figura 16 representa uma população teórica, com forma quadrada, composta por (N) unidades amostrais quadradas, da qual foi extraída uma amostra de (n) unidades. Figura 16. Organização Estrutural de uma População Fonte: PÉLLICO NETTO E BRENA, 1997 4.1.2. Censo e Amostragem Censo ou enumeração completa é a abordagem exaustiva ou de 100% dos indivíduos de uma população e a amostragem consiste na observação de uma porção da população, a partir da qual serão obtidas estimativas representativas do todo (PÉLLICO NETTO e BRENA, 1997). Nos levantamentos feitos por amostragem, as estimativas dos vários parâmetros de uma população, são obtidas pela medição de uma fração da população inventariada. O verdadeiro valor de uma característica é um valor que existe na natureza. Entretanto, pela avaliação de um número adequado de unidades de amostras, pode- se estimar sua estatística correspondente (HOSOKAWA & SOUZA, 1987). O objetivo da amostragem é fazer inferências corretas sobre a população, as quais são evidenciadas se à parte selecionada, que é a população amostral, constitui-se de uma representação verdadeira da população objeto (LOETSCH & HALLER, 1973). As populações florestais são geralmente extensas e uma abordagem exaustiva - censo - de seus indivíduos demanda muito tempo e alto custo para sua realização. Uma forma de contornar essa situação é extrair uma amostra que seja representativa da população, sem onerar economicamente o processo de amostragem. Sendo assim, as inferências obtidas para a população são fidedignas se a amostra for uma verdadeira representação da população investigada. Todas as estimativas feitas por amostragem estão sujeitas a erros que são normalmente medidos pelo erro padrão da média ou erro de amostragem. Uma estimativa será tão precisa quanto menor for o erro de amostragem a ela associado. Entretanto, não se deve esquecer a validade e os aspectos práticos do inventário. Deve-se sempre lembrar que o objetivo principal de um levantamento é obter a melhor estimativa para uma população e não somente uma estimativa exata do erro de amostragem (HOSOKAWA & SOUZA, 1987). 4.1.3. Amostra A amostra pode ser definida como uma parte da população, constituída de indivíduos que apresentam características comuns que identificam a população a que pertencem. Uma amostra selecionada deve ser representativa, ou seja, deve possuir as mesmas características básicas da população e duas condições principais devem ser observadas na sua seleção: (i) a seleção deve ser um processo inconsciente (independente de influências subjetivas, desejos e preferências) e (ii) indivíduos inconvenientes não podem ser substituídos (PÉLLICO NETTO e BRENA, 1997). 4.1.4. Unidade Amostral Unidade amostral é o espaço físico sobre o qual são observadas e medidas as características quantitativas e qualitativas (variáveis) da população. Considerando um inventário florestal, uma unidade amostral pode ser uma parcela com área fixa, ou então, pontos amostrais ou mesmo árvores. O conjunto das unidades amostrais consiste uma amostra da população. 4.1.5. Precisão e Acuracidade A precisão é indicada pelo erro padrão da estimativa, desconsiderando a magnitude dos erros 18 não amostrais, ou seja, refere-se ao tamanho dos desvios da amostra em relação à média estimada ( x ), obtido pela repetição do procedimento de amostragem. Já a acuracidade expressa o tamanho dos desvios da estimativa amostral em relação à média paramétrica da população (µ), incluindo os erros não amostrais. De maneira geral, em qualquer procedimento de amostragem, a maior preocupação está na acuracidade, a qual pode ser obtida dentro de uma precisão desejável, eliminado ou reduzindo os erros não amostrais. 4.2. MÉTODOS DE AMOSTRAGEM Método de amostragem, segundo PÉLLICO NETTO e BRENA (1997), significa a abordagem da população referente a uma única unidade amostral. Esta abordagem da população pode ser feita através dos métodos de: Área Fixa, de Bitterlich, de Strand, de Prodan, de 3-P, entre outros. 4.2.1. Método de Área Fixa Neste método de amostragem a seleção dos indivíduos é feita proporcionalmente à área da unidade de amostra e, conseqüentemente, a freqüência dos indivíduos que nela ocorrem (PÉLLICO NETTO e BRENA, 1997). O método de área fixa é o mais antigo, conhecido e utilizado pelos profissionais envolvidos com inventários florestais. A maioria dos inventários por amostragem é realizada através desse método devido à simplicidade de sua utilização e pela vasta gama de estimativas possíveis de uso segundo essa metodologia. Uma das principais aplicações desse método é o chamado “Inventário Florestal Contínuo” que tem como finalidade monitorar o desenvolvimento da floresta ao longo do tempo. Existem diversas formas de unidades amostrais de área fixa empregáveis em inventários florestais, sendo que as mais usuais são as circulares, quadradas, retangulares ou composições
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