Modelagem e quantificação de nutrientes em povoamentos nativos de bracatinga

Abstract

A quantificação dos nutrientes em ecossistemas florestais é fundamental para verificação da manutenção do fluxo contínuo entre o que é depositado no solo e o que é assimilado novamente pelas plantas. O uso da área basal como ferramenta prática na medição dos povoamentos florestais, faz com que a modelagem em nível de povoamento seja facilmente aplicável à quantificação de nutrientes. Assim, o presente trabalho teve como objetivo quantificar e modelar o conteúdo de nutrientes por hectare nos diferentes compartimentos da biomassa aérea e posteriormente valorar economicamente os macronutrientes presentes nos resíduos florestais e na biomassa da lenha, a qual é exportada do sítio florestal. Os dados utilizados nesta pesquisa provieram de 307 parcelas temporárias com diferentes idades em povoamentos de bracatinga (Mimosa scabrella Bentham), localizados na região metropolitana de Curitiba. Foram avaliados 23 modelos matemáticos tradicionais, modelos aritméticos e logarítmicos provenientes do procedimento de seleção forward. Os modelos selecionados foram validados e se mostraram apropriados para estimativa da quantidade de macronutrientes por hectare presentes na biomassa aérea da bracatinga, já para micronutrientes os modelos foram insatisfatórios. As variáveis mais correlacionadas com o conteúdo de nutrientes foram a área basal, altura média e altura dominante. Todos os modelos selecionados para estimativa do conteúdo de macronutrientes tiveram valores do coeficiente de determinação ajustado (R2aj) acima de 84% e valores do erro padrão da estimativa (Syx) inferiores a 19%. Já nos modelos selecionados para estimativa de micronutrientes, os valores de R2aj foram inferiores a 44% e os valores de Syx superiores a 30%, com exceção dos modelos desenvolvidos para estimativa de ferro que tiveram valores de R2aj superiores a 79% e Syx inferiores a 23%. Os modelos tradicionais para alguns nutrientes foram preferíveis aos modelos provenientes do método forward, por apresentarem variáveis mais correlacionadas e pouca diferença nas estatísticas de ajuste e precisão, assim como na dispersão dos resíduos. Em ordem decrescente os valores de macronutrientes encontrados na parte aérea dos bracatingais seguiram a sequência de N > Ca > K > Mg > P. Já os micronutrientes seguiram a sequência de Fe > Mn > Cu > Zn. Após a exploração da lenha nos povoamentos de bracatinga, restaram como remanescentes na área os resíduos (galhos finos e copa) contendo 25% de Ca, 32% de Mg, 37 % de N, 45% de P, 18% de K, 29,2% de Cu, 13,9% de Fe, 33,9% de Zn e 36,1% de Mn. Os resultados da valoração econômica dos macronutrientes indicaram que caso a colheita da árvore seja completa, o produtor deverá desembolsar valores monetários entre R$873,00 a R$3.345,00 por hectare dependendo do local da propriedade e da classificação de sítio, para repor os nutrientes exportados.

The quantification of nutrients in forest ecosystems is fundamental for verification of maintenance of continuous flow between what is deposited in the soil and what is re- assimilated by the plants. Using basal area as a practical tool in the measurement of forest stands makes modeling easy at stand level for nutrients quantification. Thus, the present work had as objective to quantify and fit the weight of macronutrients per hectare in different compartments of above ground biomass and economical valuation of the macronutrients on forest residuals and fire wood biomass. The data used in this research came from 307 temporary plots with different ages of Mimosa scabrella Bentham. (bracatinga) stands located in the metropolitan region of Curitiba. Twenty three mathematical models were evaluated, as well as arithmetic and logarithmic ones provided by forward technique. The selected models were validated and showed to be appropriate for estimation of macronutrient quantities per hectare found in above ground of bracatinga biomass, but for micronutrient the selected models showed inappropriate. For some nutrients, traditional models were preferred over the forward models since they presented more correlated variables and little difference in the statistics of goodness of fit and accuracy, as well as the residual dispersion. All selected models for the estimation of macronutrients content had values of adjusted coefficient of determination (R2aj) exceeding 84% and values of standard error of estimate (Syx) lower than 19%. As for the models selected for estimating content of micronutrients, the values of R2aj were lower than 44% and the values of Syx exceeded 30%, with the exception of the models developed for the estimation of iron that had values of R2aj exceeding 79% and Syx lower than 23%. In decreasing order, the estimated values of macronutrients found in the aerial parts of bracatinga stands followed the sequence of N > Ca > K > Mg > P. The micronutrients followed the sequence of Fe > Mn > Cu > Zn. After the exploration of fire wood in bracatinga stands, they were left as remnants (twigs and crown) in the area 25% of Ca, 32% of Mg, 37% of N, 45% of P, 18% of K, 29,2% of Cu, 13,9% of Fe, 33,9% of Zn and 36,1% of Mn. The results of the economical valuation of macronutrients indicated that if the tree is completely harvested, the farmer will pay values from R$873,00 to R$3.345,00 per hectare to replace the nutrients exported, depending on the location and site of the propriety.