Modelagem e prognose da produção de uma Floresta Tropical Úmida Densa de Terra Firme na Amazônia Central

Abstract

Este trabalho teve como objetivo estudar os aspectos da dinâmica, tais como crescimento e produção de uma amostra representativa de Floresta Tropical Úmida Densa de Terra-Firme, manejada experimentalmente ao longo de 30 anos, visando à modelagem matemática do experimento por meio de um Modelo de Crescimento e Produção por Distribuição Diamétrica. A área de estudo está situada na Estação Experimental de Silvicultura Tropical, do Instituto Nacional de Pesquisa da Amazônia (EEST/INPA), distante aproximadamente 90 km do centro urbano de Manaus - AM. Os dados são provenientes do Projeto BIONTE (Biomassa e Nutrientes Florestais) iniciado em 1980, tendo como base 12 parcelas permanentes de 1 ha, com medições anuais de todos os indivíduos com DAP 10 cm, entre os anos de 1990 e 2008. A área foi explorada em 1987 e 1988 sob diferentes intensidades de corte, sendo demarcada experimentalmente em blocos ao acaso, com parcelas subdivididas em tratos silviculturais, com 6 tratamentos e 3 repetições. Desses tratamentos, 4 foram utilizados nesta pesquisa: T0 = Testemunha ou controle; T1 = 25% da área basal explorada entre agosto e setembro de 1987; T2 = 50% da área basal explorada entre outubro e novembro de 1987; T3 = 75% da área basal explorada entre setembro e novembro de 1988. Para aplicar a modelagem à floresta, todas as espécies do experimento foram classificadas em dois grupos, pioneiras e não pioneiras, de acordo com suas características ecológicas, bem como foram aplicados modelos biomatemáticos para expressar a dinâmica da sobrevivência (recrutamento e mortalidade), área basal, somatório dos diâmetros, e a capacidade produtiva de cada tratamento e grupo ecológico do experimento. A função densidade de probabilidade de Weibull foi utilizada como base para modelagem da distribuição diamétrica, bem como outros modelos já desenvolvidos que estimam o volume comercial e a biomassa fresca foram utilizados na prognose da produção dessas variáveis e do estoque de carbono por unidade de área para cada tratamento. Visando melhor entendimento de cada processo aplicado nesse trabalho, bem como seus resultados, a dissertação foi dividida em capítulos. O primeiro discorre sobre o embasamento teórico e suas influências sobre o manuscrito. O segundo apresenta um novo método de classificação da produtividade a partir do Índice de Variação das Espécies Pioneira. O terceiro vislumbra a modelagem da sobrevivência, recrutamento e mortalidade, das espécies pioneiras e de todas as espécies por hectare. O quarto e último trata da modelagem da dinâmica da área basal e do somatório dos diâmetros bem como do modelo de crescimento e produção para a floresta sob análise, verificando sua eficiência na projeção do crescimento para o ano de 2009. Os resultados obtidos e a eficiência do método são apresentados em seus respectivos capítulos.

The objective of this work was to study aspects of the dynamics, such as growth and yield of a representative sample of upland Tropical rainforest, experimentally managed over 30 years, aimed mathematical modeling of the experiment using a Model of Growth and Yield by Diameter Distribution. The study area is situated in the Tropical Forest Experimental Station, from National Institute of Amazon Research (EEST / INPA), about 90 km distant from the urban center of Manaus – AM, Brazil. The data came from Project BIONTE (Forest Biomass and Nutrients) started in 1980, based on 12 permanent plots of 1 ha, annually measured of all individuals with DBH ≥ 10 cm, between the years 1990 and 2008. The area was explored in 1987 and 1988 under different intensities of cutting, being demarcated experimentally at random block design with sub-plots in which silvicultural treatments, were applied with 6 treatments and 3 repetitions. Of these treatments, four were used: T0 = Witness or control, T1 = 25% of basal area explored between august and september 1987, T2 = 50% of basal area explored between october and november 1987, T3 = 75% of basal area explored between september and november 1988. To apply the model to the forest, all species of the experiment were classified into two groups, pioneers and non-pioneer species, according to their ecological characteristics, as well as biomathematics models were employed to express the dynamics of survival (recruitment and mortality), basal area, sum of diameters, and the productive capacity of each treatment and ecological group. The probability density function of Weibull was used as the basis for modeling the diameter distribution, as well as other already developed models that estimate the volume of trade and fresh biomass was used in the prognosis of these variables and the production of carbon stock per unit area for each treatment. The dissertation was divided into chapters aimed better understanding of each process applied in this work and its results. The first bleach on the theoretical background and its influence on the manuscript. The second presents a new method of productivity classification from the Pioneer Species Diametric Variation. The third model shows the survival, recruitment and mortality of pioneer species and all species per hectare. The fourth, and last, present the modelling of basal area dynamics and the sum of the diameters, as well as the model of growth and yield for the forest under analysis, and its efficiency in growth projection for the year 2009. The results and efficiency of the method are in their respective chapters.