Modelagem de biomassa e carbono do componente florestal em sistema integração lavoura-pecuária-floresta a partir de características dendrométricas e físico-químicas obtidas por intervenção silvicultural

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Universidade Federal do Oeste do Pará

Resumo

The Integrated Crop-Livestock-Forestry (ICLF) system has been showing indicators of sustainability, such as the reduction of greenhouse gas emissions by improving the quality of pastures and, consequently, by providing organic matter that improves the quality of the soil, reflecting an increase in productivity and animal welfare, guaranteeing the provision of important environmental services on rural properties. The aim of this study was to model the biomass and carbon of the forest component in an ICLF system based on dendrometric and physical-chemical characteristics obtained through silvicultural intervention. In a Technological Reference Unit, located in the municipality of Mojuí dos Campos, Pará, three forest species were implemented in 2010, two of which are native to the Amazon biome, Bertholletia excelsa (Amazon Castanha) and Dipteryx odorata (Cumaru), and an exotic one, Khaya grandifoliola (African mahogany), in plots of 0.92 ha spaced 7 m apart x 5 m. After the first thinning of the trees with undesirable phenotypic characteristics, carried out in 2021, dendrometric and physicochemical characteristics were assessed, as well as biomass and carbon modeling of each forest component in the ICLF system. The analyses included diameter at breast height (DBH), total height (Ht), crown diameter (CD), crown length (CL), crown projection area (CA), crown percentage (CP) and other morphometric indices. Carbon content was determined in leaves, branches and stem, while wood density (ρ) was obtained at different humidity levels (apparent, anhydrous and basic) with samples from 85 thinned trees, totaling 425 wood discs. Biomass was calculated from the moisture content of the leaves and thin branches and by cubing the thick branches and stem. Carbon was obtained from the biomass and carbon content of each compartment of the tree. Six mathematical models were adjusted using the biomass and carbon data, with DBH and Ht as predictor variables. Criteria such as adjusted coefficient of determination (R²adj.), standard error of estimate (Syx%), Akaike (AIC) and Bayesian (BIC) information criteria, Willmott's concordance index (d) and graphical analysis of residuals were used to select the best model. The species with the highest dendrometric characteristics was K. grandifoliola, with (DBH = 32.98 cm and Ht = 27.17 m). B. excelsa stood out for having the highest CD, with an average of 24.04 mm and CA of 462.13 m². The highest carbon content was found in the leaves of D. odorata (52.14%) and B. excelsa (50.68%). It can be seen that K. grandifoliola stores the highest carbon content in the stem (49.01%). Wood densities varied between species, with D. odorata showing the highest values (ρ apparent = 0.99 g.cm-³; ρ anhydrous = 0.91 g.cm-³; ρ basic = 0.83 g.cm-³). The Spurr model was the most efficient, with R²adj.= 0.92, Syx% = 26.27 for biomass, and R²adj.= 0.92, Syx% = 32.05 for carbon. At 11 years, the forest component stored an average of 254.25 kg (92.12 kg.ha-¹) of biomass and 120.00 kg (43.48 kg.ha-¹) of carbon. The K. grandifoliola species had the highest biomass (454.21 kg) and carbon (227.07 kg) stocks. The results highlight the efficiency of the ILPF system in capturing and storing carbon, especially in young plantations. Silvicultural practices consolidate the livestock production system, which is subject to certification for providing important environmental services through the adoption of sustainable practices in the Amazon.

Resumo

O sistema Integração Lavoura-Pecuária-Floresta (ILPF) vem apontando indicadores de sustentabilidade, tais como a redução das emissões de gases do efeito estufa pela melhoria da qualidade das pastagens e, consequentemente, pelo aporte de matéria orgânica, que aumenta a melhoria da qualidade do solo, refletindo em maior produtividade e bem-estar animal, garantindo a prestação de importantes serviços ambientais nas propriedades rurais. Neste estudo o objetivo foi realizar a modelagem de biomassa e carbono do componente florestal em um sistema ILPF a partir de características dendrométricas e físico-químicas obtidas por intervenção silvicultural. Em uma Unidade de Referência Tecnológica, localizada no município de Mojuí dos Campos, Pará, foi implantada em 2010 três espécies florestais, sendo duas nativas do bioma Amazônia que são a Bertholletia excelsa (Castanha-da-Amazônia) e a Dipteryx odorata (Cumaru), e uma exótica que é a Khaya grandifoliola (Mogno africano), em talhões de 0,92 ha com espaçamento de 7 m x 5 m. Após o primeiro desbaste das árvores com características fenotípicas indesejáveis, realizado em 2021, foram avaliadas características dendrométricas e físico-químicas, além da modelagem de biomassa e carbono de cada componente florestal no sistema ILPF. As análises incluíram diâmetro à altura do peito (DAP), altura total (Ht), diâmetro de copa (DC), comprimento de copa (CC), área de projeção de copa (AC), percentual de copa (PC) e outros índices morfométricos. O teor de carbono foi determinado em folhas, galhos e fuste, enquanto a densidade da madeira (ρ) foi obtida em diferentes níveis de umidade (aparente, anidra e básica) com amostras de 85 árvores desbastadas, totalizando 425 discos de madeira. A biomassa foi calculada a partir do teor de umidade das folhas e galhos finos e pela cubagem dos galhos grossos e fuste. O carbono foi obtido a partir da biomassa e teor de carbono de cada compartimento da árvore. Com os dados de biomassa e carbono, foram ajustados seis modelos matemáticos, tendo DAP e Ht como variáveis preditoras. Critérios como coeficiente de determinação ajustado (R²aj.), erro padrão de estimativa (Syx%), critérios de informação de Akaike (AIC) e Bayesiano (BIC), índice de concordância de Willmott (d) e análise gráfica de resíduos foram usados para selecionar o melhor modelo. A espécie com maiores características dendrométricas foi K. grandifoliola, com (DAP = 32,98 cm e Ht = 27,17 m). A B. excelsa destacou-se por apresentar maior DC, com média de 24,04 mm e AC de 462,13 m². O maior teor de carbono está nas folhas de D. odorata (52,14%) e da B. excelsa (50,68%). Observa-se que o K. grandifoliola armazena o maior teor de carbono no fuste (49,01%). As densidades da madeira variaram entre espécies, com D. odorata apresentando os maiores valores (ρ aparente = 0,99 g.cm⁻³; ρ anidra = 0,91 g.cm⁻³; ρ básica = 0,83 g.cm⁻³). O modelo de Spurr foi o mais eficiente, com R²aj.= 0,92, Syx% = 26,27 para biomassa, e R²aj.= 0,92, Syx% = 32,05 para carbono. Aos 11 anos, o componente florestal armazenou em média 254,25 kg (92,12 kg. ha⁻¹) de biomassa e 120,00 kg (43,48 kg. ha⁻¹) de carbono. A espécie K. grandifoliola apresentou os maiores estoques de biomassa (454,21 kg) e carbono (227,07 kg). Os resultados destacam a eficiência do sistema ILPF na captura e armazenamento de carbono, especialmente em plantios juvenis. As práticas silviculturais consolidam o sistema de produção pecuário, passivo de certificação por prestar importantes serviços ambientais, a partir da adoção de práticas sustentáveis na Amazônia.

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SANTOS, Lizandra Elizeário dos. Modelagem de biomassa e carbono do componente florestal em sistema integração lavoura-pecuária-floresta a partir de características dendrométricas e físico-químicas obtidas por intervenção silvicultural. Orientador: Lucieta Guerreiro Martorano. 2024. 134 p. Tese (Doutorado em Ciências Ambientais) - Instituto de Biodiversidades e Florestas, Programa de Pós-Graduação Sociedade, Natureza e Desenvolvimento, Universidade Federal do Oeste do Pará, Santarém, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufopa.edu.br/handle/123456789/2717. Acesso em: .

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