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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Citação
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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