Tese 216 - 16.03.2007 - Luiz Marcelo Brum Rossi

Universidade Federal do Paraná
Setor de Ciências Agrárias – Centro de Ciências Florestais e da
Madeira
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal
Sessão de Defesa de Tese
Defesa no. 694
O Curso de Pós-Graduação em Engenharia Florestal realizará no dia 16 de março de
2007, com início previsto para às 14:00 horas, no Centro de Ciências Florestais e da
Madeira, sessão pública de defesa da tese de Luiz Marcelo Brum Rossi, cujo título é
"Processo de difusão para simulação da dinâmica de floresta natural".
A banca examinadora será composta por:
Dr. Luciano Farinha Watzlawick
Universidade Estadual do Centro Oeste - UNICENTRO
Primeiro examinador
Dr. Flavio Felipe Kirchner
Instituto de Ecologia Terrestre
Segundo examinador
Dr. Sebastião do Amaral Machado
Universidade Federal do Paraná
Terceiro examinador
Dr. Carlos Roberto Sanquetta
Universidade Fedral do Paraná
Quarto examinador
Dr. Henrique Soares Koehler
Universidade Federal do Paraná
Orientador e presidente da banca examinadora
Dr. Yeda Maria Malheiros de Oliveira
Embrapa-Florestas
Suplente
Dr. Julio Eduardo Arce
Universidade Federal do Paraná
Suplente
Curitiba, 23 de fevereiro de 2007.
Graciela Ines Bolzon de Muniz
Coordenador do Curso de Pós-Graduação em Engenharia Florestal
Antonio Carlos Batista
Vice-Coordenador do Curso de Pós-Graduação em Engenharia Florestal
Av. Lothário Meissner, 3400 - Jardim Botânico - CAMPUS III - CEP 80210-170 - CURITIBA - Paraná
Tel. (41) 360-4212 - Fax. (41) 360-4211 - http://www.floresta.ufpr.br/pos-graduacao
RESUMO: (versão defesa) O objetivo deste estudo foi à aplicação do processo de difusão na simulação e na
prognose da dinâmica de uma Floresta Ombrófila Mista. Os dados utilizados são oriundos do sistema de inventário
florestal contínuo do “Programa Ecológico de Longa Duração”, na Estação Experimental de São José do Triunfo, no
Estado do Paraná. Os dados foram obtidos a partir de coletas em quatro parcelas, com medições realizadas
anualmente durante dez anos, de todas as árvores com DAP maior ou igual a 10 cm. A prognose da dinâmica da
floresta foi obtida pelo processo de difusão que é caracterizado pela integração dos componentes da dinâmica florestal
(crescimento, mortalidade e recrutamento) simultaneamente em função do tempo e das dimensões dos indivíduos.
Para a modelagem do incremento diamétrico das árvores foram testados doze modelos, nos quais o incremento
periódico anual do DAP foi a variável dependente e o DAP e o índice de competição de Kohyama foram as variáveis
explicativas. Consideraram-se também os valores relativos anuais de mortalidade e de recrutamento, calculados ou
modelados em cada um dos períodos analisados. Os intervalos de medição usados foram de um a quatro anos,
totalizando 14 períodos, a partir dos quais foi projetada a dinâmica de dois conjuntos de dados distintos, um com todas
as espécies e outro somente com a araucária. As projeções simuladas para a autocalibração e validação, assim como
as prognoses da análise de sensibilidade do sistema e a análise com múltiplos ciclos de simulação foram comparadas
estatisticamente com os valores observados de abundância, pelo o uso do teste de qui-quadrado. Todas as simulações
foram executadas no sistema computadorizado SISDIF desenvolvido e implementado para essa finalidade. Os
resultados mostraram que os modelos de incremento diamétrico não-lineares que incluíam o índice de Kohyama foram
mais eficientes no ajuste aos dados. Para a mortalidade, a equação exponencial testada mostrou excelente ajuste em
todos os períodos de medição testados. O uso de um modelo gráfico foi eficiente para a modelagem do recrutamento
da floresta, sendo que o uso de dois processos de cálculos para o recrutamento e mortalidade não diferiram
significativamente nos resultados das projeções. O conjunto de dados somente com araucária apresentou resultados
das projeções mais próximos aos valores observados do que o de todas as espécies em conjunto. Quanto à validação
das prognoses obtidas, as medições com intervalos de um ano apresentaram melhores resultados para a distribuição
diamétrica futura da floresta, bem como nas projeções em longo prazo para os anos 2020 e 2040. Na simulação com
projeções múltiplas o aumento do número de ciclos levou ao aumento da diferença entre os valores estimados e
observados. O aumento dos valores de recrutamento e incremento diamétrico tem maior influência sobre os resultados
das projeções de acordo com a análise de sensibilidade efetuada para o sistema desenvolvido. De maneira geral o uso
do sistema de simulação e do processo de difusão revelaram-se práticos e eficientes na simulação e projeção da
dinâmica da floresta, apesar da forte dependência dos resultados em relação à qualidade dos modelos e dos dados
utilizados.
Palavras chave: dinâmica florestal, simulação, processo de difusão
ABSTRACT: The main goal of the present was to use and test the diffusion method for simulating dynamics and growth
of a mixed araucaria-hardwood forest. Data used come from a continuous forest inventory belonging to the Long Term
Ecological Program (PELD), taken at the São João do Triunfo Experimental Station, located in Paraná State, Southern
of Brazil. Data were collected from four plots, during a ten-year period, including all trees with DBH equal or larger than
10 cm. The dynamics modeling was performed by the diffusion method, which is characterized by the integration of
recruitment, growth and mortality as a function of time and individuals measures. For modeling diametric growth, twelve
equations were fitted and tested, with annual diameter increment as the dependent variable and DBH and Kohyama’s
competition index as the independent variables. Values of annual rates of recruitment and mortality were also
considered, for each period of time analyzed. The measurements intervals varied from one to four years, adding up to
14 periods, for whose the dynamics of two sets of distinct data were projected. One data set was composed by all
species while the other comprised only araucaria species. The simulated projections aiming validation and auto
calibration, as well as sensibility analysis of the implemented system, were performed for several cycles and were
compared statistically with the observed abundance values by the Chi-Square test. All simulations were done using the
computerized system (SISDIN) developed and implemented for such objectives. The results showed that non linear
equations fitted including the Kohyama’s competition index were more efficient. Exponential equation showed excellent
fitting for predicting mortality in all measurements periods. The graphical method for modeling recruitment was very
efficient, being the two calculating process for recruitment and mortality non significant different for projecting the
results. The set of data including only the araucaria species showed results closer to the observed values than the set
that included all species. The validation process for a one-year period and long-term projections, for 2020 and 2040,
showed the best results for simulating diametric distribution behavior. Multiple projections, with a larger number of
simulation cycles, induced an increase in the differences between the projected and observed values. Increasing the
rate of recruitment and mortality showed greater influence in the projected values, according to the sensibility analysis
performed for the developed system. The developed computerized system, using the diffusion method, revealed to be
practical and efficient for simulating and projecting the forest dynamics, in spite of the heavy dependence it has on the
performance of the fitted equations and data available.
Key words: forest dynamics, simulation, diffusion process