ZONEAMENTO CLIMÁTICO DE ESPÉCIES FLORESTAIS Responsáveis: Rosana Clara Victoria Higa Eng. Agrônoma Dr. Embrapa Florestas [email protected] Antonio Aparecido Carpanezii Eng. Florestal, Dr. Embrapa Florestas [email protected] Equipe: Cristina Pandolfo MSc. Agroconsult Florianópolis [email protected] Emanuela S. P. Pinto Agroconsult Florianópolis [email protected] Hugo Braga Eng. Agrônomo, Dr. Epagri Florianópolis [email protected] João Henrique Caviglone Eng. Agrônomo, Msc IAPAR [email protected] Luis Hammes Analista de Sistema, Agroconsult [email protected] Marcos Wrege Eng. Agrônomo, Dr. Embrapa Clima Temperado [email protected] Marilice Garrastazu Eng. Florestal, Msc. Embrapa Clima Temperado [email protected] Maria Augusta Rossot Eng. Florestal, Dr. Embrapa Florestas [email protected] Paulo Henrique Caramori Eng. Agrônomo, PhD IAPAR [email protected] Silvio Roberto M. Evangelista Yeda M de Oliveira Eng. Florestal, PhD Embrapa Florestas [email protected] 1. INTRODUÇÃO De acordo com o Anuário da ABRAF (2006): “A demanda elevada e crescente por madeira nas últimas duas décadas superou a oferta de madeira de florestas plantadas no país, gerando constante ameaça de falta de matéria-prima, e caracterizando o chamado “apagão florestal” em algumas regiões. O aumento da demanda por madeira tem ocorrido devido ao crescimento das exportações de produtos florestais, que tem demandado investimentos expressivos por parte das empresas florestais na expansão da base florestal, própria, arrendada ou terceirizada (fomento florestal). Segundo dados apurados pelo Ministério do Meio Ambiente (MMA) a área de plantio florestal realizado no Brasil no ano de 2005 alcançou 553 mil hectares. Neste total estão incluídas as áreas de reforma e expansão de novos plantios para pinus, eucalipto e outras espécies. Estima-se que desse total 130 mil hectares (cerca de 24% do total) foram realizados em pequenas e médias propriedades incentivados por programas de fomento florestal do setor privado e em alguns casos financiados por programas como o PRONAF Florestal e PROPFLORA e ainda os programas públicos estaduais de fomento. As reformas e os novos plantios foram realizados, principalmente, nas regiões Sul e Sudeste, que representaram mais de 70% do total plantado no país. A área plantada em 2005 representa um crescimento de 18,9 % na área de plantio em relação a 2004, quando foram plantados 465 mil hectares. Como conseqüência da expansão industrial, os plantios florestais deverão crescer para suprir a demanda por madeira das novas plantas industriais. Estima-se que as associadas da ABRAF irão investir aproximadamente R$ 2,8 bilhões em reforma florestal e na expansão da base florestal (40% do total). Por outro lado, os instrumentos em plantios industriais são estimados em cerca de R$ 2,9 bilhões (42%) até 2010”. O cenário geral das florestas da Região Sul já apontava para um desequilíbrio acentuado entre oferta e demanda, com risco de déficit no fornecimento de madeira, com prejuízos principalmente para os segmentos de serraria e laminação e para a própria indústria moveleira. A crise de abastecimento de madeiras de florestas comerciais, conhecida como “apagão florestal”, já está atingindo, segundo o MMA (Ministério do Meio Ambiente), principalmente a Região Sul e Sudeste desde 2004. Estima-se que o déficit de madeira na Região Sul já ultrapasse atualmente os 80 mil ha/ano. Como conseqüência, várias empresas estão buscando matéria-prima proveniente do Centro-Oeste e do Norte do Brasil e, até mesmo, de outros países do MERCOSUL, o que aumenta a pressão sobre as florestas nativas na região. 2 1 3 Segundo Tomaselli (2004) as florestas plantadas com P.taeda deverão atingir 3 milhões de ha em 2020 o que disponibilizará 83 milhões de m3, no entanto, o consumo industrial projetado é de aproximadamente 87 milhões de m3 (5% mais que a produção projetada), indicando continuidade da falta de madeira na região. As plantações florestais no mundo aumentaram cerca de 2.8 milhões de ha por ano duranto o período de 200 a 2005, 87% desse total como florestas de produção (FAO, 2005). O Brasil ocupa o 7º lugar no ranking mundial em áreas com plantações florestais e o setor foi responsáveo por 8.5% do superavit da balança comercial no ano de 2005 (ABRAF, 2006). Zoneamento climático é uma importante ferramenta na tomada de decisões para o aumento da eficiências dessas plantações. Também outra consideração de grande importância, onde o zoneamento pode ser empregado, é quanto ao impacto das mudancas climáticas globais que podem afetar setor florestal brasileiro (Fearnside, 1998 e 1999). 2.. METODOLOGIA O zoneamento agroclimático para eucalipto (Eucalyptus grandis) no Rio Grande do Sul baseou-se no risco de ocorrência de geadas, na data de ocorrência da última geada de primavera e no risco de déficit hídrico. A freqüência da ocorrência de geadas foi quantificada utilizando-se dados históricos de estações agrometeorológicas da Fundação Estadual de Pesquisa Agropecuária (Fepagro) e do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), instaladas em 32 locais georreferenciados do Rio Grande do Sul. calculada a partir da A freqüência de geadas (0~100%) foi temperatura mínima do ar, considerando como base a temperatura de 2ºC. Quando a temperatura diária foi inferior ou igual a 2ºC, atribuiu-se o valor ‘um’, e quando foi superior, o valor ‘zero’. Em cada ano da série de dados e a cada intervalo de dez dias, verificou-se em quantos dias havia ocorrido geada, fazendose o cálculo de freqüência (0~100%), de acordo com a Equação 1. Entre os anos, foi calculada a média. As zonas adequadas foram aquelas com risco inferior a 10%, enquanto as demais zonas, com risco superior a 10%, foram consideradas inadequadas para a espécie. As zonas adequadas, foram subdivididas conforme o risco de geada, e foram 3 1 3 identificadas as épocas com as melhores datas para transplantio, por meio da análise da freqüência acumulada de geadas. Foi registrada a data da última geada de primavera, quando a freqüência acumulada era de 5%. Equação 1 Risco de geada (%) = (n/10) x 100 Onde, n: número de dias, em cada dez dias, em que ocorre geada, conforme os dados obtidos da série histórica da Fepagro e do INMET, para cada local do Rio Grande do Sul. Para a interpolação dos dados de risco de geadas, bem como das datas da última geada de primavera, extrapolando os dados para todo o Estado do Rio Grande do Sul, foram elaboradas as Equações 2 e 3, baseadas na altitude, na latitude e na longitude, de modo a relacionar os riscos de geada ou as datas de ocorrência da última geada com o mapa de relevo do Estado. As informações originais foram calculadas a partir de 32 pontos (onde se localizam as estações agrometeorológicas), obtendo valores, em média, a cada 90 metros, para formar os mapas, em ambiente SIG. Os mapas foram feitos no programa ArcMap - módulo Spatial Analyst (ArcGIS). Rgeada = -35,035 - 1,076 x latitude - 0,062 x longitude + 0,0139 x altitude Equação 2. Risco de geada (Rgeada) em função da latitude, longitude e altitude no Rio Grande do Sul (mês mais frio: junho). Ultgeada = 176,431 - 3,062 x latitude + 0,481 x longitude + 0,022 x altitude Equação 3. Cálculo da data de ocorrência da última geada de primavera (Ultgeada) em função da latitude, longitude e altitude no Rio Grande do Sul. Desse modo, mesmo para as regiões sem existência de estação no local, foi possível estimar informações climáticas, por meio do uso de geoprocessamento. O mapa de relevo, isto é, o modelo de elevação digital do terreno, foi obtido a partir do levantamento da NASA - missão ‘SRTM’ (‘Shuttle Radar Tophografy Mission’), disponível em: <http//:www.usgs.gov>. Como contém valores a cada 90 metros, as variações microclimáticas devidas ao relevo e que ocorrem em uma escala menor, não 4 1 3 são representadas nesse estudo, o que torna fundamental o acompanhamento de um técnico local na escolha da área a ser plantada, em nível de propriedade, principalmente nos municípios que ficam na transição entre regiões climaticamente diferentes. O risco de déficit hídrico foi calculado usando dados de precipitação pluvial da Agência Nacional de Águas (ANA), presentes em 160 locais do Rio Grande do Sul. Foram usados somente os dados das estações que tinham mais de dez anos de registros. Para as estações pluviométricas onde faltaram alguns registros, os mesmos foram completados com dados de estações vizinhas (as mais próximas). A evapotranspiração foi calculada a partir da temperatura, em 32 estações agrometeorológicas da Fepagro e do INMET. Para que se tivesse dados de temperatura em 160 locais, coincidindo com os dados de chuva das estações da ANA, por meio de cálculos de regressões, foram geradas equações, pelas quais se obteve a temperatura em função da altitude, da latitude e da longitude de cada local. A temperatura foi usada para calcular a evapotranspiração pelo método de Thornthwaite (1948). Foram agrupados três tipos de solos, com capacidade de armazenamento de água (CAD: capacidade de água disponível) de 50, 75 e 100mm, sendo considerados nos cálculos de balanço hídrico, conforme a região. Foi calculada a probabilidade de ocorrência de déficits (Probdef) maiores que 20mm, a cada período de dez dias. Quando o déficit era maior que 20mm, considerava-se ocorrência de déficit (1), caso contrário, não ocorrência (0), realizando-se a análise em um banco de dados históricos diários, conforme a fórmula apresentada a seguir: Probdef = (h / H) x 100 Onde, h: nº anos, para o decêndio considerado, com déficit hídrico maior que 20mm; H: nº total de anos. Com esses dados, foram calculados os balanços hídricos, obtendo-se os déficits, excessos e armazenamento de água no solo. Entre os anos, foi calculada a probabilidade de ocorrência de déficit hídrico, gerando-se mapas em ambiente SIG, por meio do programa ArcMap - módulo de geoestatística, na escala 1:250 mil. Quando o risco de déficit hídrico foi maior que 50%, foi considerado com restrições quanto a epocad de plantio para o eucalipto. 5 1 3 Por meio do risco de déficit hídrico, também foram definidas as datas limites para plantio das mudas de eucalipto no campo, para cada zona do Rio Grande do Sul, considerando-se, pelo menos, 30 dias de condições satisfatórias em campo para o estabelecimento. As datas foram estabelecidas usando-se cálculos de freqüência acumulada. Quando o risco começou a subir e atingiu 5% de probabilidade, foi anotada a data e descontados 30 dias, definindo-se, assim, a data limite de plantio. Os mesmos critérios foram utilizados para a elaboração dos mapas do estado de São Paulo. Os critérios usados para Santa Catarina foram Pinus taeda - Temperatura média anual (ºC): >= 13 e < 20 ºC - Temperatura máxima absoluta mês mais quente: >= 20 e <29 ºC - Temperatura média absoluta mês mais frio: >=4 e < 8 ºC (sem considerar índice de geada e sem precipitação) Para a espacialização do estado do Paraná Foram utilizados dados das 33 estações, de 1ª e 2ª ordens, da rede de estações meteorológicas do Paraná, de responsabilidade do Instituto Agronômico do Paraná - IAPAR. As series de dados a partir de 1975 sofreram consistência, recuperação de falhas, e homogeneização dos dados diários. A partir das temperaturas máxima diária foram estimadas médias de cada estação durante o ano todo. A espacialização destas médias foi resultado da regressão com o modelo numérico do relevo do Paraná disponibilizado na internet pela United States Geological Survey – USGS com a designação de GTOPO30. O mapa de risco de geada foi calculado com base freqüência de ocorrência de temperatura mínima no abrigo de 0ºC (geada forte), 1ºC (geada moderada) e 2ºC (geada fraca). A relação entre a temperatura de mínima de relva e temperatura mínima de abrigo permitiu utilizá-la para estimar a ocorrência de geada. O risco de geada foi espacializado da mesma forma que a média das temperaturas máxima. A projeção cartográfica utilizada foi a UTM (Universal Transversa de Mercator) com o datum SAD-69 e Fuso Estendido na região oeste do estado, a resolução do Modelo digital do relevo é de arcos de 30 segundos, que equivale a aproximadamente 820 metros na região. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO Os resultados são apresentados por espécie e por estado. 6 1 3 3.1. ZONEAMENTO CLIMÁTICO DO Pinus taeda L. Pinus taeda é a espécie florestal economicamente mais importante do sul dos Estados Unidos, onde domina cerca de 11,7 milhões de hectares. A espécie responde a tratamentos silviculturais e pode ser manejada em povoamantos naturais e em plantações. Ocorre em 14 estados desde o sul de Nova Jersey até a região centro sul da Flórida e oeste do Texas. A área inclue a planície Atlântica, planalto de Piedmont e a extremidade sul do planalto de Cumberland, também ocorre nas partes alta do Rim no vale e cume do Apalachian (Baker & Langdon, 1990; Little, 1971). No que se refere aos florestamentos para a indústria, segundo dados da Sociedade Brasileira de Silvicultura - SBS (2001), a Região Sul possuía em 2000 cerca de 27% dos 4,8 milhões de ha de Pinus e Eucalipto plantados no País, sendo que a Região possui 57,6% da área cultivada no País com Pinus. Sua maior concentração está no Paraná. Figura 1. Área de ocorrência natural do P. taeda (Little, 1971) O clima da área de ocorrência natural é húmido, temperado quente com verões longos e quente e inverno ameno. A precipitação média anual varia de 1020 a 1520 mm. O período livre de geadas varia de 5 meses, na área norte e 10 meses ao longo da costa dos estados do sul. Temperatura média anual é de 13° C a 24° C, a temperatura média do mês de julho, o mais quente, é de 27° C e frequentemente excede 38° C. A temperatura media do mês de janeiro, o mais frio, varia de 4° C a 16° C e ocasionalmente pode cair ate -23° C na área norte da distribuição natural (Little, 1971). Os principais fatores limitantes a distribuição do P.taeda são danos causados por baixas 7 1 3 temperaturas no inverno na parte norte e défict hidrico na parte oeste (Little, 1971). No Brasil o gênero Pinus foi introduzido inicialmente em 1936, através do Serviço Florestal do Estado de São Paulo, vem sendo amplamente utilizado nos programas de reflorestamento no país (Kronka et al., 2005). Plantios com esse gênero totalizam aproximadamente 1,8 milhões de hectares, o que representa 33% do total de florestas plantadas no Brasil (Fier, 2001). P. taeda é uma das espécies mais plantadas nas regiões mais frias do planalto sulino do Brasil, pelo seu elevado incremento volumétrico, além de apresentar baixo teor de resina em sua madeira. A espécie é amplamente usada na Região Sul (Embrapa, 1988 e 1989), onde foram instalados vários ensaios de procedências, especialmente no início dos anos 70 com as ações do PRODEPEF (Programa de Desenvolvimento e Pesquisa Florestal) com contribuição de peritos da FAO. Os resultados mostraram que as procedências de regiões mais quentes cresceram melhor que as de regiões mais frias, e locais mais quentes, como Capão Bonito (SP), mostraram variações mais acentuadas (Shimizu & Higa, 1981). Os resultados dos experimentos dão uma idéia da importância da temperatura média anual na formação de raças geográficas de P. taeda. Pinus taeda é uma das espécies do gênero de maior desenvolvimento em plantios em várias regiões com atividade florestal na região sul do Brasil, alcançando incrementos médios anuais (IMA) superiores a 32 m3 por hectare ano no Sul do Brasil níveis de produtividade entre os maiores do mundo para especie (Ferreira, 2003 não publicado). Esses valores são bastantes superiores aos observados nas plantações dos Estados Unidos onde a média esta por volta do 10 m3 por hectare (ABRAF, 2006), para biomassa (Higa, 2006 não publicado) encontrou diferenças marcantes (Figura 2) entre os valores observados no sul do Brasil (Rio Negrinho, Sc) e no estado norte americano da Flórida (Alachua County). 8 1 3 Biomassa total acima do solo (Mg ha-1) 300 FL Testemunha FL FW BR 250 200 150 100 50 0 8 9 10 11 12 Idade (anos) Figura 2. Biomassa (Mg ha-1) de P.taeda aos 9 e 11 anos de idade plantados na Flórida (USA) e Sul do Brasil (Fl testemunha sem controle de ervas daninhas e sem fertilização; FL FW: com controle de ervas daninhas e com fertilização e BR sem adubação e com controle de ervas daninhas no primeiro ano). Além da diferença do clima, as difrenças de solos entre os dois locais são mais marcantes, especialmente em relação a textura. Enquanto o teor de argila do solo do sul do Brasil é acima de 30%, da Flórida é apenas 2%. Carvalho et al. (1999) observou que o teor de argila foi um dos fatores de solo que mais influenciaram na produtividade do P. taeda na região de Arapoti (PR). Práticas de manejo como preparo de solo, adubação, espaçamento e regime de desbaste também afetam a produtividade da espécie Martin & Jokela, 2004; Higa, 2006). Comparando volumes obtidos em desbastes, Schultz (1997) relata que no estado de Santa Catarina, P.taeda produziu 69,3 m3/ha aos 9 anos e 132,3 m3 aos 14 enquanto que no estado da Carolina do Sul, nos Estados Unidos, 69.3 m3 só foi alcançado aos 15 anos de idade por ocasião do primeiro desbaste. P. taeda pode ser plantado em regiões tropicais e subtropicais com altitudes entre 0 a 900 m, precipitação média anual entre 900 e 2200 mm com distribuição uniforme e duração da estação seca de 0 a 6 meses; temperatura média anual entre 14 e 24 ºC e temperatura média do mês mais quente entre 20 e 35 ºC, temperatura média do mês mais frio entre 1 e 18 ºC (Booth & Jovanovic, 2000). É tolerante a geadas, pode suportar períodos de alagamento do solo e déficit hídrico. Embora apresente grande plasticidade, apresenta também grande variação de produtividade em função das 9 1 3 condições edafoclimáticas, assim, cresce em uma grande variedade de solos, de diferentes texturas, capacidade de retenção de umidade e acidez, mas apresenta baixa produtividade em solos de baixa fertilidade. 3.1.2. Estado do Paraná O mapa de áreas recomendadas para plantio de P. taeda no estado do Paraná é apresentado na figura 4. A definição das áreas foram baseadas em temperaturas médias máximas, as áreas classificadas como preferencialmente estão localizadas nas partes de maior altitude do estado, regiões mais frias, que corresponde a uma parte do terceiro planalto e áreas de altitude do primeiro planalto. Nessas áreas, não havendo restrições de solos e com uso de sementes e práticas silviculturasis adequadas, a espécie pode apresentar altas produtividades. Na área recomendada também podem ser observadas altas produtividades, desde que observadas as premissas citadas anteriormente. As áreas pouco recomendados podem ser consideradas áreas de transição, onde embora não existam restrições do ponto vista climático o incremento Figura 4. Zoneamento climático do P. taeda para o estado do Paraná. volumétrico é inferior ao pinus tropicais e inferior as regiões preferencial e recomendada. Essa diferença é observada principalmente nos limites naturais do segundo planalto a leste pela escarpa devoniana e a oeste pela escarpa da Esperança, região com grandes áreas de reflorestamento. 3.1.2. Estado de Santa Catarina Para o estado de Santa Catarina também foram considerados os mesmos critérios para a espacialização das áreas recomendadas (Figura 5). A espécie é recomendada para quase todo o estado exceto nas áreas do litoral e do oeste catarinense. A mesma recomendação feita para o estado do Paraná também é valida para o estado de Santa Catarina. Figura 5. Zoneamento climático do P. taeda para o estado de Santa Catarina. 1 0 1 3 3.1.3. Estado do Rio Grande do Sul No estado do Rio Grande do Sul, área preferencial é restrita as regiões de maior altitude da Serra Gaúcha. As áreas recomendadas estão nas partes mais baixas da serra Gaúcha e na serrra do sudeste, onde as temperaturas são mais baixas. A depressão central é recomendada com restriçoes de temperatura e a área 4 pouco recomendada pelas mesmas razões. Figura 6. Zoneamento climático do P. taeda para o estado do Rio Grande do Sul. Importante salientar que P. taeda pode se desenvolver em praticamente todas as regiões dos trê estados, nos entanto os incrementos volumétricos podem apresentar grandes variações. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABRAF. Anuário estatístico da ABRAF: ano base 2005- ABRAF.—Brasília, 2006. 80p. BAKER J.B.; LANGDON, O.G. 1990. Pinus taeda (L.) Loblolly Pine. In: Burns RM, Honkala BH, eds. Silvics of North America. Agriculture Handbook No. 654, Vol. 2. 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