03 - zoneamento-climatico-taeda-final

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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.
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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
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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
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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.
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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.
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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
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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).
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Biomassa total acima do solo (Mg ha-1)
300
FL Testemunha
FL FW
BR
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200
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0
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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
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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.
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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.
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