Produtividade de quatro espécies arbóreas de Terra Firme da Amazônia Central

Produtividade de quatro espécies arbóreas de Terra Firme da Amazônia Central

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Produtividade de quatro espécies arbóreas de Terra Firme da Amazônia Central

Eleonora Alvarenga ANDRADE1, Niro HIGUCHI2

RESUMO A análise da produtividade individual de espécies permite descrever o comportamento das mesmas em ecossistemas florestais. O objetivo deste trabalho foi analisar a produtividade de quatro espécies arbóreas em um período de seis anos (2000-2006) em uma área de terra firme na região de Manaus, AM. A produtividade foi estimada indiretamente por meio da utilização de equações alométricas individuais geradas e dados de inventários florestais. Foram selecionadas Pouteria reticulata Eyma (Sapotaceae), Micrandra siphonioides Benth. (Euphorbiaceae), Protium hebetatum Daly (Burseraceae) e Eschweilera wachenheimii Sand (Lecythidaceae) por apresentarem alto índice de valor de importância na área. As equações foram geradas a partir de um arquivo de dados; devido ao reduzido número de indivíduos por espécie foi necessária a utilização de um método não paramétrico, sendo escolhido o “Jackknife”. As equações foram aplicadas às árvores das espécies selecionadas localizadas em duas parcelas permanentes com as informações dos inventários florestais dos anos de 2000, 2002, 2004 e 2006. Os resultados mostram indícios de confiabilidade do método, as equações geradas apresentaram altos valores de coeficiente de determinação

(R2 > 0,93) e baixos valores de erro padrão da estimativa (s y.x < 0,692), evidenciando sua consistência e precisão. As taxas de produtividade foram específicas para cada espécie, entretanto, o padrão de produtividade das espécies E. wachenheimii, P. reticulata e P. hebetatum foram semelhantes, diferindo da M. siphonioides. A maior produtividade se refere à espécie M. siphonioides e a menor à P. hebetatum. A variação da produtividade intra-específica foi superior à variação inter-específica, com P. reticulata apresentando o maior coeficiente de variação.

PALAVRAS-CHAVE: Floresta Densa de Terra Firme, Equações alométricas, Jackknife, Variação inter-específica, Variação intraespecífica.

Productivity of four Terra Firme tree species of Central Amazonia

ABSTRACT Individual productivity analysis of species helps describe their comportment in forest ecosystems. The objective of this work was to analyze the productivity of four tree species during a period of six years (2000-2006) in a “terra firme” area near Manaus, Amazonas. The productivity was indirectly estimated by using individual allometric equations along with data from a continuous forest inventory. The following species were selected for this study: Pouteria reticulata Eyma (Sapotaceae), Micrandra siphonioides Benth. (Euphorbiaceae), Protium hebetatum Daly (Burseraceae) and Eschweilera wachenheimii Sand (Lecythidaceae). These were selected because they presented a very high importance value index in the area. The raw data used to developed specific equations were taken from an existing set of data. Samples for each species numbered less than 30 individuals; for this reason, “Jackknife” was used. The “jackknifed” equations were used to estimate aboveground biomass of individuals which occurred in two permanent sample plots measured in 2000, and re-measured in 2002, 2004 and 2006. The “jackknife” method was consistent and reliable, with high and significant determination coefficients (r2 > 0,93) and low values of standard error of estimates (s y.x < 0,692). The productivity rates of E. wachenheimii, P. reticulata e P. hebetatum were similar, different from M.

siphonioides. The highest productivity was reported for M. siphonioides, and the lowest for P. hebetatum. The intra-specific productivity variability was superior to the inter-specific, with P. reticulata showing the highest variability coefficient.

KEYWORDS: “Terra firme” dense forest, Allometric Equations, Jackknife, Inter-specific variability, Intra-specific variabilityProfessora Assistente da Universidade Federal do Amazonas, Instituto Agricultura e Ambiente. e-mail: ea_andrade@ufam.edu.brPesquisador do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia. e-mail: niro@inpa.gov.br

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Produtividade de quatro espécies arbóreas de Terra Firme da Amazônia central

A região amazônica é constituída por diferentes fitofisionomias, predominando a floresta de terra firme (Silva et al., 2004). Rizinni (1997) definiu esta fitofisionomia como floresta pluvial de grande porte localizada em planaltos pouco elevados (60–200m), planos, ondulados ou recortada por cursos d’água não sujeito a inundações, cujo substrato é de areia mais ou menos argilosa, amarelada ou avermelhada, podendo ser em poucos pontos, argiloso e fértil.

A produção primária líquida (PPL) representa o fluxo de carbono dentro do ecossistema; é definida como a diferença entre a fotossíntese total, que corresponde à produtividade primária bruta e a respiração autotrófica total (Clark et al., 2001). Na prática, no entanto, a PPL não pode ser definida em termos desta diferença (Clark et al., 2001). Uma definição alternativa é a quantidade líquida de carbono que é assimilado da atmosfera e fixado em nova matéria orgânica por unidade de tempo (DeLucia et al., 1999; Malhi et al., 2004).

Em ecossistemas terrestres seus componentes incluem produção de folhas, flores, frutos, raízes grossas e finas, tecidos lenhosos acima do solo (tronco e galhos), exportação de carboidratos para simbiontes e parasitas e formação de exsudatos e hidrocarbonetos voláteis. (Clark et al., 2001; Malhi et al., 2004).

A PPL global é estimada em 57 Gt1 de carbono por ano e o estoque de carbono na vegetação corresponde a 640 Gt (Field et al., 1998). As regiões entre os trópicos apresentam as maiores taxas de produtividade da superfície terrestre, com destaque para as florestas tropicais que apresentam de 30% a 50% da produtividade terrestre global e aproximadamente 40% do estoque terrestre global de carbono, sendo a maior parte alocada na forma de biomassa (Phillips et al., 1998; Grace et al., 2001).

A produtividade pode ser estimada por diferentes meios, tais como dados de sensoriamento remoto, modelos que utilizam parâmetros fisiológicos (índice de área foliar e fração absorvida da radiação fotossinteticamente ativa) e calculando o acúmulo de biomassa entre um ou mais anos (Gower, et al., 1999). A biomassa de uma área, por sua vez, pode ser estimada por meio de dois métodos: o método direto, que consiste na derrubada e pesagem das árvores que ocorrem em parcelas fixas e o indireto, que utiliza dados de inventários florestais e equações alométricas.

Alometria é o estudo das variações das formas e dos processos dos organismos. (Higuchi, et al., 2006). Equações alométricas são modelos matemáticos oriundos de análise de regressão, são amplamente utilizadas como meio indireto de se estimar o volume madeireiro e a biomassa florestal de uma área (Higuchi & Ramm, 1985; Weaver & Gillespie, 1992).

1 1 Gt = 1 Gigatonelada = 10 quilogramas.

Estimar a biomassa de toda Amazônia pelo método direto é impossível, por se tratar de um método destrutivo, portanto, é preciso aperfeiçoar os métodos indiretos, onde as estimativas se baseiam em equações alométricas para obter valores confiáveis e mais próximos do real no que se refere à biomassa e carbono acumulados em material vegetal (Higuchi et al., 2004).

Estudos acerca da produtividade em florestas tropicais são relevantes pelo fato de reterem grande parte do potencial mundial da produção primária e estoque de carbono. A dinâmica deste ecossistema pode influenciar as mudanças climáticas globais e composição atmosférica, tendo grande implicação econômica e impactos sobre a biodiversidade global.

Considerando as diferentes estratégias e o fato de que as espécies, e mesmo os indivíduos de uma mesma espécie, não se comportam de maneira semelhante torna-se necessária à avaliação do crescimento e produtividade individual.

Em uma área florestal manejada o conhecimento acerca da elasticidade da produtividade das espécies fornece suporte para decisões sobre os tratamentos silviculturais a serem realizados. A prescrição de tratamentos adequados de acordo com a resposta de cada espécie proporciona uma otimização da atividade. Além disto, esta análise permite selecionar as espécies florestais que podem vir a ser exploradas e as que necessitam ser protegidas.

A pesquisa foi realizada com o intuito de estimar a produtividade de quatro espécies arbóreas de terra firme da Amazônia Central, bem como desenvolver equações alométricas para estimar a biomassa aérea das espécies; correlacionar produtividade com classe de diâmetro e verificar se há variação de produtividade intra e interespecifica.

O presente trabalho foi realizado na Estação Experimental de Silvicultura Tropical do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (EEST/INPA), núcleo ZF-2, distante cerca de 53 km em linha reta a noroeste de Manaus – Amazonas, coordenadas geográficas: 02º 37’ a 02º 38’ de latitude Sul e 60º09’ a 60º11’ de longitude Oeste, perfazendo 21.0 ha de área total.

A vegetação predominante é caracterizada como floresta tropical úmida densa de terra firme amazônica. O tipo climático é o “Amw” de acordo com a classificação de Köppen; caracterizado como tropical chuvoso com temperaturas elevadas (Ranzani, 1980).

A escolha das espécies foi baseada em um inventário florístico realizado por Carneiro (2004) em 7 dos 10 ha das transecções, área específica da pesquisa, descritas

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Produtividade de quatro espécies arbóreas de Terra Firme da Amazônia central posteriormente. As espécies escolhidas foram Protium hebetatum, Pouteria reticulata, Micrandra siphonioides e Eschweilera wachenheimii, que estão entre as 20 espécies que apresentaram maior índice de valor de importância (IVI), devido ao elevado número de indivíduos. Atualmente, estas espécies não possuem valor comercial.

Inicialmente foram elaboradas equações alométricas para estimar a biomassa da parte aérea das quatro espécies arbóreas escolhidas, geradas a partir de um modelo alométrico selecionado e um arquivo de dados. O referido arquivo pertence ao Laboratório de Manejo Florestal (LMF) do INPA. É composto por informações do DAP, altura total e comercial e peso da parte aérea de 1117 árvores de diferentes espécies, cuja biomassa foi obtida utilizando o método direto, ou seja, o método destrutivo. Estas informações foram coletadas na mesma estação experimental, EEST/INPA.

A partir deste, foram criados quatro arquivos para a realização do presente trabalho, cada um composto apenas por indivíduos de uma espécie. Sendo assim, foram utilizados dados de 1 indivíduos de E. wachenheimii, 12 de M. siphonioides, 9 de P. reticulata e 27 indivíduos de P. hebetatum.

O modelo alométrico selecionado foi: ln p = a + b ln DAP

Sendo:

P = peso fresco (biomassa), em quilogramas; DAP = diâmetro altura do peito, em centímetros; ln = logaritmo natural; a, b = parâmetros a serem estimados.

A escolha do modelo foi baseada na literatura e na experiência do Laboratório de Manejo Florestal, considerando a simplicidade e praticidade. O modelo alométrico utilizado é de simples entrada, tendo como variável independente o DAP, que é de fácil medição. Equações alométricas para estimar a biomassa aérea gerada a partir deste modelo também foram propostas por West et al. (1997) apud Chambers et al. (2001), Chave et al., (2001) e Swamy et al. (2004).

A área específica, dentro da EEST/INPA, são duas transecções que medem 20 m de largura e 2500 m de comprimento com uma área de 5 ha cada e são estratificadas em platô, encosta e baixio. São parcelas permanentes onde todos os indivíduos com diâmetro altura do peito (DAP) ≥ 10 cm estão marcados e identificados.

Nas transecções existem 31 indivíduos de Pouteria reticulata, 38 indivíduos de Micrandra siphonioides, 58 indivíduos de Protium hebetatum e 168 indivíduos de Eschweilera wachenheimii.

As equações individuais geradas foram aplicadas nos indivíduos das transecções com os dados dos inventários florestais dos anos de 2000, 2002, 2004 e 2006, para o cálculo da biomassa aérea. A produtividade foi estimada indiretamente pela biomassa acumulada entre duas medições consecutivas. Todos os procedimentos referidos na coleta de dados foram processados utilizando-se o programa Microsoft Office Excel 2003.

Devido ao reduzido número de indivíduos para a geração das equações específicas por espécie, foi necessária a utilização de um teste não-paramétrico para a redução de tendências. No presente trabalho foi utilizado o método “Jackknife”.

O método consiste em desdobrar os dados e recombinálos, re-utilizando a amostra diversas vezes, para estimar os parâmetros desconhecidos. Estima precisamente a variabilidade entre as estimativas computadas de todos os dados e estimativas quando cada grupo é removido. Estas diferenças geram valores que podem ser utilizados como se fossem oriundas de dados de distribuição normal (Higuchi, 1992).

Para comparar as médias dos parâmetros da produtividade das espécies ao longo do período analisado (2000-2006), foram realizadas análises de variância (ANOVA) de parcelas repetidas, onde os valores de F foram obtidos, porém a tomada de decisão foi feita de acordo com os coeficientes de correção de Greenhouse-Geisser Epsilon (G-G). Confirmada as diferenças pela ANOVA, testes post hoc de Tukey foram realizados, visando observar onde estas variações eram significativas. Além disso, foram utilizadas correlações lineares de Pearson (Pearson r), a fim de observar como as variáveis se relacionavam entre si.

Todas as diferenças a 5% de probabilidade foram tidas como significantes, sendo que as análises estatísticas foram feitas utilizando-se o programa estatístico SYSTAT versão 10.2 para Windows.

A partir do modelo escolhido, foi aplicado o método

“Jackknife” para a geração das equações. Inicialmente foram calculados os coeficientes da equação, coeficiente de determinação (R2) e o erro padrão residual (s y.x ) por espécie em duas situações: quando todos os indivíduos foram processados e quando um subgrupo foi removido.

Posteriormente, para cada estimativa os valores foram transformados em pseudo valores por meio da fórmula descrita abaixo. O valor final para cada estimativa é a média dos pseudo valores.

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Produtividade de quatro espécies arbóreas de Terra Firme da Amazônia central pseudo valores = (r) - (r-1) -j onde, r = número de indivíduos da amostra

= valor obtido quando são computados todos os indivíduos

-j = valor obtido quando um subgrupo é removido

Assim, as equações finais geradas para cada espécie foram:

P. reticulata - ln peso = -1,2+ 2,48 ln DAP M. siphonioides - ln peso = -1,10 + 2,41 ln DAP P. hebetatum - ln peso = -2,20 + 2,84 ln DAP E. wachenheimii - ln peso = -1,91 + 2,6 ln DAP

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