Ciência Florestal Centro de Pesquisas Florestais - CEPEF, Departamento de Ciências Florestais - DCFL, Programa de Pós Graduação em Engenharia Florestal - PPGEF ISSN: 0103-9954 EISSN: 1980-5098 Vol. 16, Num. 4, 2006, pp. 463-471

Ciência Florestal, Vol. 16, No. 4, 2006, pp. 463-471

NOTAS TÉCNICAS

ESTIMATIVA DE BIOMASSA EM POVOAMENTO DE Platanus x acerifolia (Aiton) Willd. ESTABELECIDO NO MUNICÍPIO DE DOM FELICIANO, RS

ESTIMATE OF BIOMASS IN  Platanus x acerifolia (Aiton) Willd. ESTABLISHED IN DOM FELICIANO, RS

Juarez Martins Hoppe†¹    Rudi Witschoreck²    Mauro Valdir Schumacher³

1. †Engenheiro Florestal, Dr., Professor do Departamento de Ciências Florestais, Centro de Ciências Rurais, Universidade Federal de Santa Maria, Campus Universitário, CEP 97105-900, Santa Maria (RS). (in memorium)
2. Engenheiro Florestal, Mestrando pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal, Centro de Ciências Rurais, Universidade Federal de Santa Maria, Campus Universitário, CEP 97105-900, Santa Maria (RS). rwitschoreck@yahoo.com.br
3. Engenheiro Florestal, Dr., Professor do Departamento de Ciências Florestais, Centro de Ciências Rurais, Universidade Federal de Santa Maria, Campus Universitário, CEP 97105-900, Santa Maria (RS). Bolsista do CNPq. schumacher@pesquisador.cnpq.br

Recebido para publicação em 17/11/2003 e aceito em 28/10/2006.

Code Number: cf06043

RESUMO

Este trabalho teve por objetivo estimar a biomassa em um povoamento de Platanus x acerifolia, com 5,5 anos de idade, localizado no município de Dom Feliciano, Rio Grande do Sul. O inventário na área experimental consistiu no levantamento de cinco parcelas de 20m x 30m. As árvores foram agrupadas em oito classes de diâmetro, sendo abatidas três árvores por classe. Após o abate, foi realizada uma cubagem rigorosa, e a biomassa de cada componente das árvores (folha, fruto, galho, casca, madeira e raiz) foi determinada e amostrada. As estimativas da biomassa de cada um dos componentes foram realizadas por meio do ajuste de equações de regressão que correlacionaram características dendrométricas com os valores de biomassa dos respectivos componentes das árvores amostradas. A biomassa total foi de 45,28 Mg ha^-1, distribuída em ordem decrescente em: madeira 21,07 Mg ha^-1; galho 11,72 Mg ha^-1; raiz 8,43 Mg ha^-1; casca 2,01 Mg ha^-1; folha 1,89 Mg ha^-1 e fruto 0,16 Mg ha-1. A serapilheira acumulada foi de 12,80 Mg ha-1.

Palavras-chave: Platanus; biomassa acima e abaixo do solo; serapilheira; sustentabilidade.

ABSTRACT

This study aimed at estimating the biomass in a 5.5-year-Platanus x acerifolia stand, in Dom Feliciano county, Rio Grande do Sul. The inventory in the experimental area was done in five plots (20 m x 30 m each one). Trees were grouped in eight diameter classes, and 3 trees per class were cut. After cutting the trees, a cubing was done and the biomass of each component (leaf, fruit, branch, bark, wood and root) was determined and sampled. The biomasses estimative from each component were done through regression equations adjustment that correlated dendrometric characteristics with biomass volumes from the respective components of the trees. The total biomass was 45,28 Mg h^-1, distributed in: wood 21,07 Mg ha^-1; branch 11,72 Mg ha^-1; root 8,43 Mg ha^-1; bark 2,01 Mg ha^-1; leaf 1,89 Mg ha^-1 and fruit 0,16 Mg ha^-1. The accumulated litter was 12,80 Mg ha^-1.

Keywords: Platanus;above and below ground biomass; litter; sustainability.

INTRODUÇÃO

No processo de desenvolvimento tecnológico empresarial, a permanente busca de opções para melhorar a qualidade do produto final ou mesmo para diminuir os custos de produção é uma preocupação constante dos administradores.

No setor florestal, essa realidade não é diferente, pois o alto consumo de madeiras oriundas das florestas nativas, durante muito tempo, levou à quase-extinção de muitas espécies de alto valor econômico. Um exemplo real é o caso do açoita-cavalo (Luehea divaricata Mart. et Zucc.), que forneceu, por longo período,  madeira de boa  qualidade para a indústria moveleira, especialmente para fabricação de móveis vergados e, atualmente no Rio Grande do Sul, são raros os exemplares em condições de desdobro, embora seja satisfatória a regeneração natural, especialmente na bacia do Rio Camaquã, RS.

A opção técnica e econômica encontrada para substituir o açoita-cavalo, surge com o plátano, (Platanus x acerifolia (Aiton) Willd.), o qual, após os estudos tecnológicos, apresentou qualidade excelente para a fabricação de móveis e muitas outras utilidades.

O Platanus x acerifolia é resultado do cruzamento genético espontâneo entre o Platanus orientalis L., originário do sudeste da Europa, Ásia Menor, Pérsia, Afeganistão e noroeste da Índia e o Platanus occidentalis L., que tem sua origem no sul do Canadá e no leste dos Estados Unidos até o México constituindo-se num híbrido de grande potencial madeireiro na região Sul do Brasil e também para outras regiões de clima temperado e frio (Reitz, 1984).

Tratando-se de uma espécie exótica e de fácil adaptação no sul do Brasil e, em razão do pouco conhecimento silvicultural disponível, é importante que se iniciem estudos com a finalidade de conhecer sua fisiologia, silvicultura e auto-ecologia para auxiliar na difusão desse híbrido.

Nesse contexto, estudos referentes à quantificação de biomassa deverá ser o ponto de partida para a definição de outras pesquisas que levem ao conhecimento da silvicultura, auto-ecologia e da fisiologia, para conhecer suas exigências quanto aos aspectos do seu crescimento, para a recomendação de tecnologias adequadas visando a fomentar seu cultivo em nível comercial e sobretudo assegurar a capacidade produtiva dos sítios.

A presente pesquisa teve por objetivo estimar a biomassa acima e abaixo do solo em um povoamento de Platanus x acerifolia com 5,5 anos de idade, bem como a serapilheira acumulada.

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Biomassa

De acordo com Odum (1986), entende-se por biomassa o peso de matéria orgânica seca por unidade de área. Para Gardner e Mankin apud Schumacher (1996), 90% da biomassa da  terra encontra-se nos ecossistemas florestais, os quais ocupam aproximadamente 40% da superfície terrestre, e a sua acumulação difere de acordo com o local onde são tomadas as amostras cujas diferenças são atribuídas às condições ambientais.

A biomassa formada pela matéria seca é constituída especialmente por esqueleto de carbono e por elementos minerais. Suas concentrações variam conforme a espécie, com sua fase de desenvolvimento, estado nutricional, características edafoclimáticas e com o componente da planta (Larcher, 1986).

De acordo com Kramer e Koslowski (1972), a produção de biomassa é influenciada diretamente pelos fatores que influenciam na fotossíntese e na respiração. Esses fatores estão relacionados com a luz, a temperatura, a umidade e a disponibilidade de nutrientes do solo, o teor de carbono no ar, as doenças e as pragas e ainda fatores fisiológicos internos da planta como idade, estrutura e disposição das folhas, teor de clorofila, acúmulo de carboidratos e distribuição e comportamento dos estômatos.

Segundo Schumacher e Hoppe (1997), a biomassa depositada acima e abaixo da superfície do solo tem grande importância para a manutenção do equilíbrio do ciclo biogeoquímico, uma vez que as plantas absorvem os nutrientes do solo, produzem biomassa e a devolvem posteriormente ao solo em forma de serapilheira, sendo mineralizada e novamente os nutrientes são absorvidos pelas raízes.  

A avaliação da biomassa nos povoamentos florestais permite avaliar a produtividade e o acúmulo de massa seca nos diferentes componentes das árvores, auxiliando no planejamento da exploração racional dos ecossistemas (Campos, 1991).

Andrae e Krapfenbauer (1983) afirmam que estudos com biomassa são importantes, porque as informações obtidas sobre as características de diferentes sistemas ecológicos conduzem a decisões para o planejamento da exploração florestal racional.

Schumacher (1996) informa que, por ocasião do desenvolvimento inicial das árvores, grande parte dos carboidratos acumula-se na copa. Com a evolução do crescimento e quando as copas começam a entrar em competição entre si, a produção relativa do tronco aumenta, ocorrendo o inverso em relação às folhas, aos ramos e à casca. O mesmo autor, estudando o percentual de biomassa em uma floresta de Eucalyptus saligna, concluiu que ocorre uma diminuição da biomassa da copa e das raízes, em relação ao tronco, com o aumento da idade da floresta.

Gonçalves et al. (1992), estudando a produção de biomassa e o desenvolvimento radicular em diversos estágios sucessionais, concluíram que a produção de biomassa foi muito superior nas espécies pioneiras, enquanto estas também produziram maior volume que as espécies clímax. Descobriram que o sistema radicular das espécies, no inicio do período de sucessão, apresentam sistema radicular de absorção bem mais desenvolvido, predominando as raízes finas e ramificadas, enquanto as espécies clímax possuem um sistema radicular atrofiado e pouco desenvolvido, concluindo que, quanto mais avançado for o estágio de sucessão, tanto mais atrofiado é o sistema radicular de absorção.

MATERIAL E MÉTODOS

O estudo foi desenvolvido no período de 22 de fevereiro a 5 de março de 2002, em um povoamento de Platanus x acerifolia, com 5,5 anos de idade, localizado no município de Dom Feliciano, nas coordenadas 30° 15' 30" S e 52° 15' 30" W, em uma fazenda de  propriedade da Empresa Platanus Ltda (Figura 1).

O clima da região, segundo a classificação de Koppen, é do tipo Cfa, sempre úmido, pluvial, quente e temperado, temperatura média anual de 16,5°C, enquanto que a média das temperaturas máximas é de 32°C e a média das mínimas é de 4°C com a ocorrência de geadas. A precipitação média anual está em torno de 1600 mm.

O solo da região de estudo pertence à unidade de mapeamento Camaquã, proveniente de rochas ácidas derivadas de granitos, sendo classificado como Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico típico (Brasil, 1973; Streck et al., 2002).

O plantio foi efetuado em área de campo, com espaçamento regular de 3 m x 5 m, e o preparo do solo foi realizado por meio de uma roçada, e a abertura de covas com 40 cm de profundidade e 30 cm de diâmetro. Os tratos culturais aplicados constituíram-se de roçadas entre as linhas de plantio em número de duas por ano até o terceiro ano. Após o terceiro ano, ocorreu o fechamento das copas, dispensando o controle da matocompetição. A partir do segundo ano, foram aplicadas desramas anuais na floresta cuja intensidade chegou a 50% da altura total das árvores visando à produção de madeira para a serraria de alta qualidade.

O inventário na área consistiu no levantamento de cinco parcelas com as dimensões de 20 m x 30 m. Em cada uma dessas parcelas, foram medidos todos os diâmetros à altura do peito (dap) e 20% das alturas das árvores. Partindo dos dados do inventário, a amplitude diamétrica do povoamento foi dividida em oito classes de diâmetro.

A amostragem da biomassa consistiu no abate de três árvores por classe de diâmetro. Após o abate, as árvores foram cubadas e a biomassa foi separada em: folha, fruto, galho (de diferentes diâmetros), casca, madeira e raiz. Os componentes madeira e casca correspondem à biomassa do fuste, compreendida entre a base da árvore até o diâmetro de ponteira de 2 cm. Em função das desramas realizadas no povoamento, a biomassa de galho diz respeito unicamente a galhos vivos, de diferentes diâmetros e a biomassa da ponteira com diâmetro menor que 2 cm. Cada um dos componentes das árvores foi pesado e amostrado. As amostras coletadas foram pesadas com o auxílio de balança digital com sensibilidade de 0,1 g para a determinação da massa úmida.

Nas parcelas do inventário florestal, foram coletadas de forma aleatória 25 amostras de serapilheira. Para tal, foi utilizada uma moldura de ferro com dimensões de 25 cm x 25 cm.

No Laboratório de Ecologia Florestal, do Departamento de Ciências Florestais da Universidade Federal de Santa Maria, as amostras foram secas em estufa com circulação e renovação de ar à temperatura de 75°C, por um período de 72 horas para a determinação de massa seca.

A quantificação da biomassa das árvores foi realizada mediante o ajuste de equações de regressão correlacionando os valores de biomassa de cada componente com as variáveis dap e altura total. A exceção foi para o componente fruto, que em função da grande variabilidade dos dados, não apresentou correlação satisfatória com as variáveis dentrométricas, sendo estimado pelo produto entre a biomassa média e o número de árvores, por classe de diâmetro, por hectare. No caso da serapilheira, a biomassa média foi extrapolada para hectare, com base na área da unidade amostral.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Inventário florestal

A Tabela 1 apresenta a distribuição diamétrica na qual a coleta de biomassa foi baseada. É possível observar uma distribuição normal da variável dap, com concentração das árvores em torno do dap médio, o que é característico de povoamentos equiânios.

TABELA 1: Distribuição diamétrica do povoamento de Platanus x acerifolia.

TABLE 1: Diametric distribution of Platanus x acerifolia stand.

Para estimativa de parâmetros dendrométricos como altura total, volume de madeira do fuste com casca e volume de madeira do fuste sem casca, foram ajustadas equações de regressão (Tabela 2).

Por meio dos  altos  valores  dos  coeficientes  de  determinação ajustados (R² aj.) e baixos erro-padrões de estimativa (Sxy%), é possível verificar que os parâmetros avaliados apresentam alta correlação com as variáveis dap e altura.

TABELA 2: Equações de regressão utilizadas para estimar alguns parâmetros dendrométricos das árvores de Platanus x acerifolia.

TABLE 2: Regression equations used to esteem some dendrometric parameters in trees of Platanus x acerifolia.

Em que: h = altura total (m); c/c = com casca (m³); s/c = sem casca (m³).

Na Tabela 3, são apresentados os parâmetros dendrométricos estimados para o povoamento de Platanus x acerifolia.

TABELA 3: Valores médios estimados dos parâmetros dendrométricos das árvores de Platanus x acerifolia.

TABLE 3: Average values of dendrometric parameters in trees of Platanus x acerifolia. 

Biomassa

Estimativa de Biomassa

As equações de regressão utilizadas para estimar a biomassa dos diferentes componentes das árvores de Platanus x acerifolia podem ser observadas na Tabela 4.

TABELA 4: Equações selecionadas para estimar a biomassa (kg/árvore) dos componentes das árvores de Platanus x acerifolia.

TABLE 4: Selected equations to esteem biomass (kg per tree) of the tree components of Platanus x acerifolia.

Em que: log = logarítimo de base dez; h = altura total  em  metros; dap = diâmetro à altura do peito.

Geralmente os maiores valores dos parâmetros estatísticos que medem o grau de ajustamento das equações de regressão são obtidos para a componente madeira, sobretudo em função da alta correlação desse componente com as variáveis dap e altura das árvores. Os componentes da copa (folha e galho) sofreram influência das desramas, o que pode ter causado maior variabilidade nos dados, refletindo-se na precisão das equações.

A biomassa estimada, com as equações de regressão, dos diferentes componentes das árvores de Platanus x acerifolia, pode ser observada na Tabela 5.

Observa-se que, na distribuição da biomassa, a madeira é o componente que contém o maior valor relativo, 46,5%, seguido dos galhos com 25,9%, raízes com 18,6%, casca com 4,4%, folhas com 4,2% e os frutos com apenas 0,4%. Ou ainda, se consideradas a madeira e a casca, o fuste representa 65,1% do total de biomassa.

TABELA 5: Biomassa nos diferentes componentes das árvores de Platanus x acerifolia.

TABLE 5: Biomass in the different trees components of  Platanus x acerifolia. 

Schumacher et al. (2002), avaliando a biomassa em Araucaria angustifolia, com 27 anos de idade, encontraram uma maior contribuição para a biomassa total, de madeira, decrescendo para casca, raízes, galhos vivos, acículas e galhos mortos.

Já em Eucalyptus saligna com 4 anos de idade, Schumacher (1995) encontrou uma distribuição da biomassa, acima do solo, de acordo com a seguinte seqüência decrescente: madeira, folhas, casca e ramos.   

Caldeira (1998) obteve para biomassa acima do solo, de Acacia meannsii com 2,4 anos de idade, para a procedência Batemans Bay e Bodalla, a seguinte seqüência de acúmulo de biomassa: madeira > folhas > galhos vivos > casca > galhos mortos, e para a procedência Lake George, com a mesma idade: madeira > galhos vivos > folhas > casca > galhos mortos.

A partição de biomassa geralmente tem como principal componente a madeira, apresentando tendência à elevação da biomassa relativa com o aumento da idade das árvores, ao passo que os outros componentes, geralmente, apresentam redução na contribuição relativa para a biomassa total (Pereira et al., 1984; Schumacher et al., 2003). 

Segundo Gonçalves et al. (2000), após o estabelecimento do povoamento a campo, ocorre uma fase de intenso crescimento e acúmulo de nutrientes, com prioridade de alocação de fotoassimilados para a formação dos componentes das copas e sistema radicular. Com o fechamento da copa a canalização dos nutrientes é direcionada para os troncos, uma vez que o auto-sombreamento define uma área foliar máxima limite.

Além da idade, fatores como espécie, tipo de solo e condições de cultivo podem influenciar a partição da biomassa.

Nesse sentido, Reis et al. (1985), estudando o acúmulo de biomassa em uma seqüência de idade de Eucalyptus grandis plantado no cerrado, em duas áreas com diferentes produtividades, concluíram que na área menos produtiva há uma participação percentual maior do sistema radicular.

Por outro lado, Leles et al. (1998), Assis et al. (1999) e Ladeira et al. (2001) encontraram diferença na distribuição de biomassa entre espécies e para a mesma espécie em função de fatores como espaçamento de plantio e idade do povoamento.

Num estudo de biomassa acima do solo de Eucalyptus saligna, Campos et al. (1992) encontraram um valor de 64,5% da biomassa no tronco, enquanto a copa alcançou 35,5 %. Salientam ainda que a biomassa do tronco aumente mais acentuadamente que a copa à medida que as classes de diâmetro vão aumentando.

Em comparação com as espécies nativas, esse híbrido também apresenta comportamento semelhante, no que diz respeito à produção de biomassa de tronco, pois Gonçalves et al. (1992) avaliaram a produção de biomassa de espécies em diferentes estágios sucessionais, encontraram, para o tronco: para as espécies pioneiras 39,9%, para as espécies secundárias, 56,6% e para as espécies clímax 39,1%.

O grande volume de biomassa, mais de 25%, existente nos galhos do Platanus x acerifolia é justificado pelo hábito da espécie em produzir muitos galhos laterais, o que justifica um coerente programa de desrama quando os povoamentos forem conduzidos comercialmente. Esse valor seria bem mais expressivo se a floresta, em estudo, não tivesse sofrido desramas regulares nos últimos anos.

Quando comparado com estudos envolvendo outras espécies, pode-se observar que realmente a produção de galhos do Platanus x acerifolia é expressiva, em torno de 25%, pois Schumacher et al. (2002) encontraram 12% da biomassa total nos galhos da Araucaria angustifolia com 27 anos de idade, enquanto Caldeira (1998), em Acacia mearnsii com 6 anos, encontrou 19% da biomassa acima do solo nos galhos dessa espécie, e Neves (2000) em clones de eucalipto "urograndis" de 10 anos de idade identificou apenas 5,91 % de biomassa nos ramos desse híbrido.

Serapilheira

No povoamento de Platanus x acerifolia, onde foi desenvolvido o presente trabalho, a quantidade de serapilheira encontrada representa a queda das folhas e outros elementos do último ano de crescimento e alguns resíduos dos anos anteriores que ainda não sofreram a mineralização completa uma vez que esta espécie é totalmente caduca.

A Tabela 6 apresenta a biomassa média de serapilheira acumulada estimada para o povoamento de Platanus x acerifolia com 5,5 anos de idade.

TABELA 6: Quantidade de serapilheira (Mg ha^-1) nas áreas das parcelas inventariadas.

TABLE 6: Quantity of litter (Mg ha^-1) in areas of the inventoried portions.

Como o Platanus x acerifolia, na região de Dom Feliciano, RS, completa a queda das suas folhas no máximo até o mês de junho, parte da biomassa já se encontrava em fase de fragmentação.      Esse valor é comparável com o de um povoamento de Araucaria angustifolia com 14 anos de idade onde foi estimada uma serapilheira acumulada de 11,8 Mg ha^-1 (Schumacher et al. 2000).

Ainda para Araucaria angustifolia, Krapfenbauer e Andrae (1983), em trabalho realizado no sul do Brasil, em um povoamento de 17 anos, encontraram 17, 3 Mg ha^-1, ao passo que, Schumacher et al. (2002), para a mesma espécie, em um povoamento de 27 anos de idade, estimaram uma serapilheira de 19,7 Mg ha^-1.

Um fator que pode favorecer o acúmulo de serapilheira em povoamentos de Araucaria angustifólia, e de outras coníferas, é a alta relação C/N, que dificulta a mineralização dos tecidos. Schumacher et al., (2002) obtiveram uma relação C/N para as grimpas de Araucaria angustifólia, de 34,2, enquanto nas folhas do Platanus x acerifolia é de 17,4 de acordo com os resultados deste trabalho.

Comparando os valores encontrados na serapilheira do Platanus x acerifolia com os encontrados por Rugani et al. (1997) em uma floresta secundária de terra firme na região de Manaus, percebe-se que o plátano tem acumulado mais que o dobro de biomassa na serapilheira, pois enquanto este possuía 12,8 Mg ha^{-1, a floresta secundária apresentou 5,5 Mg ha-1}.

Em trabalhos realizados no Panamá, com floresta primária na região de Rio Sabana, foram encontrados 6,2 Mg ha^-1 de serapilheira e, na região de Rio Gara encontraram-se 2,9 Mg ha^-1, enquanto que, em floresta secundária do Congo, foram identificadas 5,6 Mg ha^-1 de serapilheira (Rugani et al., 1997).

Por outro lado, Golley et al. (1978) estimaram a serapilheira, em terreno montanhoso na floresta baixo-montana úmida da província de Darien no Panamá, 4,82 e 5,51 Mg ha^-1 em duas coletas realizadas em fevereiro de 1967 e 1968 respectivamente.

CONCLUSÃO

A biomassa total encontrada no povoamento de Platanus x acerifolia com 5,5 anos de idade foi de 58,08 Mg ha^-1, distribuindo-se em ordem decrescente, em: madeira 21,07 Mg ha^-1, serapilheira acumulada 12,80 Mg ha^-1, galho vivo 11,72 Mg ha^-1, raiz 8,43 Mg ha^-1, folha 1,89 Mg ha^-1 e fruto 0,16 Mg ha^-1.

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• SCHUMACHER, M.V.; HOPPE, J.M.; WITSCHORECK, R.; SALVADEGO, M. Quantificação do carbono e dos nutrientes em florestas de eucalipto de diferentes idades. Santa Maria: FATEC/UFSM, SINDIFUMO, 2003. 112p. (Relatório de Pesquisa). 
• STRECK, E.V.; KAMPF, N.; DALMOLIM, R.S.D.; KLAMT, E.; NASCIMENTO, P.C.; SCHNEIDER, P. Solos do Rio Grande do Sul. Porto Alegre: EMATER/RS : UFRGS, 2002. 107p.

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