Journal of Biotechnology and Biodiversity | v.7 | n.3 | 2019
Journal of Biotechnology and Biodiversity
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Comparação dos incrementos em altura estimados através da análise do tronco pelo método digital e manual em Eucalyptus spp.
Marcos Cardoso Silvaa*, Jehssycah da Silva Martinsa, Maria Cristina Bueno Coelhoa, Marcos Giongoa , José Fernando Pereiraa, André Ferreira dos Santos a
a Universidade Federal do Tocantins (UFT), Brasil
* Autor correspondente (markuz@uft.edu.br )
I N F O A B S T R A C T
Keyworks
ANATRO
conventional digital method
ArcMap
Comparison of height increment through trunk analysis by digital and manual method in Eucalytus spp . Growth rings are a database that allows us to quantify and evaluate their interaction with the environment. The most commonly used method for performing complete stem analysis (ANATRO) is the so- called conventional one, such methodology allows tracking the past growth of a tree. The objective of this work was to compare conventional and digital ANATRO using ArcMap software in order to facilitate and accelerate data collection. The study was conducted on a private property in the municipality of Aliança do Tocantins. Data were collected from a 7-year-old Eucalyptus plantation with 2.5 x 4.0 m spacing (1,000 trees / ha). The selection of the trees used was made from the diametric frequency distribution. Three clones of VM-58 were selected. The results were satisfactory when comparing the data obtained from the ANATRO manual method with the digital one, allowing us possible alternatives when there is no possibility of manual.
R E S U M O
Palavras- chaves
ANATRO convencional
método digital ArcMap
Os anéis de crescimento são banco de dados que nos permite quantificar e avaliar sua interação com o meio. O método mais utilizado para realização de análise de tronco (ANATRO) completa é o chamado convencional, tal metodologia permite acompanhar o crescimento passado de uma árvore. O objetivo desse trabalho foi comparar ANATRO convencional e digital utilizando software ArcMap, a fim de facilitar e acelerar a obtenção de dados. O estudo foi realizado em uma propriedade particular no município de Aliança do Tocantins. Os dados foram coletados em plantio de Eucalyptus, com 7 anos de idade com espaçamentos de 2,5 x 4,0 m (1.000 árvores/ha). A seleção das arvores utilizadas foi realizada a partir de distribuição diamétrica de frequência. Foram selecionados 3 clones de VM-58. Os resultados demonstraram satisfatórios quando comparamos a obtenção de dados a partir do método de ANATRO manual com a digital, nos permitindo possíveis alternativas quando não há possibilidade de manual.
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DOI: https://doi.org/10.20873/jbb.uft.cemaf.v7n3.silva
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INTRODUÇÃO
O Brasil é o maior plantador mundial do gênero Eucalyptus, principalmente de Eucalyptus grandis , espécie que se destaca por suas potencialidades e diversidades de uso, entre outros fatores (Martins , 1999). O país destaca-se pela grande produtividade de florestas plantadas e ocupa a 4ª posição mundial entre os maiores produtores de celulose em função das condições edafoclimáticas propícias para adap- tação e desenvolvimento de plantios florestais, que no ano de 2015 ocuparam cerca de 7,8 milhões de hectares, sendo 5,6 milhões ocupados com euca- lipto .
Quando se pensa em espécies de rápido cresci- mento, como alternativa para a produção de ma- deira, o eucalipto se apresenta como um gênero po- tencial dos mais interessantes, não somente por sua capacidade produtiva e adaptação aos mais diversos tipos de clima e solo, mas principalmente pela grande diversidade de espécies, tornando possível atender aos requisitos tecnológicos dos mais dife- rentes segmentos da atividade industrial, tais como lenha, carvão, celulose, painéis, postes, constru- ções, móveis, embalagens e muitos outros usos (Silva e Xavier, 2006 ).
Oconhecimento de distribuições de diâmetro, al- tura, área basal e volume é um requisito primordial para garantir um bom manejo florestal (Machado et al., 2010). A idade da árvore também possui in- fluência direta na determinação qualitativa e quan- titativa da madeira. Segundo o processo de desen- volvimento da planta interfere nos valores de lig- nina, densidade básica, volume, material seco, en- tre outras variáveis que são de suma importância na determinação do material de qualidade.
Os anéis de crescimento consistem na formação de deposição sucessiva de camadas de tecidos le- nhosos no fuste, em ação da atividade cambial pe-
riódica, a atividade do cambio vascular vai ac res- centando ano a ano camadas que estruturam a ma- deira, formando anéis de crescimento. São resultan- tes de atividades cambiais das árvores em dois dis- tintos períodos, a vegetativa e a de repouso fisioló- gico da planta. Em locais com estações bem defini- das de inverno e verão, ou de chuva e tempo de es- tiagem, o crescimento das árvores está acondicio- nado a esses fatores, onde apresentam crescimento rápido ou quase nulo (Imaña et al., 2005 ).
A análise de tronco (ANATRO) é uma técnica que possibilita "o registro do crescimento passado de uma árvore" (Husch et al., 1982), mediante a contagem e medição dos anéis de crescimento de seções transversais tomadas a diversas alturas no tronco. Nagel e Athari (1982), consideram a análise de tronco uma importante fonte de dados para in-
vestigação sobre a reação do crescimento em rela- ção a fatores ambientais (bióticos, abióticos) e ao manejo do povoamento (adubação, desrama e des- baste); avaliação das alterações de forma das árvo- res; sincronização das medidas dos anéis de cresci- mento e determinação do número de anéis ausentes como indicadores do grau de danos sofridos pelas árvores e elaboração de modelos de produção.
No setor florestal, análise de tronco tem sido al- ternativa para atividades como verificação de taxas de incremento médio da floresta, avaliação do cres- cimento de acordo com tratos culturais ou práticas de manejo e para desenvolver equações de índice de sítio (Rosot et al., 2013 ).
MATERIAL E MÉTODOS
O presente estudo foi desenvolvido em uma fa- zenda de propriedade privada, localizada no muni- cípio de Aliança na região sul do estado do Tocan- tins (Figura 1).
Figura 1 - Localização geográfica da área de estudo destacando o estado do Tocantins e o município de Aliança do Tocantins .
A fazenda do plantio comercial de Eucalyptus spp. está situada a 280 m de altitude, sob as coor- denadas geográficas 11°21’43,00” Sul e longitude 49°03’37,00” Oeste, distante 167 km da capital Pal- mas (TO) .
A caracterização climática local consiste em C2wA’a’’, clima úmido sub-úmido com moderada deficiência hídrica no inverno, evapotranspiração potencial média anual de 1.500 mm, distribuindo - se no verão em torno de 420 mm ao longo dos três meses consecutivos com temperatura mais elevada. A temperatura média anual situa-se entre 25 e 26 ºC. O solo predominante na área de estudo é classi- ficado como Latossolo Vermelho-Amarelo ( SE- PLAN, 2012 ).
Os dados são provenientes de uma área corres- ponde a 109 ha plantados em abril de 2009, o nde
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encontram-se híbridos provenientes de esta quia VM58 (E. urophylla x E. camaldulensis), GG100 (E. urophylla x E. grandis) e Semente Urograndis (E. urophylla x E. grandis). Plantados no espaça- mento 2,5 x 4,0 m, totalizando em média 1000 ár- vores por hectare.
A base de dados foi obtida a partir do inventário florestal contínuo, com parcelas permanentes, a forma das unidades amostrais utilizadas foi retan- gular 24 x 25 m (600 m²) cada, distribuídas siste- maticamente em áreas estratificadas, situadas em li- nhas equidistantes 125 metros uma das outras e 80
mentre parcelas. Instaladas no ano de 2011, quando o plantio tinha em média 25 meses de idade. Em
cada parcela foram medidos 11 colunas e 7 linhas, totalizando 77 árvores úteis em cada unidade amos- tral.
As variáveis biométricas avaliadas foram: altura total (medida em metros com clinômetro) e CAP (circunferência a altura do peito a 1,30 m do solo, medida em centímetros com fita métrica e após convertida em DAP).
Foram cubadas 16 árvores de VM58 e dentre elas foi feita a seleção de 3 árvores, com objetivo da obtenção da altura comercial, estimativa do vo- lume real e análise de tronco do povoamento flores-
tal. Foram mensurados os diâmetros de 3 árvores de diferentes classes diamétricas com fita, nas posi-
ções 0,1; 0,5; 1,0; 1,3; 3,3; 5,3; 7,3; 9,3; 11,3; 13,3; 15,3; 17,3; 19,3; 21,3 metros e assim sucessiva- mente, até a altura total.
O número de árvores cubadas foi definido através da seguinte fórmula estatística descrita por Mello (2004) :
na identificação da delimitação (Figura 3).
Figura 2 - Fatias das árvores de VM58 utilizadas para a análise de tronco.
Figura 3 - Anéis de crescimento das fatias após se- rem lixadas.
As fatias foram digitalizadas com resolução de 600 DPI que possibilitou uma melhor qualidade na imagem, facilitando a identificação da região de crescimento (anéis) das fatias.
Utilizou-se o programa ArcMap para obtenção de valores das regiões de crescimento, pois o
mesmo nos permite visualização através das fotos
=
2. ( %) 2 2 %
digitalizadas processadas pelo programa e manipu- lação de dados com referência geográfica, o pro- grama é aplicado a qualquer projeto que contém en-
tidades gráficas que possuem localização espacial,
Em que: t = valor tabelado (Student) conforme o “n” e o nível de precisão requerido de 95% de probabilidade de confiança sendo 1,67; CV% = coeficiente de variação de uma amostra piloto composta de árvores cubadas rigorosamente em percentagem e E = erro pré-estabelecido, neste caso utilizado 10%, n = número de árvores a serem cubadas rigorosamente.
Foram selecionadas 3 árvores de Eucalypt us VM58 (Figura 2) dentre as 16 cubadas na área ex- perimental para obtenção de ANATRO convencio- nal e digital.
Em seguida a face de medição foi lixada em má- quina, inicialmente com lixas mais grossas (número 80) e, depois, progressivamente, com lixas mais fi- nas até a lixa número 200. Os tratamentos nas fatias intensificam o contraste entre os anéis e facilitam
como o caso de anéis de crescimento.
A metodologia para obtenção dos diâmetros de cada anel de crescimento foi a delimitação de maior raio partindo do ponto zero (medula) em sentido a casca e contagem dos anéis a partir desse maior raio, como adotada na ANATRO convencional.
As fatias foram etiquetadas com número da se- ção e árvore que pertence a fatia para evitar qual- quer erro de reprodução da obtenção do volume através do ANATRO. Trabalhamos com imagens sem qualquer edição, porem quando nos deparamos com a dificuldade de distinguir a região de início e término dos anéis de crescimento, utilizamos a fer- ramenta de aproximação (zoom) e realce na ima- gem para melhorar obtenção dos dados.
Então, após a determinação do maior raio de cada fatia e suas áreas transversais de cada anel, fo- ram realizados os seguintes procedimentos :
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• Criação de arquivo vetorial do tipo polyline para contagem dessas seções e determinação do limite da região de crescimento dos anéis.
• Edição da tabela de atributos, onde foram adicionadas colunas de identificação e cálculo de limite de cada anel. Dessa forma cada “Tema” (fatia) era composto por tantas
feições quanto o número de anéis;
• Por meio de escala, estimada com uso de
régua convencional reconhecida por sistema de medições transparente e digitalizada nas imagens das fatias, foi feita a conversão das medias no software para as medidas reais;
• Exportação dos dados em formato de planilha eletrônica que foi utilizada para obtenção dos valores médios e organização dos dados para realização dos cálculos
através de Software ANATRO Livre (Figura 4).
Figura 4 - Medição dos anéis de crescimento pelo software ArcMap .
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A diferença entre o método convencional e o di- gital de ANATRO é a facilidade em obter os dados através da digitalização das fatias, tornando dispen- sável o transporte das fatias para o laboratório e a realização da contagem manual, facilitando a reali- zação da metodologia e acelerando o processo. Rosot et al. (2003) comparou o método conven- cional de ANATRO completa que consiste na me- dição da área de crescimento das fatias seccionadas manualmente com auxílio de régua transparente, com uso do processamento digital de imagens das fatias ainda em seu estado verde, obteve-se a dife- rença de 7% de volumes estimados por medição do software em relação ao uso convencional. Com isso, o uso de técnicas digitais é uma alternativa para obtenção da ANATRO.
Na obtenção das alturas de cada idade foram uti- lizados raios médios para estimá-las com base no método do paralelismo ao anel anterior (Baruso, 1977), cujo desenho diagramático é apresentado na
figura 5 .
Figura 5 - Diagrama do método do paralelismo . Segundo o método de paralelismo foram obtidas
as alturas de cada idade para cada um dos diâmetros médios em relação as três arvores, o resultado está expresso nos gráficos de perfil das árvores 1, 2 e 3, sendo um comparativo entre o método manual (re- ferência) e digital, como pode ser observado nas fi- guras 6, 7 e 8.
Figura 6 - Perfil manual e digital da árvore 1. Figura 7 - Perfil manual e digital da árvore 2.
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Figura 8 - Perfil manual e digital da árvore 3.
Tabela 1 - Altura e incremento obtido através de ANATRO manual e digital para as árvores 1, 2 e 3 .
Árvore 1
Figura 9 - Comparação do método manual e digital, relacionados a altura e ao incremento da árvore 1.
Idade (anos )
Altura total (m)
Incremento em altura (m)
Manual Digital Manual Digital
0 - - - -
1 1,4 1,2 0,9 0,9
2 3,8 4,8 2,4 3,6
3 7,5 7,6 3,7 2,8
4 12,2 12,4 4,7 4,8
5 17,4 17,4 5,2 5
6 19,4 19,4 2 2
7 21,8 21,8 2,4 2,4
Árvore 2
0 - - - -
1
2
3
4
5
6
7
0
1
2
3
4
5
6
7
1,2
8,1
17
19
22,6 24,2 25,1
-
1,2
8,1
17
19
22,6 24,2 25,1
1,1
7,6
16,3 19,1 22,5 24 25,1
Árvore 3 -
1,1
7,6
16,3 19,1 22,5 24 25,1
0,9
6,9
8,9
2
3,6
1,6
0,9
-
0,9
6,9
8,9
2
3,6
1,6
0,9
1,1
6,5
8,7
2,8
3,4
1,5
1,1
-
1,1
6,5
8,7
2,8
3,4
1,5
1,1
Figura 10 - Comparação do método manual e digi-
tal, relacionados a altura e ao incremento da árvore 2.
Para melhorar a compreensão foram produzidos gráficos que demonstram a altura e o incremento da mesma (Figuras 9, 10 e 11), sendo feito para cada uma das árvores estudadas.
Figura 11 - Comparação do método manual e digi- tal, relacionados a altura e ao incremento da árvore 3.
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Em relação à tabela 1 pode-se notar que os valo- res de altura de cada ano em relação aos métodos digital e convencional, não apresentaram variação
discrepante. Analisando os gráficos apresentados acima, nota-se o quão próximos estão os valores de obtenção de altura e incremento em altura de cada árvore, dessa forma é possível à utilização do mé- todo digital para ANATRO.
CONCLUSÕES
A análise de tronco digital por meio do software ArcMap foi eficiente para realizar a leitura dos anéis de crescimento das toras de Eucalyptus e cal- cular seu incremento em altura.
Esse trabalho resulta na facilidade de se obter in- formações através do processamento digital de ima- gens e a partir do ANATRO conclui os resultados. Porém não podemos deixar de observar as limita- ções, quando em diferentes espécies, que por sua vez se comportam de diferentes modos, com isso uma metodologia deve ser criada para essas espé- cies que apresentam uma maior dificuldade de re- conhecer as regiões de crescimento.
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