Modelagem dos balanços de radiação e de água e simulação do crescimento do eucalipto na Bacia do Rio Doce MG

Abstract

A modelagem de crescimento de plantas permite agrupar, de forma organizada e estruturada, os processos e interações que determinam a produtividade das culturas. Apesar do modelo 3-PG (Physiological Principles for Predicting Growth) ser um dos modelos mais utilizados nos últimos anos para cálculos de produtividade florestal, existem nele processos que não apresentam tratamento físico adequado. Este estudo teve como objetivo gerar um novo tratamento para o balanço hídrico nas simulações do crescimento de plantios florestais. Especificamente, visou à melhora no tratamento do balanço de energia, levando-se em consideração a variação da energia solar de acordo com a face de exposição e da inclinação do terreno, e também teve como objetivo melhorar o tratamento da evapotranspiração, no que se refere ao controle estomático decorrente da variação na temperatura do ar, do déficit de pressão de vapor (DPV) e da irradiância solar global. A capacidade de armazenamento de água no solo utilizada pelo modelo variou com a profundidade do sistema radicular e disponibilidade total de água no solo (DTA). Outra alteração importante foi a mudança de base mensal para horária. Este estudo foi realizado para um ciclo de crescimento de eucalipto plantado em áreas pertencentes à empresa Celulose Nipo-Brasileira S.A. (CENIBRA), usando dados meteorológicos coletados em quatro regiões da bacia hidrográfica do rio Doce, localizada no Estado de Minas Gerais. Foi observado que as rampas com a face voltada para o sul apresentam níveis de radiação em geral mais baixos do que os dados obtidos nas estações meteorológicas, em virtude da correção da radiação, uma vez que o sol se posiciona mais ao norte. O contrário ocorre quando a face de exposição está voltada para o norte, ou seja, maior quantidade de radiação. Notou-se também haver uma coerência no potencial produtivo nas diferentes faces de exposição, tanto para os valores observados como para aqueles obtidos pelo modelo proposto, em que as superfícies voltadas para o norte foram mais produtivas do que a superfície plana e a voltada para o sul. Nas correlações do Incremento Médio Anual (IMA) entre os dados modelados e observados nas quatro regiões estudadas: Cocais, Virginópolis, Rio Doce e Santa Bárbara, o modelo proposto apresenta coeficientes de determinação e angular com melhor ajuste que o modelo original, indicando que as alterações propostas devem ser consideradas na modelagem do crescimento. A melhora no tratamento das forçantes de crescimento de plantios de eucalipto, como déficit de pressão de vapor de água atmosférico, balanço de água no solo e irradiância solar, deve ser buscada, uma vez que se verificou, na bacia do Rio Doce, uma tendência de localidades com menor DPV e maiores disponibilidades de água no solo e de radiação solar serem as mais produtivas.

The plant growth modeling allows gathering, in an organized and structured form, the process and interactions which set the cultures yield. Even tough the model 3-PG (Physiological Principles for Predicting Growth) is one of the most used models during the last years to calculate the forests yield, there are some processes that do not show proper physical treatment. This study had the scope to generate a new treatment for the hydric balance on the planted forest growth simulation. Specifically, objected the improvement on the energy balance treatment, considering the solar radiation range according to the exposed side and the terrain slope, and also has the aim to enhance the evapotranspiration treatment, referring to the stomata control due to the air temperature variation, vapor pressure deficit (VPD) and the global solar radiation. The water retention capacity on the soil used by the method varied with the root system depth and the total available water on the soil (TAW). Other important alteration was the change from a monthly to daily base. This study was carried out for a growth cycle of eucalyptus planted in areas belonged to the enterprise Celulose Nipo-Brasileira (CENIBRA), using meteorological data collected in four regions on the Rio Doce watershed, located in Minas Gerais State. It was observed that the mount part pointing to the south have shown radiation levels lower than those data taken from the meteorological stations, because of the radiation correction, once the sun is more positioned to the north. The contrary occurs with the mount parts pointing to the north, e. g., which receive bigger radiation amounts. It was noticed also a coherency on the productive potential on the different parts of exposure, both to the observed values and to the obtained by the proposed model, in which surfaces pointing to the north were more productive that the flat and south pointing surfaces. On the Mean Annual Increment (MAI) correlations between the modeled and observed data for the four studied areas: Cocais, Virginópolis, Rio Doce and Santa Bárbara, the proposed model presents determination and angular coefficients better adjusted that those from the original model, indicating that the proposed changes must be considered on the growth modeling. The enhancement on the growth improvers on eucalyptus planted forests, like atmospheric vapor pressure deficit, water balance on soil and solar radiation, must be taken, once it was verified, on the Rio Doce watershed, a tendency for the most productive areas have lower VPD and bigger water and solar radiation availability.