Water balance model and eucalyptus growth simulation in the Rio Doce Basin, Brazil

Abstract

Although the 3-PG model is widely used for forest productivity calculations, there are processes that do not present appropriate physical treatment. The aim of this study was to generate a tool to improve the water balance calculation in the model to enhance the energy balance and transpiration process. The calculation of transpiration was modified to account for variations in solar radiation with the inclination and azimuth of the terrain; the vapor pressure deficit was changed based on the relative humidity and air temperature; and the stomatal conductance varied according to solar radiation, vapor pressure deficit and air temperature. The water storage in the soil varied with the depth of the root system and the total water availability (TWA) in the soil. The assessment was also changed from a monthly to an hourly basis. The study was conducted in areas surrounding Cenibra, and the data were collected from the Rio Doce river basin, in the Brazilian state of Minas Gerais. Taken together, these modifications improved growth - modeling processes and enhanced the capacity of this analytical tool to differentiate intra - region productivity.Apesar do modelo 3-PG ser um dos mais utilizados para cálculos de produtividade florestal, existem nele processos que não apresentam tratamento físico adequado. O objetivo deste estudo foi gerar uma ferramenta para aperfeiçoar o cômputo do balanço hídrico no modelo, visando uma melhora no balanço de energia e no processo de transpiração. Foram feitas modificações no cálculo da transpiração, de maneira que a radiação solar variou de acordo com a inclinação e azimute do terreno, o déficit de pressão de vapor foi alterado com a umidade relativa e temperatura do ar, e a condutância estomática foi modificada com a radiação solar, o déficit de pressão de vapor e a temperatura do ar. Outra modificação importante foi no armazenamento de água no solo que variou com a profundidade do sistema radicular e disponibilidade total de água no solo. Também foi feita a mudança de base mensal para horária. O estudo foi realizado em áreas da empresa Cenibra, com dados de regiões da bacia do rio Doce, Estado de Minas Gerais. As modificações apresentaram resultados que permitiram observar uma melhora nos processos do modelo de crescimento, de forma que a ferramenta de simulação foi capaz de diferenciar a produtividade intra - regiões.