Modelagem do balanço hídrico em povoamentos de eucalipto ... · PDF filecomo...

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Revista Ambiente & gua - An Interdisciplinary Journal of Applied Science: v. 7, n. 1, 2012.

ISSN = 1980-993X doi:10.4136/1980-993X www.ambi-agua.net

E-mail: [email protected] Tel.: (12) 3625-4212

Modelagem do balano hdrico em povoamentos de eucalipto sob diferentes manejos

como auxlio ao gerenciamento do impacto hidrolgico da atividade

(http://dx.doi.org/10.4136/ambi-agua.810)

Rosane Barbosa Lopes Cavalcante; Carlos Andr Bulhes Mendes.

Instituto de Pesquisas Hidrulicas / UFRGS, Porto Alegre, e-mail: [email protected]; e-mail: [email protected]

RESUMO A busca de informaes que possibilitem a incorporao das variveis ambientais nos

modelos de gesto florestal um desafio atual. Para atingi-lo importante conhecer os

processos e componentes que atuam de forma efetiva no balano de gua. Neste contexto, o

presente artigo visa estimar o impacto hidrolgico de plantaes de eucalipto e sua relao

com as formas de manejo, a fim de identificar variveis que auxiliem na integrao do

planejamento florestal e de recursos hdricos. Para tanto, utilizou-se um modelo de balano

hdrico simplificado que considerasse diferentes caractersticas do povoamento florestal para

estimar a vazo resultante de diferentes manejos em uma bacia em Eldorado do Sul, RS. O

ndice de rea foliar apresentou-se como um importante descritor do dossel florestal estando

diretamente relacionado com a produo de gua pela bacia. A vazo mdia ao longo da

rotao obtida pelos diferentes manejos variou de 493 mm.ano-1

a 792 mm.ano-1

. A grande

variao na vazo anual resultante enfatiza a necessidade da integrao do gerenciamento dos

recursos florestais com os recursos hdricos.

Palavras-chave: eucalipto; impacto hidrolgico; manejo de plantaes florestais; ndice de rea foliar.

Modeling the water balance in eucalyptus stands under different managements as an aid

to the hydrological impact management

ABSTRACT The search for information that allows the incorporation of environmental variables in

the forest management models is a current challenge. In this context, this article aimed to

estimate the hydrological impact of eucalyptus plantations and its relation with management

practices, considering a case study in Rio Grande do Sul, Brazil. Variables that may assist in

the integration of forest planning and water resources were identified based on the results. A

simplified water balance model was used, considering different forest stand characteristics to

estimate the discharge resulting from different management practices. The leaf area index was

presented as an important descriptor of the forest canopy and it is directly related to the

production of water in the watershed. The average flow obtained by different managements

ranged from 493 mm.yr-1 to 792 mm.yr-1. The wide variation in annual discharge enhanced

the need to integrate the management of forest resources and water resources.

Keywords: Eucalyptus; hydrological impact; management; leaf area index.

file:///C:/Users/Getulio/Users/Getulio/Downloads/MODELO_48h.docmailto:[email protected]

CAVALCANTE, R. B. L.; MENDES, C. A. B. Modelagem do balano hdrico em povoamentos de eucalipto

sob diferentes manejos como auxlio ao gerenciamento do impacto hidrolgico da atividade. Ambi-Agua,

Taubat, v. 7, n. 1, p. 268-280, 2012. (http://dx.doi.org/10.4136/ambi-agua.810)

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1. INTRODUO

As altas taxas de crescimento do eucalipto e de outras espcies so normalmente

acompanhadas de um alto uso dos recursos naturais locais, levantando questes sobre os

impactos ecolgicos de sua plantao em larga escala, em especial quanto ao consumo de

gua. No Rio Grande do Sul, a expanso da silvicultura foi acompanhada de discusses

acaloradas sobre seus impactos ambientais (Binkowski, 2009), o que culminou no

zoneamento ambiental da atividade (Rio Grande do Sul, 2010). A rea com florestas plantadas

apenas de eucalipto no estado cresceu 81,6% no perodo de 2004 a 2008, atingindo 277mil ha

(ABRAF, 2009).

Diversos estudos apontam para a necessidade de considerar a possibilidade real de uma

reduo da vazo das bacias devido mudana de cobertura vegetal de pequeno para maior

porte (Lima e Zkia, 2006; Bruijnzeel, 1990; Brown et al., 2005; Tucci e Clarke, 1998).

Muitos fatores so responsveis por esta reduo no deflvio, entre os quais o aumento da

energia disponvel para evapotranspirao, aumento da interceptao e ao fato de que florestas

retiram do solo mais gua do que pastagens (Bruijnzeel, 1990; Lima, 1993).

importante ressaltar, porm, que o consumo de gua do eucalipto depender das

condies locais, principalmente em termos de solo e da precipitao anual, alm de ser

fortemente dependente das prticas de manejo (Calder, 1986; Andrassian, 2004). Entretanto,

conforme salienta Sun et al. (2008), poucos estudos examinam as mudanas na estrutura e

composio florestal de modo associado a hidrologia da bacia. Os estudos que examinam

utilizam dados de bacias experimentais que ainda no so disponveis na maioria dos locais.

Logo, a simulao hidrolgica aparece como uma ferramenta bastante til para estimar os

impactos do florestamento sobre os recursos hdricos.

Apesar da conhecida relao entre o manejo florestal e as respostas hidrolgicas da bacia,

a busca de informaes e resultados que possibilitem a incorporao das variveis ambientais

nos modelos de gesto florestal um desafio atual (Lima e Zakia, 2006). Neste contexto, o

presente artigo visa estimar o impacto hidrolgico da implantao de plantaes de eucalipto

e sua relao com as formas de manejo, a fim de identificar variveis que auxiliem na

integrao do planejamento florestal e de recursos hdricos, com estudo de caso no Rio

Grande do Sul.

2. MATERIAIS E MTODO

2.1. Modelo Hidrolgico Simplificado

Um modelo de balano hdrico simplificado foi utilizado para estimar a vazo resultante

de cada manejo considerado para a rea de estudo e compar-las a situao anterior ao

povoamento de eucalipto.

As alternativas de manejo foram geradas a partir dos dados fornecidos pela empresa

responsvel pela rea de estudo de acordo com as caractersticas do local e objetivo da

produo. Os dados combinados foram: unidade de manejo, idade mnima e mxima

permitidas para o corte em cada rotao, nmero de rotaes mnimo e mximo, densidade do

povoamento, material gentico e idade da plantao no incio do perodo de anlise, de modo

a formar o mosaico da plantao. As unidades de manejo foram definidas como as reas que

apresentaram mesmo ndice de stio por ser este o mtodo mais utilizado para definir a

potencialidade dos stios florestais (Tonini et al., 2006), alm de fornecer subsdios para o

manejo da rea (Braga et al., 1999). O ndice de stio uma varivel que procura quantificar a

qualidade do stio por meio de parmetros dendromtricos, sendo o mais utilizado a altura das

rvores dominantes e codominantes de um povoamento numa idade base (Batista e Couto,

1986).

CAVALCANTE, R. B. L.; MENDES, C. A. B. Modelagem do balano hdrico em povoamentos de eucalipto

sob diferentes manejos como auxlio ao gerenciamento do impacto hidrolgico da atividade. Ambi-Agua,

Taubat, v. 7, n. 1, p. 268-280, 2012. (http://dx.doi.org/10.4136/ambi-agua.810)

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Entre os diversos aspectos da mudana de uso do solo de vegetao de pequeno porte

para florestas, a reduo na vazo frequentemente observada deve-se, sobretudo, ao aumento

da evapotranspirao. O modelo hidrolgico utilizado calcula o balano hdrico dirio na zona

radicular considerando as diferentes prescries (Figura 1). Destaca-se que no so

considerados no modelo a interao com o lenol fretico e o processo de ascenso capilar,

sendo necessrio um estudo mais detalhado para utilizao em locais onde esta influncia seja

significativa. Para a rea de estudo, devido localizao das reas de plantio e de observaes

pontuais da profundidade do lenol fretico, foi assumido que estes processos no interferiam

de forma significativa no balano hdrico. Estudos realizados no Brasil com Eucalyptus

grandis em Santa Brbara/MG (Leite et al., 1999) e em Aracruz/ES (Almeida e Soares, 2003)

observaram que o crescimento das plantas foi mais dependente da gua retida at 2,5 m de

profundidade, enquanto Almeida et al. (2006) observou sistemas de razes variando de 0,8 m

aos 2 anos a 1,6 m aos 7 anos.

Do total precipitado, parte interceptado no dossel florestal. Para a determinao da

interceptao, utilizou-se o modelo para reas com vegetao esparsa proposto por Valente et

al. (1997), desconsiderando as perdas por interceptao dos troncos. Este modelo divide a

rea total em duas distintas sub-reas nas quais os clculos so feitos separadamente: a rea

descoberta e a rea coberta (onde ocorre a interceptao). O parmetro que ajusta estas reas

a frao de cobertura vegetal (c). Este parmetro pode ser relacionado com o ndice de rea

foliar (IAF) pela equao de Beer-Lambert conforme apresentado por Van Dijk e Bruijnzeel

(2001):

[1]

em que c a frao de cobertura vegetal [-]; IAF o ndice de rea foliar [m.m-2

]; e k o

coef