O consumo de água pelas florestas plantadas

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAMPA – UNIPAMPA LEANDRO CASSOL TOMASI E PAOLA CAMPAGNOLO BRUTTI O CONSUMO DE ÁGUA PELAS FLORESTAS PLANTADAS 1

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAMPA – UNIPAMPA

LEANDRO CASSOL TOMASI E PAOLA CAMPAGNOLO BRUTTI

O CONSUMO DE ÁGUA PELAS FLORESTAS PLANTADAS

São Gabriel

2015

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Page 2: O consumo de água pelas florestas plantadas

SUMÁRIO

1. RESUMO......................................................................................................32. INTRODUÇÃO.............................................................................................33. O CONSUMO E O USO DA ÁGUA NAS FLORESTAS PLANTADAS.......6

3.1. O CONSUMO DE ÁGUA PELAS FLORESTAS DE EUCALYPTUS....94. FATORES QUE INFLUENCIAM NA DISPONIBILIDADE DE ÁGUA NO

SOLO DAS FLORESTAS PLANTADAS..........................................................145. CONSIDERAÇÕES FINAIS.......................................................................156. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..........................................................16

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1. RESUMO

Assim como culturas agrícolas e florestas nativas, as florestas plantadas

também necessitam de água para crescer. Além de possibilitar uma grande

variedade de produtos oriundos das árvores, os plantios florestais em muitas

ocasiões funcionam como agentes mitigadores de poluentes e na recuperação

de áreas que sofreram perturbações e/ou degradações.

Mesmo com os grandes benefícios gerados pelos plantios florestais, ainda

existe muita desconfiança em relação a polêmica do consumo de água por tais

estruturas vegetativas.

Nesse contexto esta revisão bibliográfica tem como objetivo reunir informações

e estudos publicados sobre o consumo de água pelas florestas plantadas e

quais problemáticas que podem interferir no consumo controlado de água.

2. INTRODUÇÃO

De acordo com Vital. H. F. M. 2007, a atividade florestal, igualmente a demais

atividades econômicas, pode ocasionar impactos ambientais positivos e

negativos em virtude de determinadas circunstâncias, tais como:

1) As condições prévias ao plantio

De fato, plantios desenvolvidos em áreas degradadas, com solos de baixa

fertilidade, na presença de erosão ou em áreas de pastagens, por exemplo,

geram impactos positivos sobre diversas variáveis ambientais, a saber:

elevação da fertilidade do solo (oriunda da queda das folhas, galhos e frutos,

sobre o solo), redução do processo erosivo e aumento da biodiversidade

(existem mais espécies de flora e fauna em florestas de eucalipto do que em

pastagens ou em monocultivos de cana-de-açúcar ou soja, por exemplo).

2) O regime hídrico da região

De acordo com os artigos analisados, apenas em regiões de pouca chuva,

abaixo de uma faixa de 400mm/ano, o eucalipto poderia acarretar

ressecamento do solo. Ou seja, os impactos sobre lençóis freáticos, pequenos

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cursos d’água e bacias hidrográficas dependem da região em que se insere a

plantação (e também da distância entre as plantações e a bacia hidrográfica e

da profundidade do lençol freático).

3) O bioma de inserção da atividade silvicultural

Os impactos sobre a diversidade local também dependem do bioma e da

condição prévia da região onde a floresta será implantada. Implantadas em

áreas de florestas nativas, como as de mata atlântica, as plantações acarretam

redução da biodiversidade. Implantada, por outro lado, numa região de savana,

ou mesmo numa que anteriormente era coberta com mata atlântica, mas que

foi desmatada, a floresta exótica acarreta aumento da biodiversidade da flora e

fauna locais.

4) As técnicas de manejo empregadas

Diferentes técnicas de manejo podem acarrear impactos bastante distintos. Se

no momento da colheita, por exemplo, galhos, folhas e cascas são deixados no

local, parte dos nutrientes retirados pela árvore é devolvida ao solo. A

manutenção dessa matéria orgânica auxilia também na redução do processo

erosivo.

Atualmente, devido ao conhecimento técnico acumulado, as empresas do setor

florestal desenvolvem plantações sob a forma de mosaicos, intercalando faixas

de florestas nativas com as plantações (conhecidas por “corredores ecológicos”

ou, ainda, por “corredores biológicos”). Essas plantações em mosaico permitem

a interligação entre o habitat natural e a floresta plantada e constituem um

corredor entre fragmentos de floresta natural, permitindo a passagem de

animais e ampliando, o habitat disponível à fauna local.

5) A integração da população local

A atividade silvicultural com eucaliptos não exclui do sítio onde é realizado a

possibilidade de outras formas consorciadas de produção.

Com maior espaçamento entre as árvores, empresas brasileiras do setor têm

mostrado ser possível não só o cultivo de diferentes grãos (milho, girassol e

culturas de subsistência) nos primeiros anos de plantio, mas também a criação

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de gado (de corte e leite) em meio às plantações, quando as árvores já estão

mais crescidas. Isso amplia o espectro de alcance econômico das plantações,

aumentando o número de produtos obteníveis a partir da floresta (assim como

o número de empregos gerador) e possibilita melhor aproveitamento do solo.

No mundo todo, as florestas plantadas sempre estiveram na mira de

discussões acaloradas, relacionadas principalmente com seus possíveis efeitos

sobre os recursos hídricos, como resultado da percepção genérica de um

consumo exagerado de água. (Lima. P. W. 2007).

Para Schumacher e Caldato. 2013, apud Wilk 2000, a utilização da água deve

ser vista no contexto de um ciclo, onde a água absorvida pelas árvores na

transpiração retorna novamente à superfície pela precipitação. No entanto, um

apropriado manejo da água é um ponto crucial, visando garantir tanto o uso

equitativo quanto qualitativo por todos os usuários.

Estudos têm mostrado que a relação entre as plantações florestais e a água

depende da região, espécie, condições ambientais, práticas do uso do solo na

escala da microbacia hidrográfica (ALMEIDA e SOARES, 2003;

ANDRÉASSIAN, 2004; BROWN et al., 2005; VAN DIJK e KEENAN, 2007 apud

Caldato e Schumacher 2013). Entre os trabalhos mais recentes de revisão

sobre as plantações florestais e a água (ANDRÉASSIAN, 2004; WHITEHEAD e

BEADLE, 2004; BROWN et al., 2005; FARLEY et al., 2005; DYE e VERSFELD,

2007; VAN DIJK e KEENAN, 2007; VANCLAY, 2009. apud Caldato e

Schumacher 2013), a conclusão geral é que o uso de água pelas plantações

depende das condições do sítio, clima, espécies e principalmente das práticas

de manejo. Pode-se até afirmar, desta maneira, que o surgimento de algum

eventual conflito devido ao consumo da água pelas plantações florestais é o

resultado de estratégia inadequada de manejo, tanto no sentido de não se

analisar previamente as condições de disponibilidade natural de água da

região, quanto de não se levar em conta os valores da água em sua

implementação.

Portanto, o objetivo desta revisão bibliográfica é de reunir informações

importantes acerca do consumo da água por plantios florestais e quais

aspectos estão diretamente ligados a esta temática.

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3. O CONSUMO E O USO DA ÁGUA NAS FLORESTAS PLANTADAS

Segundo Berger. C et al. 2012, deve-se ressaltar a grande capacidade que as

plantações florestais de rápido crescimento apresentam de produzir elevadas

quantidades de madeira destinada a suprir as fábricas de papel e celulose e

siderurgias. É preciso considerar que estas florestas podem ser plantadas em

solos pobres, desde que manejadas adequadamente. De fato, nas regiões

tropicais, as espécies de interesse comercial, como por exemplo o eucalipto,

apresentam taxas de crescimento várias vezes mais elevadas em relação às

observadas nas regiões de clima temperado.

É evidente, que devido às suas características de monoculturas, as plantações

florestais não substituem ecologicamente as áreas de vegetação natural,

contudo têm contribuído grandemente para reduzir a pressão das populações

locais e da indústria sobre as áreas de florestas remanescentes para a

obtenção de lenha como fonte de energia e de madeira para os mais variados

usos (BERGER. C et al. 2012).

Pode-se afirmar que as plantações florestais, apesar das críticas recebidas,

representam uma das formas mais sustentáveis de uso da terra. No caso de

uma plantação florestal, por exemplo, o tipo de vegetação está próximo ao de

uma floresta, apesar da diferença quanto às espécies que compõem a

comunidade. Geralmente, as intervenções sobre o povoamento florestal são

mais espaçadas do que nas culturas agrícolas. Também a aplicação de adubos

químicos e herbicidas é mais reduzida. Sendo o manejo florestal bem

executado, a perturbação do solo pode ser atenuada, limitando o processo

erosivo e garantindo a manutenção da fauna e dos microrganismos do solo

(Michele, 1992 apud Berger. C. et al. 2012).

É importante o monitoramento das plantações florestais, que fornece

informações quanto ao passado, indica a necessidade de se alterar a forma de

manejo futuro e assegura que qualquer efeito danoso sobre o ecossistema,

poderá ser modificado antes que ocorra uma degradação irreversível. De fato,

se não forem tomadas as medidas adequadas de monitoramento, as

plantações florestais mal manejadas, poderão gerar impactos severos sobre os

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ciclos da água, dos nutrientes e sobre o equilíbrio ecológico dos ecossistemas

naturais adjacentes.

Em relação ao consumo de água propriamente dito, a grande maioria da água

e solutos necessários à vida das plantas são absorvidos pelas raízes, num

transporte a curta distância, ou lateral, feito de célula a célula, através do tecido

denominado xilema.

Também, segundo Benyon et al. 2007 apud Caldato e Schumacher 2013, as

florestas plantadas fazem o uso da água através do processo conhecido como

evapotranspiração, que seria todas as etapas do ciclo hidrológico da floresta, a

qual envolve a interceptação da água da chuva, a evaporação e a transpiração.

A interceptação consiste na água armazenada pela vegetação, sendo

acentuada no início da chuva e decrescendo com o prolongamento da mesma,

após saturar as folhas, galhos e ramos. Dependendo do tipo e da densidade da

vegetação, há significativa influencia no balanço hídrico. (WISLER E BRATER

1964; RADKIVI, 1979 apud Pachechenik. E. P. 2010).

Do total da precipitação em um ecossistema florestal, uma porção é

interceptada pelo dossel, outra tem o fluxo pelo tronco ou pelo gotejamento das

folhas e galhos, como também pode passar pelos espaços abertos do dossel

ou ser interceptada pela serapilheira no piso florestal (CHANG, 2006 apud

Caldato e Schumacher 2013).

É importante ressaltar que a proporção da chuva interceptada pela floresta

depende principalmente das características da floresta e dos regimes das

chuvas, variando consideravelmente de espécie para espécie.

Em relação a transpiração nas plantas vasculares ocorre principalmente por

meio dos microscópicos poros nas superfícies das folhas, conhecidos como

estômatos, sendo a regulação da abertura estomática o principal mecanismo

que controla as taxas de transpiração (LARCHER, 2006 citado por

Schumacher). Segundo Vincke e Thiry (2008), a vegetação arbórea, devido à

sua longevidade e à sua alta capacidade evaporativa, tem uma grande

influência no ciclo hídrico; podendo transpirar 80% da evapotranspiração

potencial sob alta demanda evaporativa. Assim, a demanda evaporativa da

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atmosfera, que compreende condições climáticas como radiação, déficit de

pressão de saturação do ar, umidade relativa, velocidade do vento e

temperatura; e fatores como condutância e estrutura do dossel, índice de área

foliar e disponibilidade de água no solo, determinam as perdas de água por

transpiração (CANNELL, 1999). Consequentemente, a taxa de transpiração

das plantações florestais varia basicamente em função da localização

geográfica, condições ambientais e das espécies plantadas.

Em um âmbito geral sobre o consumo de água por florestas plantadas de

eucalipto, Walter de Paula Lima em seu trabalho intitulado “A Silvicultura e a

Água: ciência, dogmas, desafios” afirma que do ponto de vista fisiológico do

consumo de água, o eucalipto, por exemplo, é uma espécie florestal

absolutamente normal.

A temática acerca de todo o sistema hidrológico florestal, dos recursos hídricos,

das causas de sua degradação é tão abrangente que para analisar a

capacidade de perturbação, positiva ou negativa ocasionada por um plantio

florestal deve envolver inúmeros fatores, locais, regionais e até mesmo globais.

De uma forma resumida, CALDER, 2007 citado por Lima, P. W. 2010,

estabelece os seguintes princípios:

• O consumo de água pelas florestas, é em geral, maior do que o consumo de

vegetação de menor porte e de culturas agrícolas não irrigadas.

• Plantações florestais com espécies de rápido crescimento apresentam,

também, maior consumo de água em comparação com vegetação de menor

porte, bem como com floresta natural ou plantações com espécies de

crescimento lento. Como resultado, em algumas situações pode-se observar

redução significativa do deflúvio na escala de microbacias.

• Da mesma forma, tem sido observado que o percentual de ocupação da área

da microbacia pelas plantações florestais é um fator muito importante para a

ocorrência ou não desses efeitos. De fato, com base em alguns trabalhos em

microbacias experimentais, os resultados mostram que não há alteração no

deflúvio se as plantações florestais ocupam apenas até 20% da área da

microbacia hidrográfica.

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• A qualidade da água que emana de microbacias cobertas com floresta é

geralmente boa. No caso do manejo de plantações florestais, algumas práticas

não sustentáveis de manejo podem causar erosão, perdas de sedimentos e de

nutrientes em microbacias, contribuindo para gerar impactos à jusante, assim

como para a degradação hidrológica dos solos e, eventualmente, da própria

microbacia.

• Na escala de microbacias, a cobertura florestal pode, sem dúvida, mitigar os

efeitos de enchentes. Todavia, isso geralmente não ocorre na escala de bacias

hidrográficas de maior porte.

• Ainda não foi possível evidenciar efeitos benéficos da cobertura florestal

sobre a vazão mínima, mesmo que se possa admitir, em tese, que a maior taxa

de infiltração proporcionada pela proteção florestal seja suficiente para

contrabalancear o maior consumo de água, resultando em maior recarga do

aquífero, o que contribui para manter a vazão mínima.

3.1. O CONSUMO DE ÁGUA PELAS FLORESTAS DE EUCALYPTUS

O plantio de florestas, como qualquer outra cultura, poderá provocar ou sofrer

efeitos de impacto no meio ambiente e o cultivo do eucalipto é um exemplo de

muitas controvérsias sobre uso da água (Lima, 1993 citado por Pachechenik,

E. P., 2010).

Conforme Almeida e Soares 2003, esta controvérsia é histórica sobre o papel

desempenhado pelo eucalipto com relação ao uso e à disponibilidade de água

das bacias de drenagem onde são plantados. Duas questões frequentemente

abordadas são a crença de que o eucalipto provoca rápido secamento do solo

e as perdas de biodiversidade ecológica em relação ao ecossistema original.

O eucalipto é uma planta assim como as outras que necessita captar CO2 e O2

do ar, para realizar a fotossíntese e a respiração. Para a fotossíntese precisa

da água retirada do solo. Após, precipitar-se sobre o solo, a água é sugada

pelas raízes, evaporada de volta para a atmosfera, precipitando-se novamente

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sobre o solo. Esse consumo de água, não significa que o eucalipto seca o solo

e interfere negativamente no lençol freático da região ao qual está inserido,

como muitos dizem (Rezende, B. V. L; Camello, F. C. T. e Rebelo, P. L., 2011).

Ao falar em consumo de água por florestas de eucalipto, devem-se levar em

conta vários fatores, como o regime pluviométrico da região, a localização da

plantação no contexto da bacia hidrográfica em que se encontra, a quantidade

de água consumida pela floresta (evapotranspiração) e o índice de área foliar

(Rezende, B. V. L; Camello, F. C. T. e Rebelo, P. L., 2011).

Conforme Rezende, B. V. L; Camello, F. C. T. e Rebelo, P. L., 2011, para

melhor entendimento dos fatores citados acima, é preciso compreender o ciclo

da água em uma floresta qualquer de eucalipto, analisando a figura 01.

Com as chuvas, certa quantidade de água cai diretamente no solo, enquanto

outra parte é interceptada pela copa das árvores. Dessa segunda parte, uma

fração evapora, retornando à atmosfera, enquanto outra fração atinge o solo

após escorrer pelo tronco. Da parcela que chega ao solo, parte escorre pelo

solo, causando a erosão, enquanto outra parte se infiltra no solo. Da parcela

que se infiltra no solo, parte permanece a alguns metros da superfície e parte

alcança o lençol freático e ainda existe uma parte que é evaporada pelas

folhas, no processo de transpiração florestal, após ser utilizada pela planta,

retornando à atmosfera (Rezende, B. V. L; Camello, F. C. T. e Rebelo, P. L.,

2011).

Figura 01: Ciclo Hidrológico.

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Fonte: Aracruz

De acordo com Rezende, B. V. L; Camello, F. C. T. e Rebelo, P. L., 2011, uma

floresta nativa tem mais índice de área foliar do que uma floresta de eucalipto,

o que permite assim maior captação de água da chuva. Do total de chuvas

sobre a mata atlântica, aproximadamente 24% foram interceptados pelas folhas

e esses evaporam-se de volta para a atmosfera, enquanto que em uma floresta

de eucalipto esse valor é de 11%. Pode-se perceber assim, que na floresta de

eucalipto maior quantidade de água atinge o solo, alimentando os lençóis

freáticos e por outro lado, mais água da chuva escorrerá sobre o solo,

aumentando a erosão.

Ao comparar a umidade do solo das duas florestas acima, observa-se que o

solo da floresta nativa é mais úmido do que da floresta de eucalipto. Isto se

deve ao fato das árvores terem raízes de aproximadamente 5m enquanto a de

eucalipto ter 2,5m, o que faz com que a primeira busque águas mais profundas

no subsolo, enquanto o eucalipto busque mais superficialmente.

De acordo com Almeida e Soares 2003, em uma comparação realizada entre o

estoque de água disponível no solo até 2,5 metros de profundidade para a

plantação de Eucalyptus grandis e a floresta ombrófila densa (Mata Atlântica)

na costa leste do Brasil, ao longo de um período de 29 meses de coleta

semanal ou quinzenal, entre novembro de 1999 e março de 2002, observou-se

conforme figura 02 que:

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Em geral, as variações dos estoques seguem não apenas tendências muito

semelhantes, como também indicam taxas de retirada de água do sistema

radicular praticamente iguais em períodos de grande disponibilidade hídrica e

oferta energética, que ocorrem nos meses de verão. É uma indicação clara que

os dois ecossistemas possuem taxas de transpiração muito próximas, nas

condições do estudo (ALMEIDA e SOARES 2003).

No inverno (de julho a setembro de 2000), em meses de menor aporte

energético, os estoques de água no eucalipto atingem valores mais baixos, o

que parece refletir o fato de o sistema radicular das árvores emergentes da

mata nativa atingir 5 m ou mais, podendo, consequentemente, estar

absorvendo água em profundidades maiores no solo, além de estar nos

declives da drenagem da bacia em uma zona mais úmida. Entretanto, no

verão-outono de 2001, o decréscimo dos estoques de água no solo foi

praticamente idêntico nos dois casos, o que poderia ser atribuído ao fato de ter

chovido menos neste período que no ano anterior (1.000 mm versus 1.300 mm)

(ALMEIDA e SOARES 2003).

Figura 02: Comparação entre Floresta Nativa e Plantação de Eucalipto para um

Período de 29 meses entre Novembro de 1999 e Março de 2002.

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Fonte: ALMEIDA e SOARES, 2003

Em um outro estudo, também com comparação entre florestas nativas e

floresta plantada de FALEIROS, M. 2009, pôde-se observar na tabela 01, que o

consumo anual de água do eucalipto é bem menor do que a da Mata Atlântica

e o da Floresta Amazônica, pelo simples fato de ter raízes e área foliar bem

menor do que as florestas nativas.

A Tabela 1 a seguir irá apresentar uma comparação do consumo médio anual

de água na floresta Amazônica, na Mata Atlântica e em um plantio de

Eucalyptus sp.

Tabela 01: Consumo anual de água entre floreta plantada e nativas.

Fonte: CIB.

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Ao contrário das árvores nativas, o eucalipto consome mais água no verão,

justamente no período das chuvas. Estudos como os realizados por Mauro

Schumacher (2003), Júlio César Lima Neves (2000) e José Leonardo de

Moraes Gonçalves & Mello Sérgio Luis de Miranda Mello (2004) também

acabam com o mito de que as raízes do eucalipto sugam a água disponível do

lençol freático por serem profundas.

Os levantamentos ainda indicam que, em média, as raízes de eucalipto

atingem profundidades de 1,5 m a 2,5 m. A maioria das raízes finas, que são

as grandes responsáveis pela absorção da água e dos nutrientes, encontra-se

nos primeiros 20 cm de profundidade do solo; portanto, é obvio que as raízes

do eucalipto irão absorver água, se disponível, ao seu redor, mas dificilmente

atingirão o lençol freático, principalmente porque as raízes não conseguem se

estabelecer em ambiente anaeróbico (PIZA, T. 2009).

Em uma outra situação, quando comparados culturas anuais, citrus e eucalipto

quanto a quantidade de água necessária durante um ano, ou ciclo da cultura,

pôde-se observar que o gênero Eucalyptus não é o que necessita de maior

quantidade de água anualmente, conforme mostra a tabela 02, onde cada

milímetro corresponde a um litro por metro quadrado.

A Tabela 2 a seguir irá apresentar uma comparação do consumo médio anual

de água, de culturas agrícolas e do Eucalyptus sp.

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Page 15: O consumo de água pelas florestas plantadas

Tabela 02: Quantidade de água necessária durante um ano, ou ciclo da cultura.

Fonte: Calder et al., 1992, e Lima W. De P., 1992 apud Canova, N. 2013

4. FATORES QUE INFLUENCIAM NA DISPONIBILIDADE DE ÁGUA NO SOLO DAS FLORESTAS PLANTADAS

Em diversos estudos pode-se observar a diversidade de fatores que

influenciam na relação floresta e água, sendo que de forma específica

podemos elencar elementos como:

Relevo: Em áreas declivosas promovem maior escorrimento superficial

de água e pouca infiltração, o que pode acarretar em uma diminuição na

recarga sub-superficial de água no solo e desequilibrar a relação de uso

da água pela planta;

Porte e tipo da vegetação: Vegetação de porte maior, por suas

características fisiológicas e anatômicas tem a tendência de consumir

uma ligeira ou maior quantidade de água do que vegetação de pequeno

porte. Portanto a escolha de uma determinada espécie está ligada

diretamente ao porte e o tipo da vegetação, que por sua vez estão

diretamente ligados a capacidade nutritiva e hídrica de determinada

área/solo;

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Características do solo: Textura (capacidade de retenção de água,

porosidade, plasticidade, aeração, densidade, etc), também destaca-se

o teor de matéria orgânica, que enriquece o solo contribuindo para uma

melhor absorção e percolação de água; e

Regime hídrico: a precipitação pluviométrica de uma determinada

região, pode ser um dos principais fatores responsáveis pela

disponibilidade de água no solo de uma floresta, basicamente pelo fato

de, uma região onde a precipitação anual é elevada e bem distribuída,

consequentemente a disponibilidade hídrica do solo será maior, o que

irá favorecer a cultura implantada naquele local.

5. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Os plantios florestais assim como qualquer outra estrutura vegetativa necessita

de água para se desenvolver. É fato que as florestas plantadas consomem

uma quantidade relativamente elevada de água para crescer, todavia em

determinadas comparações com culturas agrícolas, o consumo de água pode

se equivaler ou até mesmo ser inferior, como no caso da cana de açúcar, que

pode consumir até 800 mm/ano a mais de água do que o Eucalyptus sp.

Contudo, uma série de fatores devem ser avaliados previamente a implantação

de uma floresta em uma determinada área, como: o regime pluviométrico da

região, características climáticas, de textura do solo, o potencial nutritivo do

solo, quantidade de matéria orgânica, condições topográficas, a espécies

vegetal propriamente dita, a relação capacidade do solo / quantidade de

mudas, o planejamento do manejo, entre outros fatores que irão influenciar

positivamente ou negativamente no sucesso do projeto.

Desta forma, é fundamental equacionar as variáveis existentes para se instalar

um plantio comercial, para que este venha não somente a fornecer matéria

prima de boa qualidade, mas também interaja com o meio e proporcione

ganhos ambientais ao local.

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6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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