Universidade de São Paulo

Escola PolitécnicaDepartamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental

Aula 5

Sucessão Vegetal e Inventário Florestal

PHA3334 – Exploração de

Recursos Naturais

Arisvaldo V. Méllo Jr.

arisvaldo@usp.br

Código Internacional de Nomenclatura Botânica

▪ Categorias taxonômicas (Art. 2 a 4)

❑ Reino (Plantae), divisão ou filo (-phyta), classe (-opsidae), ordem (-ales), família

(-aceae), gênero, espécie e variedade

❑ 8 famílias: Compositae (Asteraceae), Cruciferae (Brassicaceae), Gramineae

(Poaceae), Guttiferae (Clusiaceae), Labiatae (Lamiaceae), Leguminosae

(Fabaceae), Palmae (Arecaceae) e Umbelliferae (Apiaceae)

❑ Espécie: são binômios escrito em itálico, seguido do nome do autor sem itálico

• Rosa gallica L.

• Rosa gallica var. eriostyla R. Keller

▪ Tipificação (Arts. 7 a 10)

❑ nomes das plantas são baseados em tipos nomenclaturais

❑ Tipo de uma espécie: amostra depositada em coleções científicas de plantas

(Herbário)

http://ibot.sav.sk/icbn/no%20frames/Contents.htm

Instituto de Botânica de São Paulohttps://www.infraestruturameioambiente.sp.gov.br/institutodebotanica/

Instituto de Botânica do rio de Janeirohttp://rb.jbrj.gov.br/v2/consulta.php

INCT- Herbário Virtual da Flora e dos Fungos http://inct.florabrasil.net/

SpeciesLink:http://splink.cria.org.br/

Banco de dados sobre classificação de plantas – Herbários Virtuais

Catálogos de nomes de Plantas

International Plant Names Indexhttps://www.ipni.org/

Catálogo de plantas e fungoshttp://floradobrasil.jbrj.gov.br/

Angiosperm Phylogeny Group (APG)http://www.mobot.org/MOBOT/research/APweb/

Ordem

Famílias

http://tolweb.org/tree/phylogeny.html

Grupo taxonômico (Táxon)

Gre

en

pla

nts

Divisão ou Filo

Classe

An

gio

sper

ma

Ordem

Família

Rosa gallica L.

Processos da Sucessão Vegetal

▪ Sucessão primária: coloniza pela primeira vez uma área (início do

processo evolutivo)

▪ Sucessão secundária: ocorre em áreas que já foram colonizadas

anteriormente

9

Área aberta

Comunidade Pioneira (P)

Comunidade Seres (P/SI)

Comunidade Clímax (ST/C)

Sol Temp. Umidade MO

Sol Temp. Umidade MO

Sol ( Sombra) Temp. Umidade MO

Colonização

Clareira ou floresta recém incendiada

Gramíneas e fauna associada

Recolonização

Arbustos, arbóreas heliófilas e fauna

Estabilização

Árvores ombrófilas e fauna

Espécies Pioneiras (P):Taxa metabólica acelerada, crescimento rápido em altura, baixa espessura, ciclo de vida curto

Secundária Iniciais (SI):Heliófilas (precisam de sol) que chegam após as P, são tolerantes a pouco sombreamento

Secundárias Tardias (ST):Ombrófilas, metabolismo lento, ciclo de vida longo, elevada espessura, tolerante a pouca insolação

Climáx (C):Ombrófilas que se desenvolvem à sombra das ST

Clímax Dinâmico

A dinâmica sucessão florestal é entendida por meio de levantamentos fitossociológicosao longo do tempo

Colonização

Recolonização

Estabilização

Sucessão Ecológica

▪ Desenvolvimento de um ecossistema desde a sua fase inicial até a sua estabilidade

▪ Envolve a alteração na composição das espécies com o tempo

▪ Conduz a ecossistemas com maior diversidade

▪ À medida que se avança na sucessão ecológica, a taxa respiratória aumenta,

levando a uma redução da produtividade líquida

Levantamento fitossociológico

▪ Conhecimento dos táxons da comunidade

▪ Coleta sistemática de flores e/ou frutos durante um ou diversos

ciclos anuais completos

▪ Frequência e dominância de uma dada população vegetal

▪ Mudanças na estrutura da vegetação ❑ camadas verticais em que se dispõem as plantas lenhosas dentro da comunidade

vegetal (Ex. dossel superior, sub-bosque)

▪ Diversidade florística

❑ Riqueza: número de espécies presentes

❑ Uniformidade: grau de dominância de cada espécies

❑ Máxima: quando todas as espécies estiverem presentes em igual proporção

Levantamento fitossociológico - Inventários

Amostragem

Irrestrita (inteiramente casualisada)

Restrita ou estratificadas(populações homogêneas)

Sistemática(faixas ou picadas)

- Intervalos constantes -Atravessar toda extensão da área

Conglomerado

-Escolha aleatória de grandes unidades primárias

-4 unidades secundárias opostas duas a duas

-Amostragem na un. Secundária

(clusting sampling)

Levantamento fitossociológico - Inventários

▪ Extração de madeira

❑ Amostras retangulares longas (1000 m) e estreitas (10 m)

❑ Mensuração de todos os indivíduos existentes na área demarcada

❑ Vincular um diâmetro mínimo estabelecido para as espécies de interesse

▪ Produção de madeira e aproveitamento da biomassa residual

❑ Vizinho mais próximo (VMP)

Amostragem por Conglomerados

Subunidades

Parcela/Subparcela

Indivíduos Motivo

10 x 10 mDAP 10 cm5 DAP < 10 cm

-

5 x 5 mAltura 1,30 m e DAP < 5 cm

Avaliação da regeneração natural

0,4 x 0,6 m - Espécies herbáceas

• Ponto centralo 3 pontos de referência próximo (árvores destacadas das demais)o Marcar a distância e o azimute das referênciaso Instalar marco de alumínio e medir a coordenada

• Todas as árvores, incluindo as mortas em pé, deverão ser medidaso DAP, altura, nome comum, qualidade do fuste e classe de coberturao Marcar cada árvore com placa

N

Piquete

𝑃𝐴𝑃 = 𝜋 ∙ 𝐷𝐴𝑃

PAP = perímetro a altura do peitoDAP = diâmetro a altura do peito

0,2m

1 m

0,2m

Medição do diâmetro a altura do peito - DAP

Dendrômetro D6 – UMC (Alemanha)

Datalloger

Dendrómetro de perímetro DC3 (para árvores com diâmetro superior a 5 cm) - Ecomatik

Medição da altura das árvores

Clinômetro

Medição com vara

- ângulo formado na visada da base (grau ou %) - ângulo formado na visada do topo ou base da copa (grau ou %)D – distância horizontal entre o observador e a árvore (m)

Ângulo Ângulo Equação

- + 𝐻 = 𝐷 ∙ tan𝛼 + tan𝛽

- - 𝐻 = 𝐷 ∙ tan𝛽 − tan𝛼

+ + 𝐻 = 𝐷 ∙ tan𝛼 − tan𝛽

18m

53.3º

𝐻 = 18 ∙ tan − 14.5 + tan 53.3 = 19.5 m

Levantamento de herbáceas

Subparcelas de 0,4 x 0,6 m

Coleta de plantas para identificação das espécies

Fustes retos bem-configurados, sem defeitos aparentes e completamente sadia (alta qualidade)

Fustes retos, com leves tortuosidades, pequenos nós ou seção transversal elíptica e madeira sadia

Fustes com deformações visíveis (grandes nós e tortuosidades causado por insetos (aproveitamento restrito)

Fustes ocos, com deformações visíveis, ataque de insetos e apodrecimentos (inaproveitáveis)

Qualidade do tronco

Classe/Categoria Tipo de vegetação código

1 - Floresta

Floresta típica madura 111

Floresta secundária avançada 112

Floresta secundária jovem 113

Mangue (arbóreo) 12

Restinga (arbórea) 13

Cerrado (Cerradão e stricto sensu) 14

Caatinga (arbórea densa e aberta) 15

Campinarana (densa e aberta) 16

Predominância de palmeiras 17

Predominância de bambus 18

Qualquer floresta plantada 19

2 – Terras com árvores

Pequenos fragmentos florestais 20

Bosques urbanos 21

Fitofisionomias com árvores esparsas 22

3 – Terras com vegetação natural

Fitofisionomias com predominância de arbustos

31

Campos naturais (todos biomas) 32

Classe/Categoria Tipo de vegetação código

4 - Agricultura

Frutíferas arbóreas 41

Culturas arbustivas perenes 42

Culturas de ciclo curto 43

SAF 44

Pastagem cultivada 45

5 – Outras áreas

Solo exposto estéril 51

Mineração 52

Construção rural 53

Estrada 54

Influência urbana 55

Praias, dunas e areias 56

Afloramento rochoso 57

Superfície com água 58

Classe de cobertura e uso da terraSubunidade

Parcela

Parâmetros Fitossociológicos

𝐷𝑎𝑖 =𝑛𝑖𝐴

Densidade AbsolutaIndica o no total de indivíduos na amostra

Dai = densidade absoluta da i-ésima espécieni = no de árvores da i-ésima espécie da

amostraA = área amostrada (ha)

Densidade RelativaRelação entre no de indivíduos da esp. e o no

total de indivíduos de todas as esp.

𝐷𝑟𝑖 =𝐷𝑎𝑖

σ𝑖=1𝑆 𝐷𝑎𝑖

∙ 100

Dri = densidade relativa da i-ésima espécie (%)S = no de espécies amostrada σ𝑖=1𝑆 𝐷𝑎𝑖 = soma da Da de todas as espécies

amostradas

Dominância AbsolutaSoma das áreas basais dos

indivíduos pertencentes à esp.

𝐷𝑜𝑎𝑖 =𝐴𝐵𝑖𝐴

Doai = dominância absoluta da i-ésima espécieABi = área basal da espécie da amostra (m2/ha)

𝐴𝐵𝑖 =𝜋 ∙ 𝐷𝐴𝑃2

4 ∙ 104∙ 𝑛𝑖

Dominância Relativa% da área basal de cada esp. Em

relação a área basal total

𝐷𝑜𝑟𝑖 =𝐷𝑜𝑎𝑖

σ𝑖=1𝑆 𝐷𝑜𝑎𝑖

∙ 100

Dori = dominância relativa da i-ésima espécie (%)σ𝑖=1𝑆 𝐷𝑜𝑎𝑖 = soma da dominância absoluta de todas as

espécies

DensidadeIndica o nível de participação de cada espécie da floresta

DominânciaIndica o potencial produtivo e a qualidade da floresta

Parâmetros Fitossociológicos

FrequênciaIndica a abundância de uma espécie e o grau de uniformidade de distribuição da vegetação

Frequência Absoluta

𝐹𝑎𝑖 =𝑢𝑖𝑢𝑡

∙ 100

Fai = freqência absoluta da i-ésima espécie (%)ui = número de unidades amostrais onde se

encontra a i-ésima espécieut = número total de unidades amostrais

Frequência Relativa

𝐹𝑟𝑖 =𝐹𝑎𝑖

σ𝑖=1𝑆 𝐹𝑎𝑖

∙ 100

Fri = frequência relativa da i-ésima espécie (%)S = número de espécies amostradasσ𝑖=1𝑆 𝐹𝑎𝑖 = soma das freq. Absolutas de todas as

espécies amostradas

Valor de Importância absolutoValor de Importância

Importância ecológica relativa de cada espécie melhor que os demais componentes

𝑉𝐼𝑎𝑖 = 𝐷𝑟𝑖 + 𝐷𝑜𝑟𝑖 + 𝐹𝑟𝑖

Dri = densidade relativa da i-ésima espécie (%)Dori = dominância relativa da i-ésima espécie (%)Fri = frequência relativa da i-ésima espécie (%)

Valor de Importância relativo

𝑉𝐼𝑟𝑖 =𝐷𝑟𝑖 + 𝐷𝑜𝑟𝑖 + 𝐹𝑟𝑖

σ𝑖=1𝑆 𝑉𝐼𝑎𝑖

∙ 100

σ𝑖=1𝑆 𝑉𝐼𝑎𝑖 = soma do valor de importância de todas

as espécies amostradas

Parâmetros Fitossociológicos

𝐻 =

𝑖=1

𝑆

−𝑛𝑖𝑁∙ 𝑙𝑛

𝑛𝑖𝑁

Índice de Diversidade de Shannon-Wiener (MITSCH e JORGENSEN, 2004)

ni – no de árvores da i-ésima espécie da amostra; N – número total de indivíduos de todas as espécies

Diversidade FlorísticaQuanto maior for H maior será a diversidade do ecossistema

Estação de Pesquisa da UFV – Viçosa - MG

Zona da Mata (lat 20o 45’ S long 42o 55’ E)Área = 194,36 haClima tropical de altitude (verões quentes e chuvosos e invernos frios e secos)Altitude média = 689,73 mPrecipitação média anual = 1221 mm (outubro a março)

Amostragem na Floresta secundária residual com diferentesgraus de intervenção

Mosaico Florestal- Exploração seletiva de espécies florestais- Desmatamento para implantação de pastagem e cultivos agrícola

Amostragem- 10 pontos de amostragem (declividade, exposição e posição

topográfica do terreno)- Parcelas 20 x 60 m (1.200 m2) e subparcelas de 10 x 20 m (200 m2)- Levantamento de todas as árvores com DAP 5 cm (PAP 15,7 cm)- Local 1

Declividade = 40% Exposição NE Posição topográfica: terço superior Dossel muito aberto Transmissividade à RFA = 8,9% IAF = 3,6

SILVA, C. T. Dinâmica da vegetação arbórea de uma floresta secundária no município de Viçosa, Minas Gerais. Viçosa, MG: UFV. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Viçosa, 2003

No EspécieGrupo

Ecológiconi

DAP medcm

Unidadesamostrais

1 Piptadenia gonoacantha SI 20 9.1 6

2 Zeyheria tuberculosa SI 12 10.8 4

3 Rollinia silvatica SI 13 8.0 4

4 Bauhinia forficata P 9 8.0 3

5 Zanthoxylum rhoifolium ST 6 10.7 3

6Sparattospermaleucanthum

SI 5 7.5 2

7 Hortia arborea ST 3 12.8 1

8 Vitex sellowiana SI 3 6.3 2

9 Croton floribundus P 2 6.1 2

10 Senna macranthera P 2 6.4 1

11 Coutarea hexandra SI 2 5.2 1

12 Dictyoloma vandellianum SI 1 11.3 1

13 Piptocarpha macropoda P 2 4.5 1

14 Sapium glandulatum SI 1 9.0 1

15 Siparuna guianensis SI 1 7.1 1

16 Dalbergia nigra SI 1 6.4 1

17 Eriotheca candolleana SI 1 5.1 1

18 Nectandra rigida SI 1 4.5 1

19 Cecropia glaziovii P 1 4.5 1

Total 86 45

Área amostral da Parcela = 1.200 m2

Espécies com DAP 5 cmNúmero de Famílias identificadas = 14

Local 1

Índice de diversidade H = 2,43

Autor Área H

Struffaldi de Vuono 1985 Parque do Estado 4,28

Baitelo et al. 1992 Serra da Cantareira 4,13

Martins, 1979 Parque Vassununga 3,63

Costa, 2006 Parque Jequitibá 3,58

Cavassam Reserva Estrav. de Bauru 3,50

Referências bibliográficas

▪ CASTILHO, C. et al. Manual para medição e marcação de árvores em grades e módulos RAPELD do PPBio.

Repositório de Dados do PPBio. PPBio Amazônia Ocidental, Manaus, AM, Brazil. <https://ppbio. inpa.

gov.br/sites/default/files/Protocolo_estrutura_vegetacao_2014_0. pdf> 2004.

▪ COSTA, R. Impactos sobre remanescentes de florestas de Mata Atlântica na zona Oeste da grande São Paulo: um estudo de caso da mata da Fazenda Tizo. Dissertação de Mestrado. USP. Geografia. São Paulo.

2006. 211p.

▪ IBGE. Manual técnico da vegetação brasileira. Ed. 2ª. Rio de Janeiro, 2012.

▪ SILVA, C. T. Dinâmica da vegetação arbórea de uma floresta secundária no município de Viçosa, Minas

Gerais. Viçosa, MG: UFV. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Viçosa, 2003.

▪ SFB. Serviço Florestal Brasileiro. Manual de campo: procedimentos para coleta de dados biofísicos e

socioambientais. Inventário Florestal Nacional. Brasília, 2015.

▪ MITSCH, W.J., JORGENSEN, S.E. Ecological engineering and ecosystem restoration. New Jersey. John

Wiley & Sons, 2004. p. 411.