Sistemas silvipastoris com eucalipto: estocagem de carbono em diferentes espaçamentos e clones

This study aimed to compare the use of different eucalypt spacing and clones in carbon storage in six silvopastoral systems (SSP) located in Porto Firme - MG. Experiments containing six SSP were used in the field, with clones GG100, I144, and I224, hybrids of Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, in the spacing of 6m x 4m and 8m x 4m, at the ages of 60 and 96 months. The forest inventory carried out was of the census type, where all the trees had their circumference at 1,30 m in height (CAP) measured and separated into diametric classes. The volume was estimated based on the Spurr model. The wood density was calculated by the method of immersion in water and the carbon stock by the factor of 0,47. The genetic material I224, spaced 6m x 4m, had the highest potential for carbon storage. The basic density for the three clones, in 6m x 4m spacing, did not vary statistically, however, in 8m x 4m spacing, for the genetic materials GG100 and I224, there was a difference. It was possible to conclude that the genetic material I224, in 6m x 4m spacing (24 m² per plant), has the highest potential for carbon storage and that SSP with eucalypt contributes to low-carbon agriculture and mitigation of climate change.O objetivo do presente estudo foi comparar o uso de diferentes espaçamentos e clones de eucalipto na estocagem de carbono em 6 (seis) sistemas silvipastoris (SSP), localizados em Porto Firme - MG. Em campo foram utilizados experimentos contendo 6 (seis) SSP, com os clones GG100, I144, I224, híbridos de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, nos espaçamentos de 6m x 4m e 8m x 4m, nas idades de 60 e 96 meses. O inventário florestal realizado foi do tipo censo, onde todas as árvores tiveram sua circunferência a 1,30 m de altura (CAP) mensuradas e foram separadas em classes diamétricas. O volume foi estimado baseado no modelo Spurr. A densidade da madeira foi calculada pelo método de imersão em água e o estoque de carbono pelo fator de 0,47. O material genético I224, no espaçamento de 6m x 4m, foi aquele com maior potencial de estocagem de carbono. A densidade básica para os três clones, no espaçamento de 6m x 4m, não variou estatisticamente. Porém, no espaçamento de 8m x 4m, para os materiais genéticos GG100 e I224, houve diferença. Foi possível concluir que o material genético I224, no espaçamento 6m x 4m (24 m² por planta) possui o maior potencial de estocagem de carbono e que os SSP com eucalipto contribuem para uma agricultura de baixa emissão de carbono e mitigação das mudanças climáticas.

Potencial de estocagem de carbono em sistemas silvipastoris no Brasil / Potential of carbon storage in silvopastoral systems in Brazil

A preocupação mundial acerca das mudanças climáticas motivou a elaboração de um compromisso climático, na Conferência das Partes 21 em Paris no ano de 2015. O Acordo de Paris, o qual o Brasil é signatário, prevê limitar a elevação da temperatura média do planeta em 2ºC em relação aos níveis pré-industriais. Os sistemas silvipastoris (SSP) são uma atividade incentivada pelo governo brasileiro, com potencial de mitigação estimado em 0,1360 MgC ha-1 ano-1. Dessa forma, o objetivo do presente estudo é realizar uma revisão bibliográfica sobre o potencial de estocagem e incremento de carbono em diferentes sistemas silvipastoris no Brasil, e comparar esses valores com a meta proposta na pelo país no Acordo de Paris. Para elaboração desse estudo foram levantados dados de SSP com diferentes idades, arranjos espaciais e espécies, localizados em diferentes regiões do país. O incremento médio anual em carbono encontrado nos diferentes SSP avaliados foi de 4,5613 MgC ha-1 ano-1. Esse valor é superior ao estimado pelo governo brasileiro para cumprir a sua meta de redução de emissões de gases de efeito estufa. Foi possível concluir que os SSP contribuem para a remoção de CO2 atmosférico e, portanto, devem ser incentivados para mitigação das mudanças climáticas

MIXED MODELS FOR NUTRIENTS PREDICTION IN SPECIES OF THE BRAZILIAN CAATINGA BIOME

ABSTRACT Nutrient prediction models applied to tree species from Brazilian Caatinga can be a crucial tool in understanding this biome. The study aimed to fit a mixed model to predict nitrogen (N), phosphorus (P), and potassium (K) content in tree species native to the Caatinga biome located in Floresta municipality, Pernambuco State – PE, Brazil. The following species were considered the area’s most important and evaluated in the present study: Poincianella bracteosa (Tul.) L.P.Queiroz, Mimosa ophtalmocentra Mart. ex Benth, Aspidosperma pyrifolium Mart, Cnidoscolus quercifolius (Mull. Arg.) Pax. & Hoffm, and Anadenanthera colubrina var. cebil (Griseb.) Altschul. Four trees, representing the average circumference in each diameter class, were harvested for NPK quantification. The Spurr model was evaluated for NPK prediction, and species inclusion as a random effect was significant (p > 0.05) in all models. The Spurr model with fixed and random effects presented better statistics than fixed-effect models in all parameters for all nutrients. Generated NPK predicting equations can be a handy tool to understand the impact of wood extraction over Caatinga’s biogeochemical cycles and guide forest management strategies in semi-arid regions of the world

Carbon balance and economic viability of a silvopastoral system with dairy raising, in Visconde do Rio Branco, MG

O Brasil é um dos países que assinaram o Acordo de Paris e assumiu o compromisso, por meio das Contribuições Nacionalmente Determinadas (iNDC), de reduzir as emissões de gases de efeito estufa (GEE) em 37%, em relação aos níveis de 2005, até 2025. Para auxiliar no cumprimento dessas metas foi criada a Política Nacional de Mudanças Climáticas (PNMC). Entre outras ações, a PNMC incentiva a implantação de 5 milhões de hectares de sistema agroflorestais no país, com mitigação estimada de 18-22 GgCO 2eq . O incremento estimado ao longo dos 10 anos, no melhor cenário, é de 0,44 MgCO 2eq ha - ano -1 , porém acredita-se que o potencial de mitigação destes sistemas seja superior. Nesse contexto, o objetivo do presente estudo foi avaliar o balanço de carbono e a viabilidade econômica de um sistema silvipastoril (SSP) em uma propriedade rural em Visconde do Rio Branco, MG. O manejo animal praticado no sistema é semi-intensivo, com alimentação realizada no pasto e suplementação no cocho. O componente arbóreo do sistema silvipastoril é composto por um híbrido de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, plantado em janeiro de 2011, no espaçamento de 10 x 3 m, e a pastagem é formada por Brachiaria decumbes. Para quantificar o volume de madeira do povoamento foi realizado inventário florestal do tipo censo para dap (diâmetro a 1,3 m de altura) e selecionadas árvores amostras para relação hipsométrica de altura. Nessas mesmas árvores foi feita tradagem para coleta de amostras para determinação da densidade básica da madeira, para assim estimar o acúmulo de biomassa. A biomassa do fuste foi obtida pela multiplicação do volume com casca pela densidade básica da madeira, para as respectivas classes diamétricas. Para estimar a biomassa nos demais compartimentos da árvore foram utilizados os percentuais, em relação ao tronco, de 18,11 % para raízes, 9,40 % para galhos e 2,91 % para folhas. Também foi calculado o estoque de carbono na pastagem, porém o mesmo não entrou no balanço pois já estava estabelecida anteriormente à implantação do SSP. Para realização do inventário de emissões de gases de efeito estufa no sistema foram considerados fontes potenciais de todas atividades relacionadas ao SSP, conforme metodologias desenvolvidas pelo IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories - 2006. O estoque de carbono no componente arbóreo do SSP, aos 4,2 anos, foi de 6,7757 Mg ha -1 ; sendo estimados valores de 1,2271, 0,6369, e 0,1972 Mg ha -1 para raízes, galhos e folhas, respectivamente. Assim, o Incremento Médio Anual foi 7,6309 ha -1 ano -1 de MgCO 2eq , valor superior ao considerado na iNDC do Brasil. Na avaliação das emissões totais, por ano, observou-se que em 2011 as emissões foram menores (0,7882 MgCO 2eq ha -1 ), devido à ausência do componente animal. Nos demais anos os valores foram próximos, com maior valor em 2014 (4,2107 MgCO 2eq ha -1 ), o que resultou no balanço de carbono positivo do sistema silvipastoril. O excedente em carbono do componente arbóreo também foi suficiente para neutralizar as emissões de GEE do cultivo de milho utilizado na alimentação suplementar dos anima is. As emissões foram de 1,8153 MgCO 2eq animais ha -1 e por unidade produtiva foram de 0,00010 MgCO 2eq L -1 . Para análise da viabilidade econômica foram considerados diferentes cenários (1 - produção de leite com pastagem em sistema tradicional, até o quarto ano; 2 - produção de leite em SSP e de madeira para lenha, até o quarto ano; 3 - produção de leite em SSP e produção de madeira para lenha (50%) e serraria (50%), até o décimo segundo ano; e 4 - aluguel da pastagem e produção de madeira para lenha (50%) e serraria (50%), no décimo segundo ano). Os parâmetros avaliados foram Valor Presente Líquido (VPL), Razão Benefício Custo (B/C), Taxa Interna de Retorno (TIR) e Valor Periódico Equivalente (VPE). Para essas análises foi considerada uma taxa de desconto de 10% ao ano. Foram realizadas análises de sensibilidade nos cenários inviáve is economicamente, visando identificar custos e receitas que mais afetam a viabilidade econômica dos cenários. As receitas da venda da madeira no ano 12, complementada pelo aluguel da pastagem, indicou maior viabilidade do cenário 4. Os cenários 1 e 2 foram inviáveis economicamente, influenciados pelos custos da produção de leite superiores às receitas na maioria dos anos. O cenário 3, planejado pelo produtor na implantação do SSP, foi economicamente viável, para o horizonte de planejamento de 12 anos. Apesar dos expressivos custos relacionados à produção de leite, a receita de madeira tornou o SSP viável economicamente. Conclui-se que o sistema silvipastoril com pecuária leiteira e madeira destinada para serraria, aos 12 anos, apresenta balanço positivo de gases de efeito estufa e é viável economicamente nas condições de estudo.Brazil is one of the countries that signed the Paris Accord and made a commitme nt, through Nationally Determined Contributions (iNDC), to reduce greenhouse gas (GHG) emissions by 37% from 2005 levels by the year 2025. To help achieve these goals, the National Policy on Climate Change (PNMC) was created. Among other actions, PNMC encourages the implementation of 5 million hectares of agroforestry system in the country, with estimated mitigation of 18-22 GgCO 2 eq . The estimated increment over the 10 years, in the best scenario, is 0.44 MgCO 2eq ha -1 year -1 , but we believe that the mitigation potential is superior. In this context, the objective of our study was to evaluate the carbon balance and economic viability of a silvopastoral system (SSP). We conducted the study in a rural property in Visconde do Rio Branco, MG, whose main activity is cattle raising. The animal management practiced in the system in question is semi-intens ive, with pasture feeding and supplementation in the trough. The arboreal component of the silvipastoril system is composed of a hybrid of Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, planted in January 2011, at a spacing of 10 x 3 m, and the pasture is formed by Brachiaria decumbes. In order to quantify the population size, we carried out forest inventory of the census type for dap (diameter at breast height) and selected trees for height hypsometric relation. In these same trees we made the tradition to determine the basic density of the wood, in order to estimate the accumulation of biomass. The biomass of the stem was obtained by multiplying the volume with bark by the basic density of the wood, of the respective diameter class. To estimate the biomass in the other compartments of the tree we used the percentages, in relation to the trunk, of 18.11% for roots, 9.40% for branches and 2.91% for leaves. We also calculated the carbon stock in the pasture, but it did not enter the balance, because its presence was not due to the implantation of the silvopastoral system. For the inventory of greenhouse gas emissions in the system we consider nitrogen fertilization, enteric fermentation, animal waste management, fossil fuels and electric energy, according to the methodologies developed by IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories (2006). The carbon stock in the tree component of the SSP, at 4.25 years, was 6.7757 Mg ha -1 ; being estimated values of 1.2271, 0.6369, and 0.1972 Mg ha -1 for roots, branches and leaves respectively. Thus, the Annual Average Increase was MgCO 2eq 7.6309 ha -1 year -1 , higher than that considered in Brazil's iNDC. In the evaluation of total emissions, per year, we observed that in 2011 emissions were lower (0.7882 MgCO 2eq ha -1 ), due to the absence of the animal component. In other years values were close, with the peak in 2014 (4.2107 MgCO 2eq ha -1 ), which resulted in the positive carbon balance of the silvipastoral system. The carbon surplus of the tree component was sufficient to neutralize GHG emissions from corn planting used in supplementary feeding of animals. The emissions were 1.8153 MgCO 2eq animals -1 ha -1 and per unit of production were 0.00010 MgCO 2eq L -1 . In order to analyze the economic viability, we consider different scenarios (1-milk production with pasture in traditio na l system, up to the fourth year, 2-Milk production in SSP and wood for wood until the fourth year; and wood production for firewood (50%) and sawmill (50%) by the twelfth year; 4-Rent of pasture and wood production for firewood (50%) and sawmill (50%) by the twelfth year). The parameters that we evaluated were Net Present Value (NPV), Benefit Cost Ratio (B / C), Internal Rate of Return (IRR) and Equivalent Period Value. For these analyzes we used the discount rate of 10% p.y. Sensitivity analysis was done in those scenarios that were economically unviable. The economic viability of scenario 4, due to revenues from the sale of wood in year 12 and also from the pasture rental, shows that wood production is viable in the region. Scenarios 1 and 2 were economica lly unviable, influenced by the costs of milk production higher than the revenues in most years. Scenario 3, planned by the producer in the implementation of the SSP, was economically viable for the 12-year planning horizon. Despite the significant costs related to milk production, wood revenue made the SSP economically viable. We conclude that the silvopastoral system with dairy cattle and timber for sawing, at 12 years, presents a positive balance of greenhouse gases and is economically feasible under the study conditions.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic

Furnace-kiln system carbon balance and economic viability for charcoal production on small farm

Small rural producers are responsible for approximately 60% of the country's charcoal production, in a carbonization process that occurs mostly in rudimentary masonry ovens, of the "hot tail" type, slope and surface, with low gravimetric yield (RG) and no control over Greenhouse Gas (GHG) emissions. The furnace kiln system allows the burning of Methane (CH4), with an innovative layout that has a chimney centered with 4 furnaces, and which allows an increase in RG when compared to traditional furnaces. In this context, the work was divided into three chapters and conducted in a rural property that produces charcoal in Lamim-MG. In chapter 1, the objective was to evaluate the carbon balance with and without the use of the furnace-furnace system for burning methane. The average annual increase in carbon (IMAC) was calculated based on two forest inventories, conducted in 2018 and 2019. GHG emissions from Eucalyptus were calculated based on the IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. The carbon balance without methane burning was 13.9465 MgCO 2e ha -1 and with burning 15.9616 MgCO 2e ha -1 . The GHG emission per unit produced was 0.6105 MgCO 2e Mg charcoal -1 with the burning of CH4 and 1.2433 MgCO 2e Mg charcoal -1 without burning GHG. In chapter 2, the objective was to compare the use of destructive and non-destructive methodologies to estimate biomass and carbon in a Eucalyptus forest. Rigorous cubing was performed on 21 trees and 3 compared methodologies. In methodology 1, control, the tree was felled, sectioned, weighed in the field and the carbon stock calculated based on these data. Methodology 2 is also destructive, with the tree felled, cubed and the estimated volume based on this data. Methodology 3 is non-destructive, with the cubed tree standing upright with the aid of equipment, pentaprism, and the estimated volume based on these data. It was concluded that the evaluated non-destructive and destructive methodologies are effective, with results equal to the control, which reduces time and cost in surveys to estimate biomass and carbon. Chapter 3 evaluated the economic feasibility of producing wood and charcoal, and how the variation in costs and revenues can impact this result, through sensitivity analysis using the Monte Carlo technique. The wood production was economically viable, with a NPV of R$212.68 ha -1 and a VPE of R$88.74 ha -1 with an average production cost of R$71.37 m3 wood-1. The mean value of VPE found in the sensitivity analysis was R$ 96.82 ha -1 . The production of charcoal was economically viable, with NPV of R$23.41 mdc charcoal -1 and VPE of R$18.57 mdc charcoal -1 . The average value of the VPE found in the risk analysis was R$51.78 mdc charcoal -1 . It was possible to conclude that the production of eucalyptus wood and charcoal is economically viable in the region. Keywords: Forest Biomass. Charcoal. Sustainable Steel Industry.Os pequenos produtores rurais são responsáveis por aproximadamente 60$212,68 ha -1 e VPE de R$88,74 ha -1 com custo médio de produção de R$71,37 m 3 madeira -1 . O valor médio do VPE encontrado na análise de sensibilidade foi de R$96,82 ha -1 . A produção de carvão vegetal foi viável economicamente, com VPL de R$23,41 mdc carvão vegetal -1 e VPE de R$18,57 mdc carvão vegetal -1 . O valor médio do VPE encontrado na análise de risco foi de R$51,78 mdc carvão vegetal -1 . Foi possível concluir que a produção de madeira de eucalipto e de carvão vegetal é viável economicamente na região. Palavras-Chave: Biomassa Florestal. Carvão Vegetal. Siderurgia Sustentável.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic

Relationships between spacing, productivity and profitability of eucalypt plantations in a small rural property in south-eastern Brazil

Tree cultivation spacing can influence productivity and wood quality, with silvicultural, technological and economic implications. This study aimed to estimate the production and provide an economic analysis of Eucalyptus urophylla × Eucalyptus grandis stands as a function of planting spacing in a small rural property. The study was carried out in the Zona da Mata of Minas Gerais state, with the hybrid clone (GG100) established in 2 × 1 m, 2 × 2 m, 3 × 2 m and 3 × 3 m spacing. Inventories were carried out at 14, 54 and 84 months in four plots from each spacing, with 24 plants. Diameter at breast height (DBH), total height and survival rate were evaluated. The study evaluated the logistic model of growth and yield for the different spacings and analysed production costs, characterising the expenditure elements related to inputs and labour. For the economic analysis, we considered a discount rate of 8% p.a. and the valuation methods of net present value (NPV), annual equivalent value (AEV), average production cost (APC), and cost–benefit ratio (CBR). Spacing influenced diameter distribution, tree height and productivity. The optimal harvest age showed a tendency to decrease in smaller spacing. The increase in plant density (smaller spacing) did not promote a proportional increase in volumetric production. Our results indicated economic viability from 60 months onwards for all spacing, except for 2 × 1 m

Análise Fitossociológica e Valor de Importância em Carbono para uma Floresta Estacional Semidecidual

RESUMO Na Mata Atlântica existem poucos estudos que relacionam os parâmetros fitossociológicos com a estocagem de carbono. Nesse sentido, objetivou-se com o estudo caracterizar a estrutura fitossociológica e relacionar com o índice Valor de Importância em Carbono (VIC) para uma Floresta Estacional Semidecidual, em Viçosa, MG. Calcularam-se a diversidade, os parâmetros fitossociológicos, além do VIC. As espécies Piptadenia gonoacantha, Mabea fistulifera, Anadenanthera peregrina se destacaram no índice de VIC. A ordem de importância das espécies foi alterada ao analisar o Índice de Valor de Importância, Valor de Importância em Volume e VIC. Com isso, dependendo dos objetivos de manejo, as espécies têm importância diferenciada. Por fim, entende-se que o índice Valor de Importância em Carbono, que une informações fitossociológicas com estocagem de carbono, é muito importante para a caracterização das florestas e verificação do seu papel na mitigação da concentração de gases de efeito estufa na atmosfera

PROGNOSIS OF THE DIAMETER DISTRIBUTION AND CARBON STOCK IN A SECONDARY ATLANTIC FOREST BY MARKOV CHAIN

ABSTRACT Growth and yield modeling at the diameter distribution level is an important tool to understand forest dynamics and to predict whether a forest will act as a CO2 emissions source or sink. Therefore, the objective of the present study was to determine the diameter distribution and carbon stock of a forest fragment using the Markov chain to evaluate the impact of growth dynamics on forest carbon capture. Twenty plots of 10x50m were inventoried, between 2010 and 2015, counting the stems with dbh > 5 cm. Diameter distribution was projected for 2015 and 2020, considering the whole fragment and the ecological groups (pioneer and non-pioneer tree species). The volume was determined using allometric equation while biomass and carbon was determined by multiplying the volume by the basic wood density and the carbon content, respectively. The diameter distribution estimated for the fragment and ecological groups did not differ statistically from the values observed using the Kolmogorov-Smirnov test (p-value < 0.05). The number of stems ha-1 estimated in the fragment was from 1,692 in 2015 to 1,841 in 2020. For the pioneer and non-pioneer species, the number of stems ha-1 was from 476 and 1,203 in 2015 to 472 and 1,362 in 2020, respectively. The carbon stock increased 5.69 MgC ha-1, with the greater contribution coming from the non-pioneer species. Therefore, it was concluded that the diameter distribution would remain “J-inverted” and the forest fragment would continue to act as a carbon sink over the coming years

EFEITO DO FOGO NA ESTRUTURA E ESTOCAGEM DE CARBONO DE UM FRAGMENTO FLORESTAL DA MATA ATLÂNTICA

O objetivo do trabalho foi avaliar o efeito do fogo na estrutura e estocagem de carbono de uma capoeira, e comparar qual o impacto na vegetação da queima prescrita (QP) em relação ao incêndio não controlado (INC). O estudo foi conduzido em um fragmento florestal em estágio inicial de regeneração de 1,94 ha. INC’s foram observados no local entre os anos de 2014 e 2017. Em um desses incêndios, no ano de 2017, parte da capoeira (0,37 ha) foi atingida. O restante da área (1,57 ha) foi submetido ao procedimento de QP, para comparar a diferença entre as duas ações na vegetação. Foi realizado inventário florestal do tipo censo, nos anos de 2013, 2015 e 2017, e, posteriormente, realizadas avaliações de estrutura horizontal, volumetria e estoque de carbono. A densidade absoluta (DA), no ano de 2017 foi 64,37% inferior ao primeiro levantamento. A dominância absoluta (DoA) foi 74,24% inferior que no inventário de 2013. Mabea fistulifera Mart. foi a espécie de maior valor de cobertura (VC) nos três inventários. O INC afetou drasticamente a estrutura da floresta. O número de indivíduos ha-1 da QP foi 51,86% superior ao do INC. O impacto do incêndio trouxe danos a estrutura da floresta, bem como ao seu potencial de mitigação das mudanças climáticas enquanto a QP produziu impacto menor.Palavras-chave: degradação florestal, incêndio não controlado, queima prescrita. EFFECT OF FIRE ON THE STRUCTURE AND CARBONO STORAGE OF A FOREST FRAGMENTE OF THE ATLANTIC FOREST ABSTRACT:The aim of this work was to evaluate the effect of fire on the structure and carbon storage of a capoeira, and to compare the impact on the vegetation of the prescribed burning (QP) in relation to uncontrolled fire (INC). The study was conducted in a forest fragment at the initial stage of regeneration of 1.94 ha. INC were observed at the site between the years 2014 and 2017. In one of these fires, in the year 2017, part of the capoeira (0,37 ha) was affected. The rest of the area (1.57 ha) was submitted to the QP procedure, for comparation between the two actions in the vegetation. A census-type forest inventory was carried out in the years 2013, 2015 and 2017, followed by assessments of horizontal structure, volumetry and carbon stock. The absolute density (AD) in 2017 was 64.37% lower than the first survey. The absolute dominance (DoA) was 74.24% lower than in the inventory of 2013. Mabea fistulifera Mart. was the species with the highest coverage value (CV) in all three inventories. The INC affected drastically the structure of the forest. The number of individuals ha-1 of QP was 51.86% higher than that of INC. The impact of the fire has damaged the forest structure as well as its potential to mitigate climate change and QP has a smaller impact on the forest than the INC.Keywords: forest degradation, uncontrolled fire, prescribed burning