Agrupamento de espécies madeireiras da Amazônia com base em propriedades físicas e mecânicas

The intense search for consolidated native wood essences, which are highly used, can lead to the overexploitation of species and decrease their stocks in the forest. An alternative to this situation is the replacement of these species by others with similar wood properties and with sufficient forest growing stock. The objective of this work was to cluster the Amazon species through wood physical-mechanical properties and perform the discriminant analysis to identify which technological characteristics are more important for the clustering. The species studied came from eight different locations in the Amazon region. The properties used were: basic density, contraction (tangential, radial and volumetric), static flexion, compression parallel and perpendicular to the fibers, Janka hardness parallel and transversal, traction perpendicular to the fibers, cracking and shearing, all obtained from the national specialized literature. Multivariate Cluster analysis (simple Euclidean distance and Ward’s method) and the discriminant analyses were used to evaluate the clustering. Cluster analysis was efficient to cluster the species, which were separated into three distinct groups. The species that stood out were Helicostylis pedunculata Benoist. and Tachigali chrysophylla (Poepp.) Zarucchi & Herend., f or clustering with the most commercialized species. The lowest values of Wilks’Lambda were wood density (0.759053), shearing (0.802960) and compression parallel to the fibers (0.825594). These characteristics were the most determinant to discriminate the clusters. The clustering analysis was efficient for the separation of the species into marketing clustersA procura intensa por essências madeireiras nativas consolidadas, que apresentam elevado uso, pode ocasionar a superexploração de espécies e diminuição do seu estoque na floresta. Uma alternativa para essa situação é a substituição dessas espécies por outras com propriedades da madeira semelhantes e com suficiente estoque de crescimento na floresta. O objetivo deste trabalho foi agrupar as espécies da Amazônia através das propriedades físico-mecânicas da madeira e realizar a análise discriminante para identificar quais características tecnológicas são mais importantes para o agrupamento. As espécies estudadas foram provenientes de oito localidades distintas da região amazônica. As propriedades físico-mecânicas utilizadas obtidas da literatura especializada nacional foram: densidade básica, contração (tangencial, radial e volumétrica), flexão estática, compressão paralela e perpendicular às fibras, dureza Janka paralela e transversal, tração perpendicular às fibras, fendilhamento e cisalhamento. Foi utilizada a técnica de análise multivariada de Cluster (distância euclidiana simples e o método de Ward) e a análise discriminante para avaliar o agrupamento. A análise de Cluster foi eficiente para agrupar as espécies, que foram separadas em três grupos distintos. As espécies que se destacaram foram a Helicostylis pedunculata Benoist. e Tachigali chrysophylla (Poepp.) Zarucchi & Herend., por se agruparem com as espécies mais comercializadas. Os menores valores de Wilks’Lambda foram da densidade da madeira (0,759053), cisalhamento (0,802960) e compressão paralela às fibras (0,825594). Essas características foram as mais determinantes para discriminar os grupos. A análise de agrupamento é eficiente para indicar a substituição de espécies consolidadas na Amazônia

GROWTH RATE OF SEEDLINGS OF Parkia gigantocarpa Ducke IN GAP ENRICHMENT SYSTEM AFTER HARVESTING

Avaliou-se o incremento peri\uf3dico anual (IPA) em altura, considerando quatro per\uedodos (2005 a 2006, 2006 a 2008, 2008 a 2010 e 2005 a 2010) ao longo de cinco anos, de mudas de Parkia gigantocarpa Ducke plantadas em clareiras, causadas pela explora\ue7\ue3o florestal, no Munic\uedpio de Paragominas, estado do Par\ue1 (3\ub030\u2019S e 48\ub045\u2019W). Foram considerados tr\ueas tamanhos de clareiras: I- clareira pequena (200 a 400 m\ub2), II- clareira m\ue9dia (401 a 600 m\ub2) e III- clareira grande (> 600 m\ub2). No per\uedodo de 2005 a 2010, considerando todos os tamanhos de clareiras, Parkia gigantocarpa apresentou um incremento peri\uf3dico em altura, de 96,7 cm ano-1. Nas clareiras grandes, no per\uedodo de 2008 a 2010, o incremento foi de 137,9 cm ano-1 diferenciando em 5% de probabilidade das clareiras pequenas, onde o incremento foi de 64,2 cm ano-1. Tamb\ue9m nas clareiras grandes, nesse mesmo per\uedodo, n\ue3o houve mortalidade de mudas, enquanto que nas clareiras pequenas e m\ue9dias a mortalidade foi de 16,1% e 9,7% ano-1, respectivamente. Os resultados indicam que a esp\ue9cie pode ser utilizada em plantios de enriquecimento em clareiras causadas pela explora\ue7\ue3o florestal.Height periodic annual increment (2005-2010) of seedlings of Parkia gigantocarpa Ducke planted in gaps caused by logging, in the municipality of Paragominas, state of Par\ue1 (3\ub0 30\u2019S; 48\ub0 45\u2019W) was evaluated. Three gap sizes were considered: small gap (200-400 m2); medium gap (401-600 m2); and large gap (> 600 m2). Parkia gigantocarpa had high height increment in all gap sizes during the study period, with 96.7 cm year-1 from 2005 to 2010. From 2008 to 2010 the increment in large gaps (137.9 cm year-1) was significantly different at p < 0.05 from small gaps (64.2 cm year-1). There was no mortality in large gaps in that period but in small and medium gaps the mortality rate was 16.1% and 9.7%, respectively. According to these results we can suggest the species for enrichment planting after logging, mainly in gaps larger than 600 m2

Structural analysis and wood technological properties of species of the Amazon

A colheita madeireira é uma das principais atividades econômicas da região amazônica. Existem vários estudos que comprovam a sustentabilidade da colheita realizada a partir de técnicas de manejo florestal sustentável. Contudo, para potencializar essa sustentabilidade é necessário a maior diversificação das espécies a serem colhidas. Uma possibilidade é a colheita e utilização no segundo ciclo de madeiras oriundas de espécies não tradicionais ou não comerciais no primeiro ciclo de corte, que podem compor a maior parte da volumetria das futuras colheitas. Um entrave ou obstáculo para a utilização dessas novas espécies são as poucas informações de suas propriedades tecnológicas e do seu estoque na floresta. Portanto, o objetivo do presente trabalho foi promover as espécies não tradicionais para o uso. O trabalho foi divido em quatro artigos. No primeiro artigo foi realizada análise estrutural de uma área de 64 ha localizada no Km-67 da Floresta Nacional do Tapajós. A floresta foi avaliada em 1981, um ano após a colheita, e em 2012, sendo analisados os parâmetros densidade (n.ha -1 ), área basal (m 2 .ha -1 ), volume (m 3 .ha 1 ) e distribuição diamétrica. Após 33 anos da colheita, a floresta manejada aumentou sua densidade, área basal e volume. Das 20 espécies com maior densidade em 2012, Bixa arborea Huber, Helicostylis pedunculata Benoist, Couratari stellata A. C. Sm., e Tachigali chrysophylla (Poepp.) Zarucchi & Herend. são potenciais para comercialização, pois além da elevada densidade, área basal e volume possuem distribuição diamétrica que favorece a recomposição florestal. O segundo estimou as propriedades físico-mecânicas de madeiras da Amazônia a partir da densidade básica, utilizando Redes Neurais Artificiais (RNA). As propriedades estimadas foram: contração (tangencial, radial e volumétrica), flexão estática, compressão paralela e perpendicular às fibras, dureza de Janka paralela e transversal, tração, fendilhamento e cisalhamento. A estimativa seguiu a tendência dos dados observados para as contrações tangencial, radial e volumétrica. A rede estimou com alta precisão as propriedades mecânicas. Em relação à distribuição dos erros, a flexão estática, compressão paralela e compressão perpendicular às fibras apresentaram maior precisão. Sendo assim, as Redes Neurais Artificiais podem ser utilizadas para estimar as propriedades contração (tangencial, radial e volumétrica), flexão estática, compressão paralela e perpendicular às fibras, dureza Janka, tração, cisalhamento e fendilhamento, a partir da densidade básica. O terceiro artigo teve como objetivo agrupar espécies da Amazônia através das propriedades físico-mecânicas das madeiras e realizar a análise discriminante para saber quais características tecnológicas foram mais importantes para esse agrupamento. As propriedades físico-mecânicas utilizadas para o agrupamento foram: densidade básica, contração (tangencial, radial e volumétrica), flexão estática, compressão paralela e perpendicular às fibras, dureza de Janka paralela e transversal, tração perpendicular às fibras, fendilhamento e cisalhamento. A análise de Cluster foi eficiente para o agrupamento das espécies. As espécies madeireiras estudadas foram separadas em três grupos distintos. As principais características físico-mecânicas utilizadas para discriminar os grupos foram: a densidade básica, o cisalhamento e a compressão paralela às fibras. No quarto artigo foi realizada a descrição anatômica da madeira de Couratari stellata A. C. Sm, estimativa das propriedades físico-mecânicas, determinação da densidade da madeira, poder calorífico, análise química imediata da madeira e do carvão, rendimento gravimétrico e determinação da friabilidade do carvão vegetal, com o objetivo de determinar as propriedades da madeira e do carvão dessa espécie. A madeira de Couratari stellata pode ser identificada a nível de espécie na microscopia através dos vasos/poros solitários, em arranjo diagonal, parênquima axial escasso e em linhas reticuladas, raios trisseriados, heterogêneos e presença de fibras septadas e não septadas. A madeira da espécie apresentou características favoráveis ao uso, podendo ser uma substituta de outras espécies com características semelhantes. O carvão de Couratari stellata pode ser utilizado para o uso doméstico.Logging is one of the main economic activities in the Amazon region. There are several studies that prove the sustainability of logging based on sustainable forest management techniques. However, to enhance such sustainability, there needs to be a greater diversity of species for logging purposes. One possibility is to log and use second-cycle wood from non-traditional or non-commercial species in the first cutting cycle, which may comprise the majority of the volume of future logging. An impediment or obstacle to using these new species is lack of information on their technological properties and their forest stock. Therefore, the objective of this work was to promote the use of non- traditional species. The work was divided into four articles. In the first article, a structural analysis was made of an area measuring 64 ha by Km-67 of Tapajos National Forest. The forest was evaluated in 1981, a year after logging, and in 2012. The following parameters were analyzed: density (n.ha -1 ), basal area (m 2 .ha -1 ), volume (m 3 .ha 1 ) and diametric distribution. Thirty-three years after logging, there were increases in the managed forest increased for density, basal area, volume and diametric distribution. Out of the 20 species with the highest density in 2012: Bixa arborea Huber, Helicostylis pedunculata Benoist, Couratari stellata A. C. Sm., and Tachigali chrysophylla (Poepp.) Zarucchi & Herend have a potential market, because in addition to high density, basal area and volume, they have diametric distribution that favors the forest recovery. The second article estimated the physical-mechanical properties of Amazonian wood based on basic density, using Artificial Neural Networks (RNA). The estimated properties were: basic density, contraction (tangential, radial and volumetric), static flexion, compression parallel and perpendicular to grain, Janka hardness parallel and cross-sectional to grain, traction perpendicular to grain, cracking and shearing. The estimate followed the trend of the observed data for tangential, radial and volumetric contractions. The network estimated the mechanical properties with high accuracy. Regarding the distribution of errors, static flexion, and compression parallel and perpendicular to grain presented greater accuracy. Therefore, Artificial Neural Networks can be used to estimate the properties: contraction (tangential, radial and volumetric), static flexion, compression parallel and perpendicular to grain, Jankahardness, traction, shearing and cracking, based on basic density. The third article had the objective of clustering Amazonian species by physical-mechanical properties of the woods and make a discriminant analysis to find which technological properties were most important for the clusters. The physical-mechanical properties used for the clustering were: basic density, contraction (tangential, radial and volumetric), static flexion, compression parallel and perpendicular to grain, Janka hardness parallel and cross-sectional to grain, traction perpendicular to grain, cracking and shearing. Cluster analysis was efficient for the clustering of the species. The study wood species were separated into three distinct groups. The main physical-mechanical properties used to discriminate the groups were: basic density, shearing and compression parallel to grain. The fourth article reported the anatomical description of wood from Couratari stellata A. C. Sm,, estimation of its physical-mechanical properties, determination of wood density, heating value, immediate chemical analysis of wood and charcoal, determination of gravimetric yield and friability of charcoal, with the purpose of determining the properties for wood and charcoal of this species. Wood from Couratari stellata can be identified at the species level through microscopy by solitary vessels/pores, diagonal arrangement, scarce axial parenchyma and in reticulated lines, heterogeneous, multiserial rays and presence of septate fibers. The wood of the species presented characteristics that favor its use, hence it can replace other species with similar properties. Charcoal from Couratari stellata can be applied for domestic use.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic

Anatomia do xilema secundário de sete espécies do gênero Tachigali Aubl. (Fabaceae), disponíveis na Xiloteca Walter A. Egler, do Museu Paraense Emílio Goeldi, Pará, Brasil.

As espécies de Tachigali Aubl. apresentam potencial para reflorestamentos e produção de energia. Entretanto, informações de características ainda são incipientes, dificultando a identificação dessas madeiras. O objetivo do trabalho foi caracterizar anatomicamente sete espécies de Tachigali, disponíveis na xiloteca Walter A. Egler, do Museu Paraense Emílio Goeldi, como contribuição à identificação das seguintes espécies: T. froesii (Pires) L.F. Gomes da Silva & H.C. Lima, T. melanocarpa (Ducke) Van Der Weff, T. paniculata Aubl., T. paraensis (Huber) Barneby, T. reticulosa (Dwyer) Zarucchi & Herend., T. setifera (Ducke) Zarucchi & Herend e T. tinctoria Bent. var. tinctoria (Benth.) Zarucchi & Herend. As análises seguiram as metodologias tradicionais em anatomia de madeira e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As espécies apresentam raios unisseriados e homogêneos, com exceção de T. froesii e T. melanocarpa, na qual são unisseriados e heterogêneos. O parênquima paratraqueal vasicêntrico está presente em todas as espécies, associado com outro tipo de parênquima paratraqueal. Os poros são predominantemente solitários, exceto em T. melanocarpa e T. reticulosa, com poros múltiplos na maioria dos casos. Tachigali froesii foi a única espécie que apresentou floema incluso e cristais de carbonato de cálcio. A composição e a organização das células do raio, aliadas ao tipo de parênquima axial, revelam a peculiaridade de cada espécie.Species of Tachigali Aubl. have potential for reforestation and biofuel projects. However, information about the wood anatomy of this species is still very embryonic, hampering identification work. The objective of this study was to anatomically characterize seven species of Tachigali available in the Walter. A. Egler wood collection of the Museu Paraense Emílio Goeldi, thereby facilitating future identification work. The following species were studied: T. froesii (Pires) L.F. Gomes da Silva & H.C. Lima, T. melanocarpa (Ducke) Van Der Weff, T. paniculata Aubl., T. paraensis (Huber) Barneby, T. reticulosa (Dwyer) Zarucchi & Herend., T. setifera (Ducke) Zarucchi & Herend e T. tinctoria Bent. var. tinctoria (Benth.) Zarucchi & Herend. Analyses followed standard wood anatomy techniques and scanning electronic microscopy (SEM). All species except T. froesii and T. melanocarpa present uniseriate and homogeneous rays, with the exceptions being heterogeneous. A vasicentric paratraqueal parenchyma is present in all the species, combined with another type of parenchyma. The pores are predominantly solitary, except in T. melanocarpa and T. reticulosa which have multiple pores. Tachigali froesii was the only species that presented enclosed bast and calcium carbonate crystals. The composition and organization of the ray cells, allied to the axial type of parenchyma, is important in distinguishing the peculiarity of each species

PROGNOSE DA DISTRIBUIÇÃO DIAMÉTRICA NA AMAZÔNIA UTILIZANDO REDES NEURAIS ARTIFICIAIS E AUTÔMATOS CELULARES

A análise da distribuição diamétrica é imprescindível para o manejo florestal, pois subsidia a avaliação dos estoques remanescentes e de colheita de madeira. Este trabalho teve como objetivo projetar a distribuição diamétrica utilizando redes neurais artificias (RNA) e autômatos celulares (AC). Em 1979, foi realizada colheita seletiva com intensidade de 72,5 m3 ha-1 em uma área de 64 ha na Floresta Nacional do Tapajós – PA. Na projeção da distribuição, foram empregadas RNA como regra de evolução de AC, considerando a probabilidade de árvores da projeção e suas vizinhas mais próximas. A projeção em todos os períodos analisados não apresentou diferença estatística a 5% de significância em relação à observada, demonstrando que a projeção seguiu a tendência da dinâmica da distribuição. As RNA e AC são eficientes e podem ser utilizadas para projetar a distribuição diamétrica ao longo do ciclo de corte

EFEITO DA EXPLORAÇÃO DE IMPACTO REDUZIDO EM ALGUMAS ESPÉCIES DE SAPOTACEAE NO LESTE DA AMAZÔNIA

Effect of logging, held in 1997, on structure and dynamics of some Sapotaceae species were evaluated in a dense tropical rain forest located in the municipality of Moju, Pará (02º 12’ 26” S e 48º 48’ 14” W). Two hundred ha out of 1,050 ha forest area were selectively logged for timber (23 m3ha-1 logging intensity) in 1997.Twenty-two 0.5 ha permanent sample plots (11 ha sample) were established and all trees with dbh ≥ 10 cm were identified and measured for dbh in 1995 (before logging), 1998 and 2010 (after logging). Parameters evaluated were Density (De) and Basal area (G-m2 ha-1). Sapotaceae presented a significant reduction of 7.7% on tree density (p=0.0147), and an dominance increase of 1.4% (p=0.7851). In the same period, decreases in density and basal area were observed to Pouteria laurifolia (Gomes) Radlk. (66.7 and 50.6%), Pouteria macrocarpa (Mart.) D. Dietr. (25 and 29.4%), Micropholis acutangula (Ducke) Eyma (20 and 11%), Manilkara huberi (Ducke) A. Chev. (16.4 and 17.7%) and Manilkara paraensis (Huber) Standl. (12.5 and 31.4%). The main commercial species M. Huberi did not recover its original density. On the other hand, three new species of the family were recorded in the focused period.Avaliou-se o efeito da exploração de madeira, realizada em 1997, na estrutura e dinâmica de algumas espécies de Sapotaceae em uma Floresta Ombrófila Densa, no município de Moju, Pará (02º12’26”S e 48º48’14”W). De uma área de floresta de 1.050 ha, foram selecionados 200 hapara exploração seletiva de intensidade de 23 m3.ha-1. Nessa área, foram alocadas 22 parcelas permanentes de 0,5 ha, totalizando 11 ha amostrais, onde foram medidas todas as árvores com DAP ≥10 cm, nos anos de 1995 (antes da exploração), 1998 e 2010 (após exploração). Os parâmetros avaliados foram densidade (Da) e área basal (m2.ha-1). No período de 1995 a 2010, Sapotaceae apresentou uma redução significativa de 7,7% na densidade (p = 0,0147) e aumento na dominância em 1,4% (p = 0,7851). Nesse mesmo período, observou-se redução da densidade e dominância para Pouteria laurifolia (Gomes) Radlk. (66,7 e 50,6%), Pouteria macrocarpa (Mart.) D. Dietr. (25 e 29,4%), Micropholis acutangula (Ducke) Eyma (20 e 11%), Manilkara huberi (Ducke) A. Chev. (16,4 e 17,7%) e Manilkara paraensis (Huber) Standl. (12,5 e 31,4%). A espécie com maior valor comercial, M. huberi, não mostrou recuperação nesse parâmetro, porém houve ingresso de três novas espécies na população de Sapotaceae estudada.AbstractEffect of reduced impact logging in some sapotaceae species in the eastern amazon. Effect of logging, held in 1997, on structure and dynamics of some Sapotaceae species were evaluated in a dense tropical rain forest located in the municipality of Moju, Pará (02º 12’ 26” S e 48º 48’ 14” W). Two hundred ha out of 1,050 ha forest area were selectively logged for timber (23 m3ha-1 logging intensity) in 1997.Twenty-two 0.5 ha permanent sample plots (11 ha sample) were established and all trees with dbh ≥ 10 cm were identified and measured for dbh in 1995 (before logging), 1998 and 2010 (after logging). Parameters evaluated were Density (De) and Basal area (G-m2 ha-1). Sapotaceae presented a significant reduction of 7.7% on tree density (p=0.0147), and an dominance increase of 1.4% (p=0.7851). In the same period, decreases in density and basal area were observed to Pouteria laurifolia (Gomes) Radlk. (66.7 and 50.6%), Pouteria macrocarpa (Mart.) D. Dietr. (25 and 29.4%), Micropholis acutangula (Ducke) Eyma (20 and 11%), Manilkara huberi (Ducke) A. Chev. (16.4 and 17.7%) and Manilkara paraensis (Huber) Standl. (12.5 and 31.4%). The main commercial species M. Huberi did not recover its original density. On the other hand, three new species of the family were recorded in the focused period.Keywords: Forest management; Pouteria; Manilkara; Amazonian Forest