Caracterização e modelagem do material combustível de cerrado campestre na região do Jalapão - Tocantins, Brasil

Orientador: Prof. Dr. Antonio Carlos BatistaCoorientador: Prof. Dr. Marcos GiongoDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa : Curitiba, 28/02/2019Inclui referências: p.73-75Área de concentração: Conservação da naturezaResumo: O conhecimento da dinâmica e características do material combustível é de suma importância para as tomadas de decisão nas ações de prevenção e manejo do fogo, pois, representa um fator que é passível de controle pela ação humana. O presente estudo teve como objetivo geral realizar a caracterização e analisar a dinâmica do material combustível superficial de Cerrado campo sujo durante estação seca, bem como verificar as relações existentes entre seus parâmetros e entre variáveis meteorológicas para o ajuste de modelos, estabelecendo também a influência do tipo de combustível na eficiência da combustão. O experimento foi realizado na Estação Ecológica Serra Geral do Tocantins (TO), durante estação seca (maio, junho, agosto e setembro), em áreas com diferentes períodos sem ocorrência de queima (PSQs) de 1 a 4 anos. Desta forma, foram estabelecidas 128 repetições designadas de unidade de amostragem de dados (UAD), nas quais foram instaladas através de sorteio 8 subamostragens de 0,25 m² para coleta de características destrutivas e não destrutivas. Nestas subamostras foram coletadas as seguintes variáveis: altura das herbáceas (Hth), altura da manta (Htm), o número de espécies (NDE) e a quantidade de indivíduos (QTI) como variáveis obtidas por método não destrutivo, e como características destrutivas a separação nas diferentes classes (time-lag) do material combustível: 1-h, 10-h, 100-h e 1000-h. Com relação à dinâmica da carga de combustível em áreas com diferentes períodos sem queima, o comportamento da carga de material combustível herbáceo morto (HM), em coletas realizadas nos dois primeiros meses da estação seca, foi o único que corroborou com a hipótese de diferentes incrementos nos distintos anos sem queima. A altura do estrato herbáceo se estabilizou a partir do PSQ 2 e o número de espécies diminuiu em áreas com maiores períodos sem queima e em coletas realizadas nos meses finais da estação seca. Quanto às relações entre as variáveis do material combustível, encontrou-se melhores correlações entre as variáveis de carga de material morto com as características não destrutivas do estudo, possibilitando então o ajuste de equações de regressão com R²aj variando de 0,12 a 0,73. Tendo em vista a não expressividade nas relações entre o conteúdo de umidade do combustível e as variáveis de temperatura e umidade relativa no momento das coletas, não foi possível elaborar modelos para estimativa do conteúdo de umidade do material combustível em função das variáveis meteorológicas avaliadas. A análise dos componentes principais possibilitou verificar a maior influência na taxa de consumo, após ocorrência de queima, da vegetação herbácea morta. Os resultados obtidos são informações de grande importância, servindo como subsídio para implementação de ações de manejo do fogo, que são frequentemente realizadas na região do Jalapão. Palavras-chave: Carga do combustível. Manejo do combustível. Período sem queima. Umidade do combustível. Modelagem do combustível.Abstract: The knowledge of the dynamics and characteristics of the combustible material is of paramount importance for decision-making in fire prevention and management actions since it is a factor that can be controlled by human action. The present study had the general objective of characterizing and analyzing the dynamics of the superficial combustible material of Cerrado field during the dry season, as well as to verify the existing relationships between its parameters and between meteorological variables for the adjustment of models, also establishing the influence of the type of fuel in the combustion efficiency. The experiment was carried out in the Serra Geral do Tocantins Ecological Station (TO) during the dry season (May, June, August and September) in areas with different periods without burning (PSQs) of 1 to 4 years. In this way, 128 replications were chosen, designated as a unit of data sampling (UAD), in which 8 sub-samples of 0.25 m² were collected through a draw for the collection of destructive and non-destructive characteristics. In these subsamples the following variables were collected: herbaceous height (Hth), litter height (Htm), number of species (NDE) and number of individuals (QTI) as variables obtained by nondestructive method, and as destructive characteristics separation in the different classes (time-lag) of the combustible material: 1-h, 10-h, 100-he and 1000-h. Regarding the dynamics of the fuel load in areas with different periods without burning, the behavior of the load of dead herbaceous combustible material (HM), in collections made in the first two months of the dry season, was the only one that corroborated with the hypothesis of different increments in the different years without burning. The height of the herbaceous stratum stabilized from the PSQ 2 and the number of species decreased in areas with higher periods without burning and in collections made in the final months of the dry season. As for the relationships between the variables of the combustible material, better correlations were found between the load variables of the dead material and the non-destructive characteristics of the study, allowing the adjustment of regression equations with R²aj ranging from 0.12 to 0.73. Considering the non-expressivity in the relationship between the fuel moisture content and the variables of temperature and relative humidity at the time of collection, it was not possible to elaborate models to estimate the moisture content of the combustible material as a function of the evaluated meteorological variables. The analysis of the main components made it possible to verify the greater influence on the rate of consumption, after burning, of the dead herbaceous vegetation. The results obtained are information of great importance, serving as a subsidy for the implementation of fire management actions, which are often carried out in the Jalapão region. Keywords: Fuel load. Fuel management. Period without burning. Fuel moisture. Fuel modeling

Modeling for estimation of load and moisture of fuel in Cerrado area

A umidade do material combustível é um fator importante para o conhecimento do comportamento do fogo. Por isso esse trabalho a finalidade de estimar a umidade do material combustível através da modelagem de variáveis meteorológicas em uma área de Cerrado localizada na cidade de Gurupi, sul do estado do Tocantins. Os dados meteorológicos em campo foram obtidos através de uma miniestação, que fornecia umidade relativa do ar, temperatura e velocidade do vento, permanecendo ligada durante todo o período de experimento, que ocorreu durante 7 meses, com um total de 10 coletas, em dias esporádicos. O material combustível foi coletado de 5 em 5 minutos, em um recipiente plástico, e pesado em uma balança com precisão de 0,01g e após isso armazenado em sacos de papel com identificação. As amostras foram secadas em estufas durante 72 horas a uma temperatura de 75ºC, e novamente pesadas para obter o peso do material seco.The moisture of combustible material is an important factor in the knowledge of fire behavior. Therefore, this work aims to estimate the moisture content of fuel material by modeling meteorological variables in a Cerrado area located in the city of Gurupi, southern Tocantins state. Field meteorological data were obtained through a mini-station, which provided relative humidity, temperature and wind speed, remaining on during the entire experiment period, which occurred during 7 months, with a total of 10 collections, on sporadic days. The combustible material was collected every 5 minutes in a plastic container and weighed on a 0.01g scale and then stored in ID paper bags. The samples were dried in greenhouses for 72 hours at room temperature of 75 °C, and again weighed to obtain dry material weight

Climate-Smart Forestry in Brazil

AbstractBrazil is the second largest forested country in the world with a high level of naturalness and biodiversity richness, playing a significant role in the adoption of mitigation and adaptation strategies to climate change. Although the Brazilian federal government is mainly responsible for the protection of natural ecosystems, the decentralization process, which demands competences of the states and municipalities, allowed the establishment of several agencies and institutions dealing with monitoring, assessment, and management of forest ecosystems through a complex and interrelated number of forest policies. Nevertheless, the deforestation rate, with a consequent loss of biodiversity and ecosystem services, represents critical challenges, attracting worldwide attention. The variety of mitigation and adaptation measures adopted over the years represents viable tools to face climate change and to promote climate-smart forestry in Brazil. Notwithstanding the positive effects achieved in the last decade, a better coordination and practical implementation of climate-smart forestry strategies is required to reach nationally and internationally agreed objectives.This chapter aims to depict the Brazilian forestry sector, highlighting the management strategies adopted overtime to counteract climate change

Estimativa do material combustível em área de Cerrado campo sujo a partir de imagens do sensor RGB

A quantificação do material combustível em área do Cerrado campo sujo é limitada pela dificuldade em obtenção de dados, nos altos custos e no elevado tempo gasto em campo. Em busca de alternativas que facilitem a obtenção dos dados, o uso de sensores RGB se destaca, podendo ser uma ferramenta útil e eficaz na quantificação do material combustível. Nesse contexto, o trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade da utilização de imagens provenientes de um sensor RGB aerotransportado por um multirotor para estimava do material combustível por meio da análise de regressão. Foi realizada a amostragem do material combustível da área que foi pesada em campo e seca em estufa. Com o processamento das imagens digitais foram obtidas a altura (htMDA) e o índice de vegetação (NGRDI) dos pixels que abrangiam as unidades amostrais, seguidos de análise de correlação entre dados do processamento digital e o material combustível. Posteriormente, foram ajustados três modelos de regressão, em que foram obtidos coeficiente de determinação ajustados (R²aj) de 0,39 a 0,80. O uso dos sensores RGB apresentam potencial para a estimação de material combustível. Quando se combina as variáveis htMDA e NGRDI, são obtidos valores mais próximos da linha média de distribuição

Doses de calcário nos atributos químicos de solo de várzea do sul do Tocantins

The low fertility of Cerrado soils is a limiting factor for root development for the main plants cultivated for agricultural production, promoting low productivity ha-1. The objective was to evaluate the effects of applied doses of Calcium Carbonate PA, in a dystrophic Tb Melanic Gleissolo from lowland plains in the south of the State of Tocantins. To understand the development of the fertility effect of nutrients such as Ca, Ca+Mg, P, Mg, and K and to verification of the pH reaction and Al and Fe. The experiment was carried out in the municipality of Gurupi (TO), in the experimental area of the Federal University of Tocantins, Gurupi campus, being conducted in randomized blocks with five doses of CaCO3 (0; 1.5; 3.0; 4.5 and 6.0 t ha-1), with six repetitions of 5 dm³ of soil. Every 7 days, evaluations were carried out in the laboratory of the pH level in the water, Al, and Fe, verifying the main macronutrients. It was verified that the correction of the soil by limestone favored the elevation of the pH, decreasing the contents of Al and Fe, and increasing the contents of P, K, Ca, and Mg, Ca+Mg in lowland soil.A baixa fertilidade dos solos do Cerrados é fator limitante ao desenvolvimento radicular para as principais plantas cultivadas para produção agropecuaria, promovendo baixa produtividade ha¹. O objetivo foi avaliar os efeitos de doses empregadas de Carbonato de Cálcio PA, em um Gleissolo Melânico Tb distrófico de várzea do Sul do Estado do Tocantins. Com intuito de compreender o desenvolvimento do efeito da fertilidadade dos nutrientes como: Ca, Ca+Mg, P, Mg, K e verificação da reação de pH e Al e Fe. O experimento foi desenvolvido no município de Gurupi (TO), na área experimental da Universidade Federal do Tocantins, campus de Gurupi, sendo conduzido em blocos casualizado com cincos doses de CaCO3 (0; 1,5; 3,0; 4,5 e 6,0 t ha-1), com seis repetições de 5 dm³ de solo. A cada 7 dias foram realizadas avaliações em laboratório do nível do pH em água, Al e Fe, verificando, também, os principais macronutriens. Verificou-se que a correção do solo por calcário favoreceu a elevação do pH, diminuindo os teores de Al e Fe, e aumentando os teores de P, K, Ca e Mg, Ca+Mg em solo de várzea

Estação Ecológica Serra Geral do Tocantins: aspectos fisiográficos e uso do fogo

Serra Geral do Tocantins Ecological Station is a Protected Area located in the Brazilian Cerrado, in the Jalapão region where the largest block of Cerrado Conservation Units is located, covering the states of Maranhão, Tocantins, Piauí and Bahia, and together they form a continuum of vegetation and ecological corridors important for the conservation of the Cerrado biodiversity. The objective of this work was to characterize the legal and physiographic aspects of the Serra Geral do Tocantins Ecological Station, as well as its relationship with the use of fire. For this, scientific papers published on the Protected Area, the information contained in the database of federal and state agencies of Tocantins (IBAMA, ICMBio, MMA, ANA, IBGE, NATURATINS, SEFAZ-TO) were consulted, as well as current legislation which attributes territoriality to EESGT. From the research conducted, it emerged that the EESGT is one of the most important Protected Area for the preservation of Cerrado. The climate of the region and the characteristics of the vegetation make the environment of the EESGT extremely linked to the action of fire, enhancing it with various physiographic aspects, and maybe a harmful agent or instrument of preservation and restoration of fauna, flora, and soil. EESGT management has been playing an important role that can reconcile environmental preservation with the cultural aspects of the traditional communities that live there and employ modern fire management concepts and techniques that have contributed to the maintenance and restoration of the Cerrado in the Jalapão region.A Estação Ecológica Serra Geral do Tocantins é uma Unidade de Conservação de proteção integral situada no Cerrado brasileiro, na região do Jalapão onde está localizado o maior bloco de Unidades de Conservação do Cerrado, contemplando os estados do Maranhão, Tocantins, Piauí e a Bahia, e que juntas formam um contínuo de vegetação e corredores ecológicos importantes para a conservação da biodiversidade do Cerrado. O objetivo deste trabalho foi caracterizar aspectos legais e fisiográficos da Estação Ecológica Serra Geral do Tocantins, bem como de sua relação com o uso do fogo. Para isso, foram consultados trabalhos científicos publicados sobre a Unidade de Conservação, informações contidas em base de dados de órgãos federais e estaduais do Tocantins (IBAMA, ICMBio, MMA, ANA, IBGE, NATURATINS, SEFAZ-TO), bem como a legislação vigente que atribui territorialidade a EESGT. A partir da pesquisa realizada, depreendeu-se que a EESGT é uma das Unidades de Conservação mais importantes para preservação do Cerrado. O clima da região aliado as características da vegetação tornam o ambiente da EESGT extremamente ligado a ação do fogo, relacionando-o com diversos aspectos fisiográficos, podendo ser agente daninho ou instrumento de preservação e restauração de fauna, flora e solos. A gestão da EESGT vem desempenhando um papel importante que consegue conciliar a preservação ambiental com os aspectos culturais das comunidades tradicionais que ali vivem e consegue empregar conceitos e técnicas de manejo com uso do fogo modernas que têm contribuído para manutenção e recuperação do Cerrado na região do Jalapão

Inflamabilidade de espécies vegetais do cerrado stricto sensu

Fire can cause damage and benefits to an ecosystem, and this relationship is influenced by two main factors: local weather conditions and fuel material characteristics. One of the main factors influencing the combustion process is the flammability of fuels, and its understanding is essential for the prevention of forest fires. Therefore, this study aimed to evaluate the flammability potential of Tabebuia aurea, Pseudobombax grandiflorum, Dimorphandra mollis, Chytraculia concinna, Eriotheca gracilipes and Qualea multiflora of cerrado sensu stricto and to indicate the species with the greatest potential to help prevent forest fires. The investigation was carried out at the Forest Research Laboratory at the Center for Environmental Monitoring and Fire Management (CeMAF) at the Federal University of Tocantins where flammability tests were conducted to evaluate ignition time, ignition frequency, combustion duration, combustion index and flammability value of the combustible materials, for each species studied 50 firings were performed in a epiradiator, each burn consisted of 1 ± 0.1 g of green combustible material. Based on the obtained data it was verified that among the studied species the one that showed the highest flammability index was Eriotheca gracilipes, on the other hand, Tabebuia aurea, Pseudobombax grandiflorum and Dimorphandra mollis species are considered to be weakly flammable, classifying them as potential for use in forest fire prevention.O uso do fogo pode ocasionar danos e benefícios a um ecossistema, sendo essa relação influenciada por dois fatores principais: condições meteorológicas locais e característica do material combustível. Um dos principais fatores que influenciam o processo de combustão é a inflamabilidade dos combustíveis, sendo considerado essencial a compreensão deste para a prevenção de incêndios florestais. Diante disso este trabalho objetivou avaliar o potencial de inflamabilidade das espécies Tabebuia aurea, Pseudobombax grandiflorum, Dimorphandra mollis, Chytraculia concinna, Eriotheca gracilipes e Qualea multiflora do cerrado sensu stricto e indicar as espécies com maior potencial para auxiliar na prevenção de incêndios florestais. O trabalho foi realizado no Laboratório de Pesquisas Florestais no Centro de Monitoramento Ambiental e Manejo do Fogo (CeMAF) na Universidade Federal do Tocantins onde os testes de inflamabilidade foram conduzidos para avaliação do tempo para ignição, da frequência de ignição, duração da combustão, índice de combustão e valor de inflamabilidade dos materiais combustíveis, sendo que para cada espécie estudada foram efetuadas 50 queimas em epirradiador, cada queima constituída de 1 ± 0,1 g de material combustível verde. Com base nos dados obtidos verificou-se que dentre as espécies estudadas a que demonstrou maior índice de inflamabilidade foi a Eriotheca gracilipes, por outro lado, identificou-se que as espécies Tabebuia aurea, Pseudobombax grandiflorum e Dimorphandra mollis são consideradas como fracamente inflamáveis, classificando-as como potenciais para uso na prevenção de incêndios florestais