HAFLEY, W. L.

OLIVEIRA, E. B. de

OLIVEIRA, Y. M. M. de

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SisPinus - SIMULADOR DE CRESCIMENTO E DE PRODUCAO PARAPLANTIOS DE Pinus e//iotti EPinus taeda SOB MANEJO NO SUL DOBRASILVeda Maria Malheiros de Oliveira *Edilson Batista de Oliveira **Wi lIiam L. Hafley * * *RESUMONeste trabalho apresenta-se uma descrição de um sistema de simulação desen-volvido para uso em microcomputadores padrão IBM/PC na Universidade Estadualda Carolina do Norte, EUA e adaptado para a prognose de plantios de Pinus elliottiíe P. taeda estabelecidos no sul do Brasil. A variável básica para o modelo utilizadono sistema é o índice de sítio ou curva da altura dominante em função da idade. Osistema oferece opções para a escolha entre equações de volume ou de peso assimcomo para desbastes seletivos e/ou sistemáticos, ou a combinação destes. Nos rela-tórios de saída, o usuário pode identificar as idades e intervalos entre estas, para asquais as informações de produção são desejadas.Palavras-chave: Simulação, volume, desbaste, rendimento.MANAGED PINE PLANTATION GROWTH ANO YIELD SIMULATORFOR SOUTHERN YELLOW PINE GROWN IN BRAZILABSTRACTThis paper describes a software developed at the NCSU-North Carolina StateUniversity to be used with IBM/PC microcomputers and adapted to predict grovvthand yield of slash and loblolly pine planted in southern Brasil. lhe basic variable ofthe simulation model is the site index or the curve of dominant height over age. lheprogram offers opportunities to choose different volume or weight equations.Severa I thinning options are also available in the model. lhe user may specify theages at which yield information is desired.Key-words: Simulation, volume, thinning, P. taeda. P. elliottií.Engenheira Florestal, M. Se.• CREA nU 6932-0, Pesquisddora da EMBRAPA - Centro Na-cional de Pesquisa de Florestas.Engenheiro AgrOnomo, M. Sc., CREA nO 1211-0, Pesquisador da EMBRAPA - CentroNacional de Pesquisa de Florestas.Professor de Ciências Florestais e Estatística da NCSU - North Carolina Stats Universitv,PhO., consultor para a EMBRAPA - Centro Nacional de Pesquisa de Florestas.107**** **1. INTRODUÇAOo SisPinus é um sistema de linguagem Turbo Pascal desenvolvido para uso emmicrocomputadores padrão IBM/PC com capacidade mínima de 256Kb. Sua versãooriginal foi desenvolvida na Universidade Estadual de Carolina do Norte - NCSU,pelo Dr. William Hafley e, nos anos de 1988 e 1989 foi adaptado para prognose deprodução de plantios de P. etliottii e P. taeda estabelecidos no Sul do Brasil, porocasião da consultoria do Dr. Hafley junto ao Centro Nacional de Pesquisas de Flo-restas - CNPF/EMBRAPA. (1988/1989).O SisPinus é de manuseio extremamente simples. O operador é quem, atravésde um processo de tomadas de decisões, dirige o sistema para o objetivo desejado.As perguntas durante a operação são feitas de forma objetiva e o usuário pode alte-rar decisões tomadas anteriormente, em busca de soluções otimizadas.A estrutura e aspectos da operação do SisPinus serão descritos a seguir.2. INPUTS NECESSÁRIOS PARA A UTILlZAÇAO DO SISTEMAO Sistema incorpora índice de sítio e equação de volume desenvolvidos em tra-balhos executados no CNPF, porém estes podem ser substituídos por outros mode-los, caso seja desejado.3. CONDIÇOES INICIAISAs primeiras perguntas referem-se à escolha da espécie (P. el/iottii ou P. taedale a lnformaçâo do índice de sítio em que se encontra o povoamento. Conformemencionado no item 2, o usuário pode optar pelo uso de curvas geradas pelo siste-ma, que considera o intervalo entre 15 e 25 m para a altura dominante aos 15 anosde idade. Neste caso, define a altura dominante de 21 m como representativa de umsítio médio e é esta a entrada default, ou seja, o índice de sítio assumido caso nãose introduza outro valor. Adicionalmente, o usuário poderá adotar outra equação,bastando solicitar ao sistema a troca do modelo.Para a inicializaçâo propriamente dita do sistema, serão aceitas as seguintes in-formações iniciais:1. número de árvores sobreviventes no povoamento;2. número de árvores sobreviventes em dado ponto no tempo;3. número de árvores sobreviventes e seu porte médio em um dado ponto notempo.108Setor selecionado o item (1) o usuário será questionado quanto ao número deárvores plantado por hectare e a porcentagem de sobrevivência do povoamento esta-belecido. O termo "povoamento estabelecido" é, neste contexto, um ano após oplantio, quando a mortalidade inicial já tiver sido quantificada e mio mais pode seresperada.Se for selecionado o item (2), o usuário será questionado sobre o número deárvores sobreviventes e a idade na qual esta sobrevivência foi avaliada. Isto permite adeterrninação, através do modelo, das condições iniciais de povoamento. O menu deentrada mostrará a estimativa inicial de densidade de plantio e indicará a porcenta-gem de sobrevivência.Se a opção for a (31. o usuário deverá responder, além das questões da opção (2),qual a área basal por hectare no momento da avaliaçâ'o ou o diâmetro médio qua-drático (dg), diâmetro este que é, por definição, aquele que corresponde à árvorecom área transversal média do povoamento.4. DADOS UTILIZADOS PARA A ADAPTAÇÃO DO SISTEMAIndice de SítioForam utilizados dados de parcelas de Inventário Florestal Contínuo (IFC)instaladas nas Florestas Nacionais de Capão Bonito (SP), Irati (PRI. Três Barras (SC)e São Francisco de Paula (RS).O modelo selecionado para expressâ'o da relação altura dominante/idade foi:Os valores encontrados foram divididos em 6 classes, a saber:IS15, IS17, IS19, IS23 e IS25 que se refereriam à altura dominante em me-tros na idade índice de 15 anos, onde IS significa classe de sítio.DistribuiçlJo adotadaForam utilizados dados de parcelas de Inventário Florestal Contínuo (IFC)ins-taladas nas Florestas Nacionais de Capão Bonito (SP), lrati (PRI. Três Barras (SC) eSão Francisco de Paula (RS).Cada parcela possuía em média 5 medições sucessivas com amplitudes emmédia de 6 a 30 anos de idade e espaçamentos iniciais de 2,25 a 9,00 m2/árvore.Por características de implantação do IFC, 1/3 das parcelas não sofreram ne-nhum desbaste e os restantes 2/3 foram submetidas a tratamento idêntico ao restan-te do talhão. Desbastes usuais, sistemáticos, seletivos ou mistos foram adotados.Estes dados foram então submetidos a um programa de distribuição de diâ-metro. No caso, a distribuição adotada foi a SB ou a SBB de Johnson. A distribui-ção SBB (bivariada) foi preferencialmente utilizada quando as informaç6es de alturae diâmetro estavam disponíveis na parcela.109No caso do SisPinus, em particular, foram importantes os maiores e menoresindivíduos, o diâmetro modal, a altura rnodal, desvio padrão de diâmetro e alturae correlação entre diâmetro e altura.Para todas as parcelas contantes do trabalho foram obtidas tabelas-resumocom as informações citadas e estas foram incorporadas ao modelo formando umconjunto de dados que abrangia vários espaçamentos, várias idades, várias densida-des e características diferentes em relação a taxas de incremento em diâmetro e al-tura. Foram identificados nove características de interesse para discriminação dospovoamentos e desenvolvidas equações para estimativa dos parâmetros da distribui-ção SSS; para estas características.- Determínou-se a altura domínante através de equação de índice do srno,- Adotou-se funções de crescimento para uma determinada característica de-sejada versus altura dominante para as diferentes densidades representadas nos da-dos.- adotou-se as equações para predição dos coeficientes destas funçc5es de cres-cimento como equações polinomiais em densidade.EXEMPLOPara a estimativa do maior diâmetro:O mesmo procedimento foi adotado para as demais características, a saber:índice de Sítio ajustado, altura modal, o menor diâmetro e a menor altura, desviopadrão de diâmetro e altura, diâmetro modal, o menor diâmetro, altura dominantee correlação entre diâmetro e altura.6. MODELAGEM DA MORTALIDADEConsiderando as florestas de Pinus implantadas no Brasil, a mortalidade nãoparece estar em grande evidência. Árvores dominadas que morreriam em condiçõesde povoamento natural podem sobreviver, principalmente se há ausência de patóge-nos naturais e ausência de estiagens.A mortalidade pode eventualmente ocorrer em função da competição por es-paço e nutrientes, mas o uso frequente de desbastes evidencia que a inexistência deuma função precisa de mortalidade não é fator liminante para o uso do SisPinus.110Assim, dados de mortalidade obtidos no tempo através de parcelas do IFC fo-ram adaptados à função de mortalidade original do modelo.Foi usado o algoritmo de BLlSS & FISCHER (1953) onde o número de árvo-res mortas em um dado intervalo de crescimento é determinado como sendo umafunção de altura.7. VOLUMEApós a incorporaçã'o das informações iniciais o sistema verifica a intenção dousuário em permanecer com a equação de volume gerada no sistema ou substituí-Iapor outra e, adicionalmente, oferece a possibilidade de inserção de até 9 (nove) dife-rentes equações de volume e suas unidades associadas. As equações devem ser basea-das em DAP e ALTURA TOTAL, podendo ser de volume total com casca ou aindaequações de peso. As equações podem ficar armazenadas em arquivo para uso futu-ro.8. DESBASTESO sistema aceita desbastes:Seletivos1. Para uma área basal específica por hectare;2. Para um número de árvores específico por hectare.Neste caso, remove os menores diâmetros e menores alturas até alcançar aárea basal ou número de árvores remanescentes especificados.- SistemáticosSolicita o número de linhas a serem removidas com 1 em cada 3 ou 1 emcada 5. Nesta situaçâo, o povoamento á reduzido em porcentagens iguais à porcen-tagem de área representada pelas linhas removidas, ou seja, um corte a cada 5 linhasrepresenta a rernoçâo de 20% do povoamento.- MistosInicialmente segue o procedimento de desbaste sistemático e depois faz umdesbaste seletivo nas linhas remanescentes.9. RELATÓRIOS DE SA(DAO usuário poderá identificar as idades em que as informações de produção sãodesejadas. As opções previstas são:1. lnforrnaçâo das idades desejadas para os relatórios;2. Informação do primeiro, último ano e do intervalo de idade para os relató-rios;3. Utilização da saída padrão, a qual prevê relatórios das idades de 3 a 25,com intervalo de 2 anos.111Se um desbaste é simulado, um relatório das condições do povoamento ante-riores ao desbaste á automaticamente produzido. Ao término do trabalho, é dada aopção de obtenção de uma cópia da tabela de produção para a impressora.10. ENTRADA DE INFORMAÇOES E CORREÇOES DE DADOSAntes de iniciar o processamento propriamente dito, o usuário poderá alteraros dados introduzidos. No início e antes de cada novo processamento, ao usuário édada a opção de editar o último conjunto de condições processadas, ou entrar paraum novo conjunto de condições.Para exemplificação dos relatórios apresentados pelo SisPinus considera-se 2situações:a) Povoamento de P.taeda com densidade inicial de 2.000 árvores por hecta-re, porcentagem de sobrevivência de 95% e índice de sítio médio (21 m de alturadominante aos 15 anos de idade). Consideramos ainda que este povoamento nãosofreu nenhum tipo de desbaste ao longo da rotação.O sistema apresenta, inicialmente, uma tela resumo dos dados considerados,para possíveis alterações, ou seja:RESUMO112Em seguida é produzida a Tabela de Produção que, para os dados considerados, se-ria:TABELA DE PRODUÇAO (Pinus taeda)rndice de S(tio Densidade Porcentagem de Sobrevivência Inicial(idade (nd. 15) IArv./ha) Sobrevivência (Arvores/ha)21,0 2000 95 1900Idade Alt. Dillm. Alt. Area Volume IMA IPAanos dom. N/ha Med. Med. Bas!1 Totalm em m m m3 (c/c)3 4,4 1900 5,0 3,7 3,8 7,0 2,3 2,35 7,9 1900 9,8 6,8 14,2 48,3 9,7 20,67 11,1 1897 13,3 9,5 26,2 124,7 17,8 38,29 13,9 1887 15,9 12,0 37,6 224,6 25,0 50,011 16,5 1865 18,1 14,1 47,8 338,1 30,7 56,713 18,8 1829 19,8 16,1 56,6 456,4 35,1 59,115 21,0 1778 21,4 18,0 63,7 571,9 38,1 57,817 23,0 1715 22,7 19,6 69,1 678,7 399 53,419 24,9 1641 23,8 21,2 72,8 772,5 40,7 46,921 26,6 1560 24,7 22,7 75,0 851,0 40,5 39,323 28,2 1475 25,6 24,1 75,9 913,5 39,7 31,225 29,8 1388 26,4 25,4 75,7 960,5 38,4 23,5NOTA: CURVA ALTURA/IDADE UTILIZADA - EMBRAPA/CNPFonde IMA Incremento Médio Anual;e IPA Incremento Peri6dico Anual.113o próximo passo é solicitar do usuário se deseja tabelas de frequência ou não.Se negativo, retoma para a próxima simulação. Se positivo, adverte que as tabelassão apresentadas para as idades em que foram realizados desbastes e para a idade fi-nal simulada, além de solicitar o intervalo de classe de diâmetro desejado. Como oexemplo não previu a execução de desbastes, o sistema apresentará a tabela de fre-quência como segue:TABELA DE FREQUENCIA PARA IDADE DE 25Diêmetro Alt. VolumeLim. de Classe H/ha Med. m3 (c/c)12.0 - 13.9 19 19.1 2.314.0 - 15.9 61 21.0 10.916.0 - 17.9 95 22,2 22.918.0 - 19.9 118 23,1 37,220.0 - 21.9 134 23.9 53.222.0 - 23.9 143 24.5 70.324.0 - 25.9 148 25.2 88.026.0 - 27.9 148 25.8 105.228.0 - 29.9 143 26.4 120.330.0 - 31.9 132 27.0 130.532.0 - 33.9 114 27.8 136.534.0 - 35.9 86 28.6 118.636.0 - 37.9 44 29.7 69.738.0 - 39.3 4 31.2 7.8TOTAIS 1389 960.5b) O mesmo povoamento anteriormente citado, com densidade inicial de2.000 árvores por hectare, porcentagem de sobrevivência de 95% e índice de sítiomédio (21 m de altura dominante aos 15 anos de idade). Programe-se um desbastesistemático puro para os sete anos, corte de 1 a cada 7 linhas, e outro seletivo, redu-zindo para 940 árvores por hectare aos 14 anos. Planeje-se também o corte finalpara os 25 anos de idade. Os relatórios seriam:RESUMO114A seguir o sistema apresenta um relatório das condições do povoamento an-teriores ao desbaste e prepara se para efetuar o desbaste.TABELA DE PRODUçAO (Pinus taeda)(ndice de Sítio Densidade Porcentagem de Sobrevivência Inicial(idade [nd, 15) (Arv.lha) Sobrevivência (Arvores/ha)21,0 2000 95 1900Idade Alt. N/ha Diãm. Alt. Ares Volumeanos dom. Med. Med. Bas:rl Total IMA IPAm cm m m m3 (c/c)3 4.4 1900 5.0 3.7 3.8 7.0 2.3 2.35 7.9 1900 9.8 6.8 14.2 48.3 9.7 20.67 11.1 1897 13.3 9.5 26.2 124.7 17.8 38.2PRONTO PARA DESBASTETecle (ENTER) para continuar:Em seguida o SisPinus verifica o tipo de desbaste a ser simulado, pergunta sehaverá um próximo desbaste e em que idade e apresenta um breve resumo das in-formações até aqui lançadas, com o seguinte relatório:PRONTO PARA DESBASTETecle (ENTER) para continuar:Com esta nova Tabela de Produção, o sistema está pronto para realizar o últi-mo desbaste planejado para o exemplo, sendo este: seletivo, aos 14 anos e reduzin-do o número de árvores para 940 por hectare.115TABELA DE PRODUçAO (Pinus taeda)Indice de Sitio Densidade Porcentagem de Sobrevivência Inicial(idade (nd. 15) (Arv.lha) Sobrevivência (Arvores/ha)21,0 2000 95 1900Idade Alt. N/ha Diãm, A11:. Area Volume IMA IPAanos dom. Med. Med. Basal Totalm cm m m2 m3 (c/c)3 4.4 1900 5.0 3.7 3.8 7.0 2.3 2.35 7.9 1900 9.8 6.8 14.2 48.3 9.7 20.67 11.1 1897 13.3 9.5 26.2 124.7 17.8 38.2O POVOAMENTO FOI DESBASTADO PELA REMOÇA0 DE 1 EMCADASETE LINHAS( * ) 1626 13.3 9.5 22.5 106.9 REMOVIDO = 17.89 13.9 1620 16.0 12.0 32.6 195.0 23.6 44.011 16.4 1607 18.3 14.1 42.1 297.4 28.7 51.213 18.8 1584 20.1 16.1 50.4 406.2 32.6 54.414 19.9 1568 20.9 17.1 54.0 460.9 34.2 54.7( *) Os dados desta linha referem-se ao desbaste efetuado.Este último relatório apresenta informações até a idade 25, selecionada comoidade de corte final .As tabelas de frequência do número de árvores/ha removidas por classe deDAP (Stand Tablesl são opcionais, para as idades em que foram realizados desbas-tes e para a idade de corte final. Utilizam-se de classes de diâmetro cujo intervalo declasse é fornecido pelo usuário (no exemplo, foram usadas classes de 2 cm).TABELA DE FREQUl:NCIA PARA ÁRVORES REMOVIDAS NA IDADE DE 7.Diêmetro N/ha Alt. VolumeLim. de Classe Med. m3 (c/c)4.0 - 5.9 5 7.7 0.06.0 - 7.9 17 8.3 0.38.0 - 9.9 34 8.7 0.910.0 - 11.9 50 9.1 2.112.0 - 13.9 59 9.5 3.714.0 - 15.9 55 9.8 4.816.0 - 17.9 38 10.2 4.418.0 - 19.9 12 10.8 1.9TOTAIS 270 17.8116TABELA DE PRODUÇAO (Pinus taeda)(ndice de Sftio Densidade Porcentagem de Sobrevivência Inicial(idade fnd. 15) (Arv./ha) 50 brev ivê nci a (Arvores/na)21,0 2000 95 1900Idade Alt. Diãm. Alt. Area Volumedom. N/ha Med. Med. Basal Total IMA IPAanos m cm m m2 m3 (c/c)3 4.4 1900 5.0 3.7 3.8 7.0 2.3 2.35 7.9 1900 9.8 6.8 14.2 48.3 9.7 20.67 11.1 1897 13.3 9.5 26.2 124.7 17.8 38.2O POVOAMENTO FOI DESBASTADO PELA REMOÇA0 DE 1 EM CADA 7 LINHAS( *) 1626 13.3 9.5 22.5 106.9 REMOVIDO = 17.89 13.9 1620 16.0 12.0 32.6 195.0 23.6 44.011 16.4 1607 18.3 14.1 42.1 297.4 28.7 51.213 18.8 1584 20.1 16.1 50.4 406.2 32.6 54.414 19.9 1568 20.9 17.1 54.0 460.9 34.2 54.7O POVOAMENTO FOI DESBASTADO PELA REMOÇA0 DE 628 ARVORES( * ) 942 23.5 18.0 40.9 368.7 REMOVIDO = 92.215 21.1 934 24.1 19.0 42.6 403.4 34.2 34.817 23.2 915 25.7 20.7 47.3 490.1 35.3 43.319 25.1 890 27.0 22.4 51.0 570.7 35.8 40.321 26.9 860 28.2 24.0 53.7 643.4 35.9 36.323 28.6 827 29.2 25.5 55.5 706.4 35.5 31.525 30.2 790 30.2 26.9 56.4 758.9 34.8 26.2( *) Os dados desta linha referem-se ao desbaste efetuado.TABELA DE FREOUENCIA PARA ÁRVORES REMOVIDAS NA IDADE 14Dlãmetro N/ha Alt. VolumeLim. de Classe Med. m3 (c/c)6.8 - 7.9 1 12.6 0.08.0 - 9.9 22 14.1 0.910.0 - 11.9 67 15.0 4.312.0 - 13.9 113 15.5 10.514.0 - 15.9 152 16.0 19.316.0 - 17.9 122 16.3 19.818.0 - 19.9 58 13.5 11.420.0 - 21.9 43 13.9 10.322.0 - 23.9 28 14.3 8.024.0 - 25.9 15 14.7 5.626.0 - 27.9 6 15.2 2.528.0 - 29.9 1 15.9 0.6TOTAIS 628 92.2TABELA DE FREOuENCIA PARA IDADE 25Dlãmetro N/Ha Alt. VolumeLim. de Classe Med. m3 (c/c)19.3 - 19.9 3 24.0 1.220.0 - 21.9 51 24.9 21.222.0 - 23.9 80 25.6 41.424.0 - 25.9 91 26.1 56.526.0 - 27.9 94 26.5 69.728.0 - 29.9 94 26.9 81.830.0 - 31.9 92 27.3 94.732.0 - 33.9 88 27.7 104.334.0 - 35.9 81 28.1 109.836.0 - 37.9 68 28.7 105.438.0 - 39.9 42 29.5 74.040.0 - 40.9 4 30.8 7.6TOTAIS 788 758.9BIBLIOGRAFIA RECOMENDADAPara maior detalhamento das bases técnicas do sistema as seguintes obras po-dem ser consultadas:B L1SS. C.1. & F ISCH ER. R.A. Fitting the negative binomial distribution to biolo-gical data. Biometrics 9:176-199,1953.117HAFLEY, W.L. SMITH, W.D. & BUFORD M.A. A new yield production modelfor unthinned loblolly pine in plantations. Raleigh, Southern For. Res. Center,North Carolina State Universitv, 1982, 63p. Technical Report nO 1.SMITH, W.D. & HAFLEY, W.L. Evaluation of a loblolly pine plantation thinningrnodel. Southern Journal 01 Applied Forestry, Bethesda, 10 (1): 52-63, 1986.HAFLEY, W. L. & BUFORD, M.A. A bivariate model for growth and yield predic-tion. Forest Science, Bethesda, 31 (1): 237-47,1985.118

SisPinus: simulador de crescimento e de producao para plantios de Pinus elliottii e Pinus taeda sob manejo no sul do Brasil.

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