Acessibilidade / Reportar erro
• CERNE 16 (1) • Mar 2010 • https://doi.org/10.1590/S0104-77602010000100004   copy

Evapotranspiration and estimation of aerodynamic and stomatal conductance in a fragment of Atlantic Forest in mantiqueira range region, MG

Evapotranspiração e estimativa das condutâncias aerodinâmica e estomática em um fragmento de Mata Atlântica na região da serra da mantiqueira, MG

Authorship SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

Abstracts

Understanding hydrologic behavior in forested areas, not least the Brazilian Atlantic Forest, is of fundamental importance for environmental modeling. This work aimed to estimate evapotranspiration values in Atlantic Forest remnants of Mantiqueira Range region using water balance calculations, and to estimate parameters (stomatal and aerodynamic conductances) for this vegetation cover using the Penman-Monteith model. In terms of water balance, evapotranspiration accounted for 89% of total precipitation, deep percolation accounted for 13.6% and storage variation was slightly negative over the analysis period. Canopy aerodynamic conductance (g a) presented a minimum value of 0.0921 m s-1, a maximum value of 0.1000 m s-1 and an average value of 0.0993 m s-1. Stomatal conductance (g s) varied from 0.001 to 0.0046 m s-1, with an average value of 0.0022 m s-1, being influenced by environmental conditions, especially by soil water availability. It was observed that the application of the Penman-Monteith model with average parameter fit (g a and g s) provided good accuracy, especially over the dry season, therefore it can be applied to studies of forest hydrology in fragments of Atlantic Forest in the Mantiqueira Range region, Minas Gerais state.

Forest hydrology; native forest; water balance

É de fundamental importância para a modelagem ambiental o entendimento do comportamento hidrológico em áreas florestadas, especialmente da Mata Atlântica brasileira. Neste trabalho, objetivou-se estimar valores de evapotranspiração em área remanescente de Mata Atlântica da Serra da Mantiqueira via balanço hídrico, bem como, parâmetros referentes a essa cobertura vegetal (condutância estomática e aerodinâmica), por meio do modelo de Penman-Monteith. Em termos do balanço hídrico, a evapotranspiração correspondeu a 89% do total precipitado, a drenagem profunda a 13,6% e a variação do armazenamento foi ligeiramente negativa durante o período de análise. A condutância aerodinâmica do dossel (g a ) apresentou valor mínimo de 0,0921 m s-1, valor máximo de 0,1000 m s-1 e valor médio de 0,0993 m s-1; a condutância estomática (g s ) variou de 0,001 a 0,0046 m s-1, com valor médio de 0,0022 m s-1, sendo influenciada pelas condições ambientais, especialmente, a disponibilidade hídrica do solo. Observou-se que a aplicação do modelo Penman-Monteith, com os parâmetros médios ajustados (g a e g s ), apresentou boa precisão, especialmente durante o período seco, podendo ser aplicado em estudos vinculados à hidrologia florestal na região de Mata Atlântica da Serra da Mantiqueira, Minas Gerais.

Hidrologia florestal; mata nativa; balanço hídrico

Evapotranspiration and estimation of aerodynamic and stomatal conductance in a fragment of Atlantic Forest in mantiqueira range region, MG* * Extract from M.Sc. Dissertation by the 1st author. FAPEMIG (CAG – APQ-00942-08)

Evapotranspiração e estimativa das condutâncias aerodinâmica e estomática em um fragmento de Mata Atlântica na região da serra da mantiqueira, MG

Donizete dos Reis PereiraI; Carlos Rogério de MelloII; Antônio Marciano da SilvaIII; Sílvia de Nazaré Monteiro YanagiIV

IAgricultural Engineer, Ph.D. Degree Candidate in Agricultural Engineering – Departamento de Engenharia Agrícola/DEA – Universidade Federal de Viçosa – Av. P.H. Rolfs, s/n, Campus Universitário – 36570-000 – Viçosa, MG

IIAgricultural Engineer, CNPq Scholarship Holder, Lecturer at the Departamento de Engenharia, Setor de Engenharia de Água e Solo – Universidade Federal de Lavras/UFLA – Cx.P. 3037 – 37200-000 – Lavras, MG – crmello@deg.ufla.br

IIIAgronomic Engineer, CNPq Scholarship Holder, Lecturer at the Departamento de Engenharia, Setor de Engenharia de Água e Solo – Universidade Federal de Lavras/UFLA – Cx.P. 3037 – 37200-000 – Lavras, MG – marciano@deg.ufla.br

IVMeteorologist, Postdoctoral Researcher at FAPEMIG – Departamento de Engenharia, Setor de Engenharia de Água e Solo – Universidade Federal de Lavras/UFLA – Cx.P. 3037 – 37200-000 – Lavras, MG

ABSTRACT

Understanding hydrologic behavior in forested areas, not least the Brazilian Atlantic Forest, is of fundamental importance for environmental modeling. This work aimed to estimate evapotranspiration values in Atlantic Forest remnants of Mantiqueira Range region using water balance calculations, and to estimate parameters (stomatal and aerodynamic conductances) for this vegetation cover using the Penman-Monteith model. In terms of water balance, evapotranspiration accounted for 89% of total precipitation, deep percolation accounted for 13.6% and storage variation was slightly negative over the analysis period. Canopy aerodynamic conductance (ga) presented a minimum value of 0.0921 m s-1, a maximum value of 0.1000 m s-1 and an average value of 0.0993 m s-1. Stomatal conductance (gs) varied from 0.001 to 0.0046 m s-1, with an average value of 0.0022 m s-1, being influenced by environmental conditions, especially by soil water availability. It was observed that the application of the Penman-Monteith model with average parameter fit (ga and gs) provided good accuracy, especially over the dry season, therefore it can be applied to studies of forest hydrology in fragments of Atlantic Forest in the Mantiqueira Range region, Minas Gerais state.

Key words: Forest hydrology, native forest, water balance.

RESUMO

É de fundamental importância para a modelagem ambiental o entendimento do comportamento hidrológico em áreas florestadas, especialmente da Mata Atlântica brasileira. Neste trabalho, objetivou-se estimar valores de evapotranspiração em área remanescente de Mata Atlântica da Serra da Mantiqueira via balanço hídrico, bem como, parâmetros referentes a essa cobertura vegetal (condutância estomática e aerodinâmica), por meio do modelo de Penman-Monteith. Em termos do balanço hídrico, a evapotranspiração correspondeu a 89% do total precipitado, a drenagem profunda a 13,6% e a variação do armazenamento foi ligeiramente negativa durante o período de análise. A condutância aerodinâmica do dossel (ga ) apresentou valor mínimo de 0,0921 m s-1, valor máximo de 0,1000 m s-1 e valor médio de 0,0993 m s-1; a condutância estomática (gs ) variou de 0,001 a 0,0046 m s-1, com valor médio de 0,0022 m s-1, sendo influenciada pelas condições ambientais, especialmente, a disponibilidade hídrica do solo. Observou-se que a aplicação do modelo Penman-Monteith, com os parâmetros médios ajustados (ga e gs ), apresentou boa precisão, especialmente durante o período seco, podendo ser aplicado em estudos vinculados à hidrologia florestal na região de Mata Atlântica da Serra da Mantiqueira, Minas Gerais.

Palavras-chave: Hidrologia florestal, mata nativa, balanço hídrico.

Full text available only in PDF format.

Texto completo disponível apenas em PDF.

5 BIBLIOGRAPHICAL REFERENCES

Received: February 27, 2009

Accepted: November 27, 2009

  • ALMEIDA, A. C.; SOARES, J. V. Comparação entre uso de água em plantações de Eucalyptus grandis e Floresta Ombrofila Densa (Mata Atlântica) na costa leste do Brasil. Revista Árvore, Viçosa, v. 27, p. 159-170, 2003.
  • ALMEIDA, A. C.; SOARES, J. V.; LANDSBERG, J. J.; REZENDE, G. D. Growth and water balance of Eucaliptus grandis plantations in Brazil during a rotation for pulp production. Forest Ecology and Management, Amsterdam, v. 251, p. 10-21, 2007.
  • CARNEIRO, R. L. C.; RIBEIRO, A.; HUAMAN, C. A. M.; LEITE, F. P.; SEDIYAMA, G. C.; BASTOS, N. F. Consumo de água em plantios de eucalipto: parte 1 determinação da condutância estomática em tratamentos irrigado e não-irrigado. Revista Árvore, Viçosa, v. 32, p. 1-10, 2008.
  • DEXTER, A. R. Soil physical quality part I: theory, effects of soil texture, density, and organic matter, and effects on root growth. Geoderma, Oxford, v. 120, p. 201-214, 2004.
  • HONZÁK, M.; LUCAS, R. M.; AMARAL, I.; CURRAN, P. J.; FOODY, G. M.; AMARAL, S. Estimation of the leaf area index and total biomass of tropical regenerating forest: comparison of methodologies. In: GASH, J. H. C. (Ed.). Amazonian deforestation and climate Chichester: J. Wiley, 1996. p. 365-381.
  • KELLIHER, F. M.; LEUNING, R.; RAUPACH, M. R.; SCHULZE, E. D. Maximum conductances for evaporation from global vegetation types. Agricultural and Forest Meteorology, Amsterdam, v. 73, p. 1-16, 1995.
  • MELLO, C. R. de; OLIVEIRA, G. C.; FERREIRA, D. F.; LIMA, J. M. Predição da porosidade drenável e da disponibilidade total de água para Cambissolos da Região Campos das Vertentes. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 37, p. 1319-1324, 2002.
  • MELLO, C. R. de; VIOLA, M. R.; NORTON, L. D.; SILVA, A. M.; WEIMAR, F. A. Development and application of a simple hydrologic model simulation for a Brazilian headwater basin. Catena, Amsterdam, v. 75, p. 235-247, 2008.
  • MENEZES, M. D. Levantamento de solos em sub-bacias hidrográficas como apoio para avaliação do uso da terra e da potencialidade de recarga de aqüíferos 2007. 107 p. Dissertação (Mestrado em Ciência do Solo) -Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2007.
  • MIELKE, M. S.; OLIVA, M. A.; BARROS, N. F.; PENCHEL, R. M.; MARTINEZ, C. A.; ALMEIDA, A. C. Stomatal control of transpiration in the canopy of a clonal Eucalyptus grandis plantation. Trees, Berlin, v. 13, p. 152-160, 1999.
  • RENNÓ, C. D. Construção de um sistema de análise e simulação hidrológica: aplicação a bacias hidrográficas. 2003. 158 p Tese (Doutorado em Sensoriamento Remoto) -Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, São José dos Campos, 2003.
  • ROBERTS, J. M.; CABRAL, O. M. R.; FISH, G.; MOLION, L. C. B.; MOORE, C. J.; SHUTTLEWORTH, W. J. Transpiration from and Amazonian rainforest calculated from stomatal conductances measurements. Agricultural and Forest Meteorology, Amsterdam, v. 65, p. 175-196, 1993.
  • SCOLFORO, J. R. S.; MELLO, J. M.; SILVA, C. P. Inventário florestal de Minas Gerais: floresta estacional semidecidual e ombrófila: florística, estrutura, diversidade, similaridade, distribuição diamétrica e de altura, volumetria, tendências de crescimento e áreas aptas para manejo florestal. Lavras: UFLA, 2008. 1029 p.
  • SOARES, J. V.; ALMEIDA, A. C. Modeling the water balance and soil water fluxes in a fast growing Eucaliptus plantation in Brazil. Journal of Hydrology, Amsterdam, v. 253, p. 130-147, 2001.
  • STAPE, J. L.; RYAN, M. G.; BINKLEY, D. Testing the utility of the 3-PG model for growth of Eucalyptus grandis x urophylla with natural and manipulated supplies of water and nutrients. Forest Ecology and Management, Amsterdam, v. 193, p. 219-234, 2004.
  • *
    Extract from M.Sc. Dissertation by the 1st author. FAPEMIG (CAG – APQ-00942-08)

    • Publication Dates

    • Publication in this collection
      23 Sept 2014
    • Date of issue
      Mar 2010

    History

    • Received
      27 Feb 2009
    • Accepted
      27 Nov 2009
    Creative Common - by 4.0
    This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
    UFLA - Universidade Federal de Lavras Universidade Federal de Lavras - Departamento de Ciências Florestais - Cx. P. 3037, 37200-000 Lavras - MG Brasil, Tel.: (55 35) 3829-1706, Fax: (55 35) 3829-1411 - Lavras - MG - Brazil
    E-mail: cerne@dcf.ufla.br
    Acompanhe os números deste periódico no seu leitor de RSS