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CERNE, Volume: 23, Número: 3, Publicado: 2017
  • ORGANIC MATTER IN AREAS UNDER SECONDARY FORESTS AND PASTURE Articles

    Menezes, Carlos Eduardo Gabriel; Guareschi, Roni Fernandes; Pereira, Marcos Gervasio; Anjos, Lúcia Helena Cunha; Correia, Maria Elizabeth Fernandes; Balieiro, Fabiano Carvalho; Piccolo, Marisa de Cássia

    Resumo em Português:

    RESUMO O objetivo deste trabalho foi avaliar a densidade do solo e o estoque de carbono (EstC) do solo, as frações químicas e granulométricas da matéria orgânica e o sinal isotópico do δ13C do solo em fragmentos florestais e uma área de pastagem mista (MMP). O estudo foi realizado no município de Pinheiral, Estado do Rio de Janeiro. As áreas avaliadas foram: fragmento de floresta secundária em estádio inicial (FSEI) com 20 anos de regeneração; fragmento de floresta secundária em estádio intermediário (FSEI), com 25 anos de regeneração; fragmento de floresta secundária em estádio avançado (FSEA) com 60 anos de regeneração e uma pastagem mista manejada (PMM). Os atributos relacionados ao carbono do solo mostraram respostas significativas aos efeitos dos processos de degradação / recuperação da terra, especialmente para os seguintes indicadores: carbono orgânico total, matéria orgânica e matéria orgânica particulada. Não houve alterações significativas para as substâncias húmicas e foi encontrada a prevalência da fração humina. As mudanças mais significativas nos valores de 13C ocorreram até a profundidade de 60 cm. Na área de pastagem, a 0-10 cm, 67% do estoque de carbono vem de plantas C4, reduzindo nas camadas subseqüentes. Nas áreas FSEI e FSEA, em 0-10 cm, a contribuição das plantas C3 foi significativa, com pequenas alterações na profundidade.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT The objective of this study was to evaluate the soil carbon stock (Stock C) and bulk density, the chemical and granulometric fractions of the organic matter and the isotopic signal of the soil δ13C in forest fragments and a mixed managed pasture (MMP). The study was carried out in the municipality of Pinheiral, State of Rio de Janeiro. The evaluated areas were: fragment of secondary forest in initial stage (SFIS) with 20 years of regeneration; fragment of secondary forest in intermediate stage (SFINS), with 25 years of regeneration; advanced secondary forest fragment (SFAS) with 60 years of regeneration and mixed pasture managed (MHP). The attributes related to soil carbon showed significant responses to the effects of land degradation / recovery processes, especially for the following indicators: total organic carbon, organic matter stock and particulate organic matter. No significant alterations for humic substances, and prevalence of the humin fraction was found. The most significant changes in δ13C values occurred up to the depth of 60 cm. In the grassland area, at 0-10 cm, 67% of the carbon stock comes from C4 plants, reducing in the subsequent layers. In SFINS and SFAS areas, at 0-10 cm, the contribution of C3 plants was significant, with minor changes in depth.
  • QUALIDADE DA MADEIRA DE REAÇÃO EM ÁRVORES DE EUCALIPTO INCLINADAS POR VENTOS PARA PRODUÇÃO DE POLPA Articles

    Boschetti, Walter Torezani Neto; Paes, Juarez Benigno; Vidaurre, Graziela Baptista; Arantes, Marina Donária Chaves; Silva, João Gabriel Missia da

    Resumo em Português:

    RESUMO Este estudo objetivou-se avaliar a qualidade da madeira normal, tracionada e oposta no sentido longitudinal de árvores de eucalipto com o fuste reto e inclinado, atingidas por ação de ventos, e explicar os parâmetros da polpação em decorrência da qualidade do lenho. As árvores foram agrupadas em quatro faixas de inclinação variando de 0º a 50º, e avaliado a densidade básica, composição química da madeira, e o desempenho na polpação Kraft. A madeira normal e a tracionada tiveram densidades básicas semelhantes, já a densidade da madeira oposta foi inferior, sendo responsável pela diminuição da densidade básica da madeira de reação. A constituição química da madeira foi influenciada pela presença da madeira de reação no tronco, tendo a madeira tracionada e oposta menores teores de extrativos e ligninas, e maior teor de holocelulose, em relação à madeira normal, sendo favoráveis na qualidade da madeira para a polpação. O aumento do teor de holocelulose e a redução dos teores extrativos e ligninas contribuíram positivamente para obter uma polpa mais deslignificada, e reduzindo o numero kappa. Todavia, quando realizados cozimento na madeira de reação com as mesmas condições da madeira normal, a polpa de reação tende a ter menor rendimento depurado. Em decorrência das diferenças de densidade básica e dos constituintes químicos entre madeira oposta e normal, recomenda-se a não designar a madeira oposta como madeira normal.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT This study aims to evaluate the quality of normal, tension and opposite wood of eucalyptus trees lengthwise, in straight and inclined stems, affected by wind action. It also aims to explain the pulping parameters resultant from the quality of the wood. The trees were grouped into four tilt ranges, ranging from 0 to 50º, and the basic density, chemical composition of the wood, and performance in kraft pulping were assessed. Normal and tension wood had similar basic densities; while for opposite wood, the density was lower, being responsible for a decrease in reaction wood density. The chemical composition of the wood was influenced by the presence of reaction wood in the stem. Tension and opposite wood showed lower levels of extractives and lignin and higher holocellulose content when compared to normal wood, with favorable wood quality for pulping. The increase in holocellulose content and the reduction of lignin and extractives content contributed positively to a more delignified pulp and reduction of the Kappa number. However, after cooking the reaction wood under the same conditions as those of normal wood, reaction wood pulping tends to have a lower screen yields. Due to differences in basic density and chemical constituents between opposite and normal wood, it is recommended not to designate the opposite wood as normal wood.
  • EQUAÇÕES DE AFILAMENTO E VOLUME PARA TAMANHOS COMERCIAIS DE Nothofagus obliqua E N. alpina Articles

    Beltran, Hernan Attis; Chauchard, Luis; Iaconis, Ariana; Pastur, Guillermo Martinez

    Resumo em Português:

    RESUMO O volume de madeira das árvores em pé é uma informação essencial para as decisões de gestão. A crescente necessidade de otimizar a capacidade potencial das florestas mantendo sua conservação, requer a quantificação dos diferentes possíveis produtos de madeira possíveis. O objetivo era ajustar equações de afilamento para determinar volumes de diferentes produtos de madeira para hastes comerciais de Nothofagus alpina e N. obliqua. As árvores de ambas as espécies foram selecionadas ao acaso nas áreas de colheita do Parque Nacional Lanin (Argentina). As árvores foram derrubadas e cortadas em troncos comerciais, medindo o diâmetro com a casca em diferentes alturas até o início da coroa, e para cada árvore o diâmetro na altura do peito e altura total. Foram selecionadas cinco equações cônicas e foram empregados processos de regressão não-linear para ajustar. Obtivemos o volume através da integração da equação do perfil do caule e da rotação no seu espaço através do sólido da revolução. O modelo de Bennet e Swindel (1972) foi selecionado para as duas espécies de Nothofagus, obtendo parâmetros de equação semelhantes e observando-se diferenças no topo das hastes de árvores maiores. Portanto, o uso de um modelo integrado não é recomendado. Com as equações obtidas é possível: (i) estimar o volume em diferentes alturas e para diferentes diâmetros comerciais, e (ii) prever a altura em que ambas as espécies atingem um determinado diâmetro. O modelo apresentou algumas limitações estatísticas (por exemplo, multicolinearidade), no entanto, o ajuste da equação e a compreensão fácil das saídas o suportam como uma ferramenta útil em uma ampla gama de aplicações florestais.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT Timber volume of standing trees is essential information for management decisions. The increasing need to optimize the potential capacity of forests maintaining their conservation, requires the quantification of the different potential possible timber products. The aim was to adjust taper equations to determine volumes of different timber products for commercial stems of Nothofagus alpina and N. obliqua. Trees of both species were randomly selected in harvesting areas of Lanin National Park (Argentina). Trees were felled and cut into commercial logs, measuring diameter with bark at different heights up to the beginning of the crown, and for each tree the diameter at breast height and total height. Five taper equations were selected and non-linear regression processes were employed for the fittings. We obtained the volume through the integration of the stem profile equation and the rotation in the space thereof through solid of revolution. The Bennet and Swindel (1972) model was selected for both Nothofagus species, obtaining similar equation parameters and differences were observed at the top of the stems of larger trees. For this the use of an integrated model is not recommended. With the obtained equations it is possible to: (i) estimate volume at different heights and for different commercial diameters, and (ii) predict the height at which both species reach to a certain diameter. The model presented some statistical limitations (e.g. multicollinearity), however, the fitting of the equation and the easy understanding of the outputs support it as a useful tool in a broad range of forest applications.
  • SITE CLASSIFICATION FOR EUCALYPT STANDS USING ARTIFICIAL NEURAL NETWORK BASED ON ENVIRONMENTAL AND MANAGEMENT FEATURES Articles

    Cosenza, Diogo Nepomuceno; Soares, Alvaro Augusto Vieira; Alcântara, Aline Edwiges Mazon de; Silva, Antonilmar Araujo Lopes da; Rode, Rafael; Soares, Vicente Paulo; Leite, Helio Garcia

    Resumo em Português:

    RESUMO Vários métodos têm sido propostos para realizar a classificação de sítio para produção de madeira. No entanto, há necessidade frequente de se obter a capacidade produtiva do local antes mesmo do estabelecimento da floresta. Isto motivou a aplicação das Redes Neurais Artificiais (RNA) para classificação de sítio. Desta forma, o método tradicional da curva guia (CG) foi comparado com a RNA sem medidas do povoamento como variáveis preditivas. Além disso, diferentes configurações de RNA foram testadas. As variáveis utilizadas para treinamento da RNA foram: variáveis climáticas, tipos de solo, espaçamento e material genético. Os resultados obtidos pela RNA e CG foram comparados com as classes de referência, definidas utilizando altura dominantes de povoamentos observadas no sétimo ano de idade. A comparação foi realizada utilizando o coeficiente Kappa (K) e análise descritiva. Os resultados mostraram que a função de custo “entropia cruzada” e a função de ativação da camada de saída “softmax” foram melhores para este propósito. A classificação pela RNA resultou em uma “concordância substancial” com a classificação observada, contra uma “concordância moderada” gerada pela CG. A mudança no padrão de crescimento das árvores durante o tempo dificultou a classificação pela CG. Entretanto, este método mostrou alta eficiência na classificação quando dados em idades próximas à de referência estão disponíveis. Além disso este método pode ser aprimorado se outras técnicas avançadas de regressão forem aplicadas. Porém o método da RNA apresentado aqui não é sensível à instabilidade do crescimento e permite classificar locais sem registro de plantios anteriores.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT Several methods have been proposed to perform site classification for timber production. However, there is frequent need to assess site productive capacity before forest establishment. This has motivated the application of Artificial Neural Networks (ANN) for site classification. Hereby, the traditional guide curve (GC) procedure was compared to the ANN with no stand measures as input. In addition, different ANN settings were tested to assess the best setting. The variables used to train the ANN were: climatic variables, soil types, spacing and genetic material. The results from the ANN and the GC methods were compared to the observed classes, which were defined using the observed dominant high at the age of seven years. The comparison was performed using the Kappa coefficient (K) and descriptive analysis. The results showed that the cost function “Cross Entropy” and the output activation function “Softmax” were the best for this purpose. The ANN classification resulted in substantial agreement with the observed indices against a moderate agreement of the GC procedure. The change in growth patterns throughout the rotation may have hindered the proper classification by the CG method, which does not happen with the ANN. Moreover, the GC method shows efficiency on classification in cases which data from stands at the age close to the reference age are available. Also, it could be possible to improve its accuracy if another advanced regression techniques were applied. However, the ANN method presented here is not sensible to growth instability and allows classifying sites with no plantation history.
  • VARIABILITY AND BALANCE OF CROWN PROJECTION OF TREES PLANTED ON SIDEWALKS OF THREE BRAZILIAN CITIES Articles

    Bobrowski, Rogerio; Zamproni, Kendra; Maria, Tamara Ribeiro Botelho de Carvalho; Biondi, Daniela

    Resumo em Português:

    RESUMO A forma da copa das árvores pode ser utilizada como variável para compreender fatores de influência sobre o crescimento, principalmente as ações de manejo e as inter-relações com estruturas urbanas, mas também os riscos potenciais que podem existir. Nesta pesquisa objetivou-se avaliar o desequilíbrio da projeção das copas de árvores plantadas nas calçadas de três cidades brasileiras, a fim de determinar a existência e o tipo de assimetria e o ângulo de copa em relação ao eixo central do tronco. Mensurou-se o comprimento de quatros raios de projeção de copa, em cada árvore, comparando-os por meio do teste de Kruskal-Wallis. Cada copa foi enquadrada em uma de quatro classes de assimetria, a fim de caracterizar a uniformidade de projeção em relação ao eixo central do tronco. Dimensionou-se a distância entre o eixo central do tronco e o centroide da copa, com respectivo ângulo formado, a fim de caracterizar o desequilíbrio de projeção da copa. Constatou-se diferença significativa entre os raios de projeção de copa, com maiores valores para o raio de copa voltado para a rua e menores valores para o raio de copa voltado para a calçada. Nas três cidades avaliadas houve a predominância de indivíduos enquadrados na classe 3 de assimetria, a qual representa o modelo com as maiores deformações nas copas das árvores. Para a cidade de Bonito constatou-se o menor ângulo médio de projeção do centroide, com distinções entre as espécies amostradas.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT Tree crown form can be used as a variable to the comprehension of factors that influence tree growth, mainly maintenance practices and interactions with urban structures, but also the potential risks that can exist. In this research, we aimed to evaluate crown projection unbalance of trees planted on sidewalks of three Brazilian cities, in order to determine the existence and the sort of asymmetry and crown angle formed in relation to the central axis of the trunk. We measured the length of four crown projection radii and compared them by means of Kruskal-Wallis Test. Each one of the crowns was framed in one of the four asymmetry classes to verify the uniformity of projection in relation to the central axis of the trunk. We also determined the distance between central axis of the trunk and crown centroid, with respective angle formed, in order to characterize the unbalance of crown projection. There was a significant difference among crown projection radii, with greater values to radius faced to street and the smallest ones faced to buildings. In the three cities evaluated there were a predominance of trees framed on class 3 of asymmetry, which represents the model with the greatest deformations on crown of trees. We observed the lowest mean angle of crown centroid projection with distinctions among species sampled in Bonito.
  • A MULTI-AGENT SYSTEM FOR FOREST TRANSPORT ACTIVITY PLANNING Articles

    Araújo, Carlos Alberto; Leite, Helio Garcia; Soares, Carlos Pedro Boechat; Binoti, Daniel Henrique Breda; Souza, Amaury Paulo de; Santana, Antônio Ferraz; Torre, Carlos Moreira Miquelino Eleto

    Resumo em Português:

    RESUMO O presente estudo objetivou propor e implementar um modelo conceitual de sistema inteligente em um ambiente georreferenciado para dimensionar a frota de transporte de madeira. Para isso, foi utilizada a teoria dos sistemas multiagentes, a qual é uma sub-área da Inteligência Artificial Distribuída. O modelo proposto considera a utilização do mapeamento de talhões e estradas florestais, bem como de informações sobre as capacidades de carga de diferentes tipos de caminhões. O sistema foi idealizado para se adaptar às mudanças que ocorrem durante a operação de transporte florestal, tal como modificações no volume de madeira demandado ou inclusão de restrições das rotas utilizadas pelos veículos. Para seu desenvolvimento, foi utilizada a linguagem de programação Java considerando-se a biblioteca LPSolve para os cálculos de otimização do sistema, a plataforma JADE para desenvolvimento dos agentes e a ArcGIS Runtime para determiner as rotas ótimas de transporte. Cinco agentes foram modelados: transportador, controlador, roteador, carregador e descarregador. O modelo foi capaz de determiner a quantidade ótima de caminhões dentre os diferentes tipos disponíveis de forma a attender a demanda de madeira e considerando a disponibilidade de rotas, com foco na minimização dos custos totais do transporte da madeira. O sistema também foi capaz de se rearranjar após alterações nas rotas de transporte.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT This study aims to propose and implement a conceptual model of an intelligent system in a georeferenced environment to determine the design of forest transport fleets. For this, we used a multi-agent systems based tool, which is the subject of studies of distributed artificial intelligence. The proposed model considers the use of plantation mapping (stands) and forest roads, as well as information about the different vehicle transport capacities. The system was designed to adapt itself to changes that occur during the forest transport operation process, such as the modification of demanded volume or the inclusion of route restrictions used by the vehicles. For its development, we used the Java programming language associated with the LPSolve library for the optimization calculation, the JADE platform to develop agents, and the ArcGis Runtime to determine the optimal transport routes. Five agents were modelled: the transporter, controller, router, loader and unloader agents. The model is able to determine the amount of trucks among the different vehicles available that meet the demand and availability of routes, with a focus on minimizing the total costs of timber transport. The system can also rearrange itself after the transportation routes change during the process.
  • EFFECT OF TOPSOIL STOCKPILING ON THE VIABILITY OF SEED BANK IN FIELD PHYTOPHYSIOGNOMIES CAMPOS DE ALTITUDE Articles

    Moraes, Railma Pereira; Carvalho, Warley Augusto Caldas; Pereira, José Aldo Alves; Nascimento, Gleisson Oliveira; Barros, Dalmo Arantes

    Resumo em Português:

    RESUMO A viabilidade dos propágulos durante a estocagem de topsoil é um fator limitante em projetos de restauração ecológica, e pouco se sabe sobre as espécies distribuídas nos campos de altitude. Este trabalho foi realizado com o objetivo de investigar a viabilidade de propágulos presente no topsoil sob vegetação de campos de altitude, estocado por até 12 meses após o decapeamento de áreas a serem mineradas. Entre o período de novembro de 2011 a novembro de 2012 foram realizadas quatro coletas do banco de sementes, sendo consideradas três profundidades (0 a 10, 90 a 100 e 190 a 200 cm) da leira de topsoil estocada. Utilizando a análise multivariada, verificou-se que o fator profundidade não afeta estatisticamente a abundância de indivíduos emergidos, enquanto o fator tempo de estocagem afeta negativamente a viabilidade das sementes. Algumas espécies foram afetadas pelas condições de estoque do topsoil, emergindo somente em algumas coletas, enquanto outras (Achyrocline satureioides, Ageratum fastigiatum, Baccharis dracunculifolia, Borreria capitata, Echinolaena inflexa e Melinis minutiflora) tiveram indivíduos emergidos em todos os períodos de coleta. Este estudo aponta a necessidade do retorno do topsoil até o quarto mês de armazenamento, sob o risco de ocorrer monodominância, com predominância de espécies mais adaptadas as condições campestres.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT The viability of propagules during topsoil stockpiling is a limiting factor in ecological restoration projects and little is known about the species distributed in the campos de altitude. This work was carried out to investigate the viability of propagules present in the topsoil under campos de altitude vegetation, stockpiled for up to 12 months after the stripping of areas to be mined. In the south of Minas Gerais, Brazil, between November 2011 and November 2012, four collections of the seed bank were carried out, considering three depths (0 to 10, 90 to 100, and 190 to 200 cm) of the plot of stockpiled topsoil. Using the multivariate analysis, it was verified that the depth factor does not statistically affect the abundance of emerged individuals, while the factor time of stockpiling negatively affects the viability of the seeds. Some species were affected by the stockpiling conditions, only emerging in some collections, while others (Achyrocline satureioides, Ageratum fastigiatum, Baccharis dracunculifolia, Borreria capitata, Echinolaena inflexa and Melinis minutiflora) had individuals emerged in all collection periods. This study points out the need for the return of the topsoil until the fourth month of stocking, under the risk of monodominance, with a prevalence of species more adapted to predominant conditions of campos de altitude.
  • MODELOS FENOTÍPICOS DE CONCORRÊNCIA PARA Pinus taeda L ESTIMAÇÃO DE PARÂMETROS GENÉTICOS Articles

    Ishibashi, Vanessa; Martinez, Diego Tyszka; Higa, Antonio Rioyei

    Resumo em Português:

    RESUMO O objetivo foi avaliar a eficiência dos modelos fenotípicos de competição, via análise espacial, na avaliação genética de testes de progênies de Pinus taeda L. Para isso foram utilizadas quatro covariáveis de competição para ajuste dos valores fenotípicos em um teste de progênies de P. taeda plantado em quatro diferentes locais no estado de Santa Catarina. O teste foi implantado em delineamento de blocos casualizados, com sete repetições, parcelas lineares de seis plantas e espaçamento de 2,5 m x 2,0 m. O teste instalado nos locais A, B e D possuem 63 famílias e no local C 53 famílias. Aos nove anos de idade foi efetuada a mensuração da variável diâmetro à altura do peito de todos os indivíduos. A presença ou não da competição foi baseada nos coeficientes de autocorrelação residual, que teve sua significância testada pelo teste de Durbin-Watson. No geral, o uso de covariáveis corrigiu o efeito da competição e as variâncias entre e dentro de parcela e o coeficiente de variação residual foram reduzidos. A análise espacial foi apropriada para validar a eficiência das covariáveis. A classificação pelo efeito genético dos indivíduos no teste de progênies foi extremamente alterada para o conjunto de dados com e sem o uso de covariáveis para os locais A e D, assim como a interação genótipo x ambiente. O uso dessas duas ferramentas é de suma importância na análise de dados em testes de progênies de P. taeda, pois os efeitos de competição podem conduzir a erros na seleção de indivíduos e na definição de zonas de melhoramento.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT The objective of this study was to evaluate the efficiency of the phenotypic models of competition, through spatial analysis in the genetic evaluation of Pinus taeda L progenies. For this, four competition covariates were used to adjust the phenotypic values ​​in a P. taeda progeny test installed in four different locations in the state of Santa Catarina. The test was implemented in randomized block design, with seven repetitions, linear plots containing six plants per plot in 2.5 m x 2.0 m spacing. The test installed in sites A, B, and D present 63 families and site C 53 families. At nine years old, the diameter at the breast height was measured for all individuals. The presence or absence of competition was based on the residual autocorrelation coefficients, which had its significance tested by the Durbin-Watson test. In general, the use of covariates corrected the competition effect. The variances among and within plots, as well as the residual variation coefficient, were reduced. The classification by the genetic effect of the individuals in the progeny test was extremely altered for this data set with and without the use of covariates for sites A and D, as well as the genotype x environment interaction. The use of these two tools is of great importance in the analysis of data in P. taeda progeny tests, since the effects of competition can lead to mistakes in the selection of individuals and in the definition of improvement zones.
  • VARIAÇÃO GENÉTICA PARA VARIÁVEIS DE CRESCIMENTO DE PROCEDÊNCIAS DE Eucalyptus benthamii MAIDEN & CAMBAGE E E. smithii R. T. BAKER DO SUL DO BRASIL Articles

    Konzen, Enéas Ricardo; Navroski, Marcio Carlos; Pereira, Mariane de Oliveira; Nascimento, Bruno; Meneguzzi, Aline; Souza, Patrícia Fukushima de

    Resumo em Português:

    RESUMO O Sul do Brasil apresenta áreas com clima subtropical, com número significativo de geadas, que dificultam ou, até mesmo, impossibilitam o crescimento de eucaliptos tropicais. Eucalyptus benthamii e E. smithii surgem como espécies alternativas de origem subtropical com considerável tolerância a geadas. Estudou-se a variação genética para diâmetro a altura do peito (DAP), altura (H), volume (VOL) e tortuosidade em quatro procedências de Eucalyptus smithii e duas de E. benthamii, plantadas em delineamento em blocos casualizados em área experimental do município de Rio Negrinho, Santa Catarina, sul do Brasil. Foi encontrada variabilidade genética considerável para os caracteres investigados, todos diretamente associados com a seleção para produção e qualidade da madeira. Em geral, a maior proporção da diversidade genética foi encontrada dentro das procedências (Q d variou de 63,6 a 73,%), exceto para tortuosidade (Q d = 13,5% e Q st = 81,9%). Embora a predição de ganhos genéticos com testes de procedências apresente limitações, o emprego do método REML/BLUP permitiu predizer ganhos genéticos para as variáveis DAP, H e VOL nas procedências e indivíduos das duas espécies. Os ganhos genéticos mais elevados foram preditos para uma procedência de E. smithii originária da Austrália (13% para DAP, 5 % para H e 6,1% para VOL). Contudo, os ganhos genéticos potenciais com a procedência de E. benthamii de Santa Catarina não foram negligenciáveis (1,2% para DAP, 1,8% para H e 2,2% para VOL). Estes resultados representam importantes contribuições para a realização de testes de progênies posteriores para investigar a variação genética aditiva e seus componentes, o que pode aprimorar o conhecimento do controle genético dos caracteres e auxiliar no desenvolvimento de programas de melhoramento genético de E. smithii e E. benthamii.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT Southern Brazil encompasses areas with a subtropical climate, with significant number of frosts, which challenge or even impair growing tropical eucalypts. Eucalyptus benthamii and E. smithii rise as alternative species of subtropical origin with considerable frost-tolerance. Here we accessed the genetic variation for diameter at breast height (DBH), height (H), volume (VOL), bifurcation and straightness of four provenances of E. smithii and two of E. benthamii, cultivated in randomized block design in a farm in Rio Negrinho, Santa Catarina, southern Brazil. We found considerable genetic variability for the traits, all directly associated with the selection for wood production and quality. In general, most of the genetic variability was found within the provenances (Q d ranged from 63.6 to 73.1%), except for straightness (Q d = 13.5% and Q st = 81.9%). Although predicting genetic gains with provenance trials might have some drawbacks, the application of the REML/BLUP method was able to predict genetic gains for the growth variables DBH, H and VOL for provenances of the two species. The highest genetic gains were predicted for a provenance of E. smithii originated from Australia (13% for DBH, 5% for H and 6.1% for VOL). However, the genetic gains from a E. benthamii provenance from Santa Catarina state were not negligible (1.2% for DBH, 1.8 for H and 2.2% for VOL). Our results provide insights for further progeny trials aimed at investigating additive genetic variance and their components, which could improve the genetic control of the traits and assist breeding programs of E. smithii and E. benthamii.
  • MODELOS DE ESPECTROSCOPIA NIR PARA FENOTIPAGEM DAS CARACTERÍSTICAS DA MADEIRA EM PROGRAMAS DE MELHORAMENTO DE Eucalyptus benthamii Articles

    Estopa, Regiane Abjaud; Milagres, Flaviana Reis; Oliveira, Ricardo Augusto; Hein, Paulo Ricardo Gherardi

    Resumo em Português:

    RESUMO A caracterização da madeira deve ser feita em grandes populações dos programas de melhoramento de eucaliptos, a fim de selecionar eficientemente árvores potenciais. Neste estudo, a madeira de E. benthamii foi caracterizada de forma não destrutiva e avaliou-se o desempenho da espectroscopia de infravermelho próximo (NIR) na estimativa da densidade básica da madeira, lignina, extrativos, glicose, xilanas e carboidratos totais. Modelos NIR para características da madeira foram realizados a partir de 481 árvores do teste de progênie de E. benthamii (4 anos de idade) destinada a produção de celulose no estado de Santa Catarina, no sul do Brasil. Baguetas foram amostrados para caracterização química e física em laboratório, bem como para análises de espectroscopia NIR. 350 amostras foram selecionadas via PCA para calibrações de modelos, enquanto 131 foram reservadas para o teste de validação independente. A madeira de E. benthamii apresentou os padrões exigidos para processo de polpa Kraft. Os modelos preditivos NIR apresentaram capacidade satisfatória para estimar as propriedades químicas da madeira. Os modelos de predição para teores totais de lignina, extrativos, xilanas e carboidratos totais apresentaram coeficientes de determinação de 0,53, 0,65, 0,36 e 0,53, com valores de RPD variando de 1,3 a 2,3. O modelo preditivo para a densidade básica da madeira e glicose apresentaram baixo coeficiente de determinação (0,13 e 0,10). No entanto, não é possível usar esses últimos modelos para classificação e seleção genética porque não houve correlação. Porém, o modelo para extrativos apresentou boa qualidade e pode ser usado para predição e melhoramento genético. Portanto, a espectroscopia NIR tem potencial para ser aplicada em programas de melhoramento, pois permite uma seleção precoce e não destrutiva de árvores para propriedades químicas do processo de produção de celulose.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT Wood characterization must be done in huge populations of Eucalyptus breeding programs in order to efficiently select potential trees. In this study, Eucalyptus benthamii wood was non-destructively characterized and the performance of near infrared (NIR) spectroscopy in estimating the wood basic density, lignin, extractive, glucose, xylan contents and total carbohydrates was evaluated. NIR models for wood traits were performed from 481 trees from E. benthamii progeny test (4-year-old) managed for pulp cultivated in Santa Catarina state, Southern Brazil. Increment cores were sampled for chemical and physical characterization in laboratory, as well as for NIR spectroscopy analyses. Three 350 samples were selected from PCA for model calibrations whereas 131 were reserved for independent test validation. The E. benthamii wood presented the standards required for Kraft pulp processing. The predictive NIR models showed satisfactory ability for estimating the chemical properties of wood. The prediction models for total lignin, extractive and xylan contents and total carbohydrates showed coefficients of determination of 0.53, 0.65; 0.36 and 0.53, with RPD values for these traits ranging from 1.3 to 2.3. The predictive model for basic density of wood and glucose presented low coefficient of determination (0.13 and 0.10). However, isn’t possible to use these models for ranking in genetic selection because there was no correlation. Therefore, NIR spectroscopy can potentially be applied in breeding programs, as it enables an early, non-destructive selection of trees with adequate physical and chemical properties for pulp production process.
  • PRODUÇÃO DE ÁRVORE NEOTROPICAL: PERCEPÇÕES SOBRE A GERMINAÇÃO, CRESCIMENTO E PLANTIO DE Maytenus boaria Articles

    Marro, Nicolás; Soteras, Florencia; Cofré, Noelia; Ibarra, Ignacio; Torres, Romina; Becerra, Alejandra Gabriela; Renison, Daniel

    Resumo em Português:

    RESUMO Conhecimento sobre as práticas de produção da árvore é essencial para apoiar projetos de restauração florestal, mas é ainda insuficiente para muitas espécies arbóreas. Maytenus boaria é uma árvore neotropical distribuída pelas montanhas temperadas e subtropicais da América do Sul. No centro da Argentina, é majoritariamente restrita nos remanescentes de floresta mais preservados. Tentativas de plantar esta espécie tiveram pouco sucesso devido às dificuldades de produção de mudas e baixa sobrevivência das plântulas. Montamos quatro ensaios com o objetivo de identificar as restrições à produção de mudas e plantio de campo. Sob condições de estufa, avaliamos os tratamentos de (i) pré-germinação e (ii) resposta das plântulas à inoculação com fungos micorrízicos arbusculares (FMA). No campo, nós plantadas mudas de M. boaria, bem como mudas da árvore mais abundante em nosso local de estudo, e avaliamos a (iii) sobrevivência e altura por 10 anos. Finalmente, (iv) nós quantificamos o recrutamento natural em tentativa de determinar o nicho de regeneração da M. boaria. A germinação variou de 13,1 a 29,2% entre os tratamentos. Sementes sem a polpa estratificadas a 5 °C obtiveram a maior germinação (29,2%). Concentração de fósforo na parte aérea das mudas tratadas com FMA foi significativamente maior (45%) do que em mudas não inoculadas. Sobrevivência das mudas de M. boaria foi semelhante ao da árvore mais abundante em nosso local de estudo, mas sua baixa altura sugeriu crescimento limitado. Nós gravamos baixa abundância de plântulas de M. boaria no campo, portanto, não fomos capazes de identificar as características do seu nicho de regeneração. Atividades de reflorestamento devem incluir a retirada da polpa das sementes e estratificação a 5 °C para melhorar a germinação. A capacidade de FMA para melhorar a nutrição deve ser avaliada em condições de campo.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT Knowledge about tree production practices is essential to support forest restoration projects, but is still lacking for many tree species. Maytenus boaria is a neotropical tree distributed across the temperate and subtropical South American mountains. In central Argentina, it is mainly restricted to the most preserved forest remnants. Attempts to plant this species have had little success due to difficulties in seedling production and low seedling survival. We set up four trials aiming to identify the constraints of seedling production and outplanting. Under greenhouse conditions, we evaluated (i) pre-germination treatments and (ii) seedling response to inoculation with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF). In the field, we planted M. boaria saplings as well as saplings of the most abundant tree in our study site and recorded (iii) survival and height for 10 years. Finally, (iv) we quantified natural recruitment in an attempt to determine M. boaria regeneration niche. Germination varied from 13.1 to 29.2% among treatments. Depulped seeds stratified at 5 ºC showed the highest germination (29.2%). Shoot phosphorus concentration in AMF-treated seedlings was significantly higher (45%) than in non-inoculated seedlings. Survival of M. boaria saplings was similar to that of the most abundant tree in our study site, but their lower height suggested limited growth. We recorded low abundance of M. boaria seedlings in the field; therefore, we were unable to identify the characteristics of its regeneration niche. Reforestation activities should include seed depulping and stratification at 5 ºC to improve germination. The capacity of AMF to enhance nutrition should be evaluated under field conditions.
  • PREDICTION SPATIAL PATTERNS OF WINDTHROW PHENOMENON IN DECIDUOUS TEMPERATE FORESTS USING LOGISTIC REGRESSION AND RANDOM FOREST Articles

    Shabani, Saeid; Akbarinia, Moslem

    Resumo em Português:

    RESUMO O manejo florestal precisa avaliar diversos riscos que podem causar prejuízos económicos ou outras perdas para os proprietários florestais. O objetivo deste estudo é elaborar mapas de risco de queda de árvores por vendo com base em regressão logística e random forest (RF) nas florestas de Nowshahr, província de Mazandaran, no Irã. Primeiramente, 200 locais com queda de árvores por vento foram identificadas por levantamentos de campo e relatórios. Destes, 140 (70%) foram selecionados aleatoriamente como dados de treinamento e os 60 restantes (30%) foram usados para validação. Na etapa seguinte, 10 variáveis preditivas, sendo, inclinação, face de exposição, altitude, índice de posição topográfica (TPI), índice de umidade topográfico (TWI), distância de estradas e trilhas, efeito do vento, textura do solo, tipo de floresta e densidade do talhão, foram extraídos do banco de dados espacial. Posteriormente, mapas de risco de queda de árvores por vento foram elaborados usando regressão logística e modelos de RF, e os resultados foram plotados em ArcGIS. Finalmente, a área sob as curvas (AUC) e coeficiente kappa foram computados para fins de avaliação de desempenho. A validação dos resultados mostrou que a área sob a curva e índice kappa apontaram para maior precisão para RF (97,5% e 95,0%, respectivamente) do que a regressão logística (96,7% e 93,3%, respectivamente). Portanto, esta técnica tem mais potencialidade de ser aplicado na avaliação do fenômeno de queda de árvores por vento em ecossistemas florestais. Além disso, ambos os modelos indicaram que a distribuição espacial da probabilidade de incidência de queda de árvores por vento é altamente variável na região. Em geral, as conclusões deste artigo podem ser aplicadas para a gestão da queda de árvores por vendo em favor da preservação ambiental e benefícios económicos.

    Resumo em Inglês:

    ABSTRACT Forest management needs to evaluate various hazards where may cause economic or other losses to forest owners. The aim of this study is to prepare windthrow hazard maps based on logistic regression and random forest models in Nowshahr Forests, Mazandaran Province, Iran. First of all, 200 windthrow locations were identified from extensive field surveys and some reports. Out these, 140 (70%) locations were randomly selected as training data and the remaining 60 (30%) cases were used for the validation goals. In the next step, 10 predictive variables such as slope degree, slope aspect, altitude, Topographic Position Index (TPI), Topographic Wetness Index (TWI), distance to roads and skid trails, wind effect, soil texture, forest type and stand density were extracted from the spatial database. Subsequently, windthrow hazard maps were produced using logistic regression and RF models, and the results were plotted in ArcGIS. Finally, the area under the curves (AUC) and kappa coefficient were made for performance purposes. The validation of results presented that the area under the curve and kappa have a more accuracy for the random forest (97.5%, and 95%, respectively) than logistic regression (96.667%, and 93.333%, respectively) model. Therefore, this technique has more potentiality to be applied in the evaluation of windthrow phenomenon in forest ecosystems. Additionally, both models indicate that the spatial distribution of windthrow incidence likelihood is highly variable in this region. In general, the mentioned findings can be applied for management of future windthrow in favor of economic benefits and environmental preservation.
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