Relevance of wood anatomy and size of Amazonian trees in the determination and allometry of sapwood area

Hydrological processes in forest stands are mainly influenced by tree species composition and morpho-physiological characteristics. Few studies on anatomical patterns that govern plant hydraulics were conducted in tropical forest ecosystems. Thus, we used dye immersion to analyze sapwood area patterns of 34 trees belonging to 26 species from a terra firme forest in the central Brazilian Amazon. The sapwood area was related with wood anatomy and tree size parameters (diameter-at-breast-height - DBH, total height and estimated whole-tree volume). Exponential allometric equations were used to model sapwood area using the biometrical variables measured. Sapwood area traits (cross-section non-uniformity and heartwood visibility) varied significantly among and within species even though all were classified as diffuse porous. DBH was strongly and non-linearly correlated with sapwood area (R 2 = 0.46, P < 0.001), while no correlation was observed with vessel-lumen diameter (P = 0.94) and frequency (P = 0.58). Sapwood area and shape were also affected by the occurrence of vessel obstruction (i.e., tyloses), hollow stems and diseases. Our results suggest that sapwood area patterns and correlated variables are driven by intrinsic species characteristics, microclimate and ecological succession within the stand. We believe that individual tree sapwood characteristics have strong implications over water use, hydrological stand upsaling and biomass quantification. These characteristics should be taken into account (e.g., through a multi-point sampling approach) when estimating forest stand transpiration in a highly biodiverse ecosystem. (AU)

Processos hidrológicos de povoamentos florestais são predominantemente influenciados pela composição de espécies arbóreas e suas características morfo-fisiológicas. No entanto, existem poucos estudos sobre os padrões anatômicos que determinam o sistema hidráulico de plantas em ecossistemas tropicais. Por isso, nosso objetivo foi o de analisar os padrões da área do xilema ativo em 34 árvores de 26 espécies de uma floresta de terra firme na Amazônia central por meio de imersão em solução de corante. A área do xilema ativo foi relacionada a características autoecológicas das espécies, anatomia da madeira e parâmetros de crescimento (diametro à altura do peito - DAP, altura total e volume total). Equações alométricas exponenciais foram utilizadas para ajustar a área do xilema às variáveis medidas. Características do alburno (área transversal não-uniforme e visibilidade do cerne) variaram significativamente entre e dentro de espécies, apesar de que todas as espécies apresentaram vasos difusos. DAP foi fortemente e não-linearmente correlacionado à área do alburno (R 2 = 0,46; P < 0,001), enquanto diâmetro (P = 0,94) e frequência (P = 0.58) de vasos não apresentaram nenhum grau de relacionamento. O tamanho e forma do alburno foram afetados pela ocorrência de obstrução de poros (tilose) e troncos ocos. Estes padrões sugerem que a área do xilema é influenciada por características intrínsicas de cada espécie, microclima e estágio sucessional dentro do povoamento. Nossos resultados implicam que características individuais de árvores podem fortemente influenciar o transporte de água e, consequentemente, os processos hidrológicos e a quantificação de biomassa do povoamento. Essas caracteristicas deveriam ser consideradas (por exemplo, por meio da coleta de amostras da área do xilema ativo ao longo da área transversal) ao estimar-se a transpiração de uma floresta altamente biodiversa.(AU)

Allometric equations for total, above- and below-ground biomass and carbon of the Amazonian forest type known as campinarana / Equações alométricas para estimar carbono e biomassa total, aérea e de raízes de campinaranas da Amazônia

ABSTRACT The Amazon forest comprises many different forest types, amongst them are campinas and campinaranas, which occur on Amazonian sandy soils, representing 2.65% of Amazonian territory. An understanding of the ecology and quantification of the environmental goods and services of campinaranas is key to their conservation. Based on a direct method to estimate biomass and carbon content of campinarana, we harvested and weighted 89 trees and other forest components in ten randomly allocated plots of 100 m2 (10 x 10 m) and 11 additional trees outside the plots. The data allowed us to describe how biomass is distributed amongst campinarana vegetation and amongst tree compartments. We developed allometric equations to estimate the total, above- and below-ground biomass and carbon stock of this forest type. We used a Weibull function to test if the diameter distribution of the individual trees sampled was consistent with the diameter distribution of the forest type. We also tested if terra-firme forest biomass equations could be used to estimate campinarana biomass, and whether a correction factor based on dominant height would reduce the error from these estimates. Allometric equations are considered to be the most reliable and rapid method for calculating forest biomass, and are used in forest management and climate change studies. These are the first total biomass equations developed for central Amazonian campinaranas. The best fitted allometric equation for total fresh biomass was: ln (Total Biomass) = -1.373 + 2.546 * ln DBH (R ² = 0.98, Sxy% = 4.19%).

RESUMO Entre as diversas fitofisionomias da Floresta Amazônica estão as campinas e campinaranas, que ocorrem sobre solos arenosos, ocupando 2,65% de seu território. Baseando-se no método direto, com a finalidade de estimar carbono e biomassa de uma campinarana na Amazônia Central, derrubamos, medimos e pesamos 89 árvores e outros componentes florestais em dez parcelas de 100 m² (10 x 10m) alocadas aleatoriamente, e mais 11 árvores fora das parcelas. A partir dos dados coletados, desenvolvemos equações alométricas para estimar a biomassa total, aérea e de raízes e o estoque de carbono para esse tipo florestal. A função Weibull foi utilizada para comprovar que a distribuição diamétrica das árvores coletadas é análoga a esse tipo florestal. Verificamos, ainda, qual o erro gerado ao se estimar a biomassa da campinarana utilizando equações desenvolvidas para florestas densas de terra-firme, e se o uso de um fator de correção baseado na altura dominante reduziria esse erro. O uso de equações alométricas é considerado o método mais preciso e rápido na obtenção da biomassa florestal, e é utilizado em questões ligadas, entre outras, às áreas de manejo florestal e de clima. Essas são as primeiras equações de biomassa total desenvolvidas para campinaranas nesta região da Amazônia. A melhor equação ajustada para estimar a biomassa total foi: ln(PFtotal) = -1,373 + 2,546 * ln(DAP) (R²=0,98; Sxy%= 4,19).

Análise da estrutura e do estoque de fitomassa de uma floresta secundária da região de Manaus AM, dez anos após corte raso seguido de fogo / Biomass stock and structural analysis of a secondary forest in Manaus (AM) region, ten years after clear cutting followed by fire

Na Amazônia, o fogo é ainda o principal trato cultural utilizado no preparo de solo para agricultura e pecuária, tanto pelos pequenos como pelos grandes fazendeiros. Combinando à baixa fertilidade do solo e ao baixo preço da terra, assim que as fontes naturais de nutrientes são exauridas, as áreas são abandonadas e novas florestas primárias são derrubadas e queimadas. Por conta disso, grandes extensões de área da Amazônia são cobertas por florestas secundárias originadas de áreas abandonadas pela agricultura ou pastagem. Este estudo foi conduzido em uma área experimental usada em uma pesquisa sobre eficiência de combustão e emissão de gás carbônico da floresta amazônica, localizada aproximadamente 50 km ao norte de Manaus. A vegetação da área experimental foi derrubada e queimada em 1991, simulando as condições em que o pequeno agricultor prepara o solo para plantios de subsistência. Dez anos após a queimada, a floresta secundária ainda é bastante diferente da floresta original. As espécies vegetais dominantes são, principalmente, das famílias botânicas Annonaceae, Arecaceae, Burseraceae, Cecropiaceae, Euphorbiaceae, Fabaceae, Lecythidaceae, Melastomataceae, Mimosaceae, Sapindaceae e Sterculiaceae. O estoque de biomassa recuperado, dez anos após a formação da capoeira estudada, é de aproximadamente 16 por cento, ou seja, a capoeira apresenta um estoque médio de 56,2 t.ha-1 ± 12 (IC 95 por cento), enquanto que o estoque da floresta primária é de 339,7 t.ha-1 ± 66,7 (IC 95 por cento).

In Amazonia, fire is widely used for soil preparation in the agriculture and cattle ranching, either by small or big farmers. The combination of low fertility of the soil and low price of the land usually leads to typical shift cultivation as soon as the natural sources of nutrients are exhausted, when new primary forests are felled and burned. Due to that, secondary forests originated from abandoned agriculture or pasture activity projects cover huge areas in the Brazilian Amazônia. This study was carried out in the Tropical Forestry Experimental Station (EEST/INPA), around 50 kilometers north of Manaus, the capital of Amazonas State. A secondary forest ("capoeira"), 10 years old, was selected for this study; its land use history includes clear cutting followed by fire. Two different samples of primary forests were included as control plots for the "capoeira". All individuals with diameter at breast height (DBH) greater than 5 cm were measured and recorded in a single area of 0,4 ha for each treatment. Ten years after burning, the secondary forest is still very different in comparison with primary forest, in terms of important parameters of the vegetation structure, such as floristic composition, abundance, frequency, dominance, index of value of importance (IVI) and the diameter distribution. In "capoeira" studied the dominant species are mainly of the following botanical families: Annonaceae, Arecaceae, Burseraceae, Cecropiaceae, Euphorbiaceae, Fabaceae, Lecythidaceae, Melastomataceae, Mimosaceae, Sapindaceae and Sterculiaceae. The estimates of dry biomass were 56.2 t. ha-1 ± 12 (CI 95 percent) and 339.7 t.ha-1 ± 66.7 (CI 95 percent) for "capoeira" and primary forest, respectively.

Projeção da dinâmica da floresta natural de Terra-firme, região de Manaus-AM, com o uso da cadeia de transição probabilística de Markov / Dynamics of the Terra-firme primary forest in Manaus-AM region using the Markov probabilistic transition matrix

Os fatores que envolvem os processos da dinâmica da floresta influenciam a sua biodiversidade e, portanto, a qualidade da floresta. A definição de estratégias que envolve a proteção e o uso adequado da floresta manejada e a recuperação de áreas já degradadas tornam-se possível com o estudo da estrutura e dinâmica da floresta primária por meio de informações como a mortalidade, o recrutamento e a permanência das árvores no sistema florestal. Este trabalho teve como objetivo avaliar a dinâmica de uma floresta não perturbada e fazer projeções da dinâmica florestal usando a matriz de transição probabilística (Cadeia de Markov). As taxas de recrutamento, mortalidade e incremento foram determinadas a partir de inventários florestais realizados em dois transectos, nos sentidos Norte-Sul e Leste-Oeste (20 x 2500 m cada, totalizando 10 ha), localizados no km 50 da BR 174, na estrada vicinal ZF-2, Manaus/AM, nos anos de 2000 e 2004. A floresta acumulou 8,34 t.ha-1.ano-1 de biomassa fresca acima do solo. De acordo com projeção para 2008, o número total de árvores diminuirá em 2,67 por cento (de 5987 indivíduos (2004) para 5827 (2008)) e a mortalidade será 15 por cento maior (de 264 (2004) para 311 (2008)). O teste Qui-quadrado mostrou que não há diferença significativa (1 por cento de probabilidade) entre as informações coletadas e projetadas. Esses resultados permitem concluir que a Cadeia de Markov é um eficiente instrumento para projetar a dinâmica da floresta natural, contribuindo para o planejamento em curto prazo das atividades que utilizam os recursos florestais.

To combine protection and utilization of forest resources in the tropics, the understanding of forest dynamics is essential. It is also important in the definition of strategies for rehabilitation of degraded areas. In Forestry, forest dynamics could be translated as the understanding of recruitment, mortality and biomass increment rates over time. For this study, these rates were estimated based on measurements carried out in 2000 and 2004 over two transects measuring 20 by 2500 m (5 hectares) each, in Manaus region. This paper deals with forest dynamics of a pristine forest based on the probabilistic transition matrix (the first-order Markov Chain) approach. The main objective is to report 4-year (2000 to 2004) changes in the forest structure. Diameter distribution and tree mortality will be projected ahead to 2008 (t+2), based upon a 4-year period of observations completed in 2004 (t+1) and its immediate past in 2000 (t). In terms of fresh aboveground biomass, this site accumulated 8.34 t.ha-1.ano-1. The chi ² test has shown no statistical difference (p = 0.01) between observed diameter frequency and the expected projected by Markov Chain. This result indicates that the Markov Chain approach is a reliable tool to project the forest dynamics on a short-term basis. In 2008, the total number of individuals will have a decrease of 2.7 percent, and the mortality rate will 15 percent higher than in 2004.

Situação das indústrias madeireiras do Estado do Amazonas em 2000 / Lumber industries situation in 2000 in Amazonas State

Apesar da baixa atividade de usos do solo no Estado, a produção de madeira não é sustentável. Isso é causado, principalmente, pela falta de infra-estrutura dos órgãos responsáveis para monitorar os planos de manejo florestal e de corte raso para agricultura e pecuária. Este estudo apresenta análise de alguns fatores de produção, industrialização e comercialização da indústria madeireira do Estado do Amazonas, visando viabilizar diagnóstico do setor florestal. Essas informações possibilitam o estabelecimento de políticas florestais para a região. Fez-se a definição das zonas de produção, onde os principais municípios produtores de serrados foram Manaus, Itacoatiara, Manacapuru e Parintins; e de compensados e laminados foram Manaus e Itacoatiara. Após essa definição os dados foram coletados diretamente nas indústrias, através de questionários e entrevistas para coletar as seguintes informações: principais espécies consumidas, produtividade das indústrias, origem da matéria-prima, transporte, qualificação de pessoal e treinamento, principais problemas tecnológicos e exportação. Em 2000, a produção estadual foi de 323.400m³ de madeira em toras. Mais de 50 espécies diferentes são usadas nas serrarias, das quais 16 representaram 80 por cento do volume total, sendo as 5 espécies (louro inhamui,angelim pedra,amapá,assacu e maçaranduba) contribuíram com 49,34 por cento do consumo total; quanto as indústrias de compensado e laminado estas usaram, 17 espécies onde as 5 principais (muiratinga, sumaúma, copaíba, assacu e amapá) representaram 62,71 por cento do consumo total.Também foram coletados dados complementares junto ao IBAMA, SUFRAMA, SEFAZ e IBGE.