Dinâmica (2002-2011) e modelagem do incremento diamétrico em fragmento de Floresta Ombrófila Mista na Floresta Nacional de Irati, Paraná

Abstract

Este trabalho teve como objetivo analisar a composição florística, estrutura horizontal, dinâmica florestal e, ainda, testar a hipótese de que a estratificação dos dados pela análise de agrupamento pode melhorar a modelagem do incremento em diâmetro de espécies da Floresta Ombrófila Mista, bem como avaliar o efeito da utilização de outras variáveis dimensionais, sociológicas, de sítio e competição, além do DAP na estimativa do incremento diamétrico. Para isso, foram utilizados dados provenientes de 25 parcelas permanentes de um hectare cada (100 m x 100 m). Todos os indivíduos com diâmetro à altura do peito maior ou igual a 10 cm (DAP≥10 cm) foram devidamente identificados e mensurados nos anos de 2002, 2005, 2008 e 2011. A análise da alteração na composição florística foi realizada pela presença ou não dos indivíduos em cada período avaliado. A estrutura horizontal foi caracterizada por meio dos parâmetros fitossociológicos de densidade, frequência e dominância das espécies, bem como do valor de importância. Os processos dinâmicos da floresta avaliados foram o incremento, ingresso e mortalidade. A modelagem do incremento foi realizada em nível de floresta, grupo ecológico e grupo de espécies, sendo estes definidos pela análise de agrupamento, com base nos valores de incremento diamétrico médio, por espécie, por classe de diâmetro. A modelagem foi realizada de duas formas: na primeira, procedeu-se o ajuste de oito modelos matemáticos que apresentam como variável independente apenas o DAP; na segunda, foram geradas, pelo procedimento Stepwise, equações para a estimativa do incremento diamétrico com base em variáveis dimensionais, sociológicas, de sítio e competição. A floresta apresentou pequenas alterações em relação a sua composição florística e elevada riqueza de espécies. Durante os nove anos de monitoramento foram registradas 124 espécies arbóreas, 84 gêneros e 42 famílias botânicas. O número de indivíduos diminuiu durante o período de avaliação, ao passo que o número de gêneros e espécies aumentou. A família Myrtaceae apresentou ser a de maior importância, com o maior número de espécies e indivíduos ingressos (22,3% do total). A floresta apresentou um incremento médio em diâmetro de 0,23 cm/ano e em área basal de 0,21 m2/ha/ano, destacando-se a Araucaria angustifolia que apresentou os incremento mais expressivos (0,42 cm/ano e 0,12 m2/ha/ano, respectivamente). A taxa de mortalidade média da floresta foi superior a taxa de ingresso (1,69% e 1,31%, respectivamente). A utilização de outras variáveis independentes, além do DAP, para a estimativa do incremento diamétrico, melhorou os ajustes, com a redução do erro padrão de estimativa e aumento do coeficiente de determinação. As variáveis mais correlacionadas com o incremento em diâmetro foram a forma e a posição da copa. A estratificação dos dados em grupos de maior similaridade, em relação ao crescimento, pela análise de agrupamento, não tornou os modelos apropriados para estimar o incremento em diâmetro, porém trouxe melhoras, reduzindo o erro padrão de estimativa.

The purpose of this work was to analyze the floristic composition, horizontal structure, forest dynamics, and to test the hypothesis that the data stratification performed by the cluster analysis could improve the diameter increment modeling of species from the Araucaria Forest. Effects of adding other dimensional variables besides diameter at breast height (DBH) was also evaluated, as sociological position, site and competition. Data from 25 permanent sample plots of 1 ha in size each were used. All the individuals with diameter at breast height equal or larger than 10 cm (DBH ≥10 cm) were identified and measured in the years 2002, 2005, 2008 and 2011. Changes on the floristic composition were analyzed by the presence or not of the individuals in every period evaluated. The horizontal structure was characterized according to the phytosociological parameters of density, frequency and dominance of species, as well as the importance value. The dynamics process of the forest evaluated were the increment, recruitment and mortality. The increment modeling was performed for the whole forest, ecological groups and species groups defined by the cluster analysis according to the mean diametric increment for the species and diameter classes. The diameter increment modeling was performed in two ways: in the first one, eight mathematical models were applied, presenting as independent variable only the DBH; and in the second one, equations were generated by the Stepwise method, presenting as variables other dimensional variables, sociological position, site and competition. The forest presented few changes concerning its floristic composition and species diversity. Along the nine years of monitoring, 124 tree species were registered, including 84 genera and 42 botanical families. The number of individuals decreased in the evaluation period, whereas the number of genera and species increased. Myrtaceae family presented the greatest importance, with the highest number of species and recruited individuals (22.3% of the total). The forest presented an average increment of 0.23cm/year, and 0.21 m2/ha/year in basal area, with highlight to Araucaria angustifolia, which presented the most expressive increments (0.42 cm/year in diameter and 0.12 m2/ha/year in basal area). The average mortality rate of the forest was greatest than the recruitment rate (1.69% and 1.31%, respectively). The utilization of other independent variables, besides DAP, for the estimation of the diameter increment, has improved the fitting, reducing the standard error of estimate and increasing the determination coefficient. The variables most correlated with diameter increment were the shape and position of the crown. Data clustering according to the similarity on the species increment did not make the models suitable to estimate the diameter increment, although, it has improved the models, reducing the standard error of estimate.