Solução de problemas de planejamento florestal com restrições de inteireza utilizando busca tabu

Este trabalho teve como objetivos desenvolver e testar um algoritmo com base na metaheurística busca tabu (BT), para a solução de problemas de gerenciamento florestal com restrições de inteireza. Os problemas avaliados tinham entre 93 e 423 variáveis de decisão, sujeitos às restrições de singularidade, produção mínima e produção máxima periódicas. Todos os problemas tiveram como objetivo a maximização do valor presente líquido. O algoritmo para implementação da BT foi codificado em ambiente delphi 5.0 e os testes foram efetuados em um microcomputador AMD K6II 500 MHZ, com memória RAM de 64 MB e disco rígido de 15GB. O desempenho da BT foi avaliado de acordo com as medidas de eficácia e eficiência. Os diferentes valores ou categorias dos parâmetros da BT foram testados e comparados quanto aos seus efeitos na eficácia do algoritmo. A seleção da melhor configuração de parâmetros foi feita com o teste L&O, a 1% de probabilidade, e as análises através de estatísticas descritivas. A melhor configuração de parâmetros propiciou à BT eficácia média de 95,97%, valor mínimo igual a 90,39% e valor máximo igual a 98,84%, com um coeficiente de variação de 2,48% do ótimo matemático. Para o problema de maior porte, a eficiência da BT foi duas vezes superior à eficiência do algoritmo exato branch and bound, apresentando-se como uma abordagem muito atrativa para solução de importantes problemas de gerenciamento florestal.

Metaheurística algoritmo genético para solução de problemas de planejamento florestal com restrições de integridade

Os objetivos deste trabalho foram desenvolver e testar um algoritmo genético (AG) para a solução de problemas de gerenciamento florestal com restrições de integridade. O AG foi testado em quatro problemas, contendo entre 93 e 423 variáveis de decisão, sujeitos às restrições de singularidade, produção mínima e produção máxima, periodicamente. Todos os problemas tiveram como objetivo a maximização do valor presente líquido. O AG foi codificado em ambiente delphi 5.0 e os testes foram realizados em um microcomputador AMD K6II 500 MHZ, com memória RAM de 64 MB e disco rígido de 15GB. O desempenho do AG foi avaliado de acordo com as medidas de eficácia e eficiência. Os valores ou categorias dos parâmetros do AG foram testados e comparados quanto aos seus efeitos na eficácia do algoritmo. A seleção da melhor configuração de parâmetros foi feita com o teste L&O, a 1% de probabilidade, e as análises foram realizadas através de estatísticas descritivas. A melhor configuração de parâmetros propiciou ao AG eficácia média de 94,28%, valor mínimo de 90,01%, valor máximo de 98,48%, com coeficiente de variação de 2,08% do ótimo matemático, obtido pelo algoritmo exato branch and bound. Para o problema de maior porte, a eficiência do AG foi cinco vezes superior à eficiência do algoritmo exato branch and bound. O AG apresentou-se como uma abordagem bastante atrativa para solução de importantes problemas de gerenciamento florestal.

Metaheurística Simulated Annealing para solução de problemas de planejamento florestal com restrições de integridade

Os objetivos deste trabalho foram desenvolver e testar a metaheurística SA para solução de problemas de gerenciamento florestal com restrições de integridade. O algoritmo SA desenvolvido foi testado em quatro problemas, contendo entre 93 e 423 variáveis de decisão, sujeitos às restrições de singularidade, produção mínima e produção máxima, periodicamente. Todos os problemas tiveram como objetivo a maximização do valor presente líquido. O algoritmo SA foi codificado em liguagem delphi 5.0 e os testes foram efetuados em um microcomputador AMD K6II 500 MHZ, com memória RAM de 64 MB e disco rígido de 15GB. O desempenho da SA foi avaliado de acordo com as medidas de eficácia e eficiência. Os diferentes valores ou categorias dos parâmetros da SA foram testados e comparados quanto aos seus efeitos na eficácia do algoritmo. A seleção da melhor configuração de parâmetros foi feita com o teste L&O, a 1% de probabilidade, e as análises foram realizadas através de estatísticas descritivas. A melhor configuração de parâmetros propiciou à SA eficácia média de 95,36%, valor mínimo de 83,66%, valor máximo de 100% e coeficiente de variação igual a 3,18% do ótimo matemático obtido pelo algoritmo exato branch and bound. Para o problema de maior porte, a eficiência da SA foi dez vezes superior à eficiência do algoritmo exato branch and bound. O bom desempenho desta heurística reforçou as conclusões, tiradas em outros trabalhos, do seu enorme potencial para resolver importantes problemas de gerenciamento florestal de difícil solução pelos instrumentos computacionais da atualidade.

Alteração estrutural de uma área florestal explorada convencionalmente na bacia do Paraíba do Sul, Minas Gerais, nos domínios de Floresta Atlântica

O presente estudo, realizado no município de Matias Barbosa,MG, na Fazenda Paciência, teve como objetivo avaliar as alterações estruturais ocorridas em uma Floresta Estacional Semidecidual, nos domínios de floresta Atlântica, em decorrência das atividades de exploração convencional de um plano de manejo. Para isso, foi utilizado um trecho contínuo de floresta que teve uma área explorada há seis anos e outra área não-explorada. Foram lançadas parcelas para estudo da vegetação arbórea, nas quais se avaliou a sua estrutura. Os dados foram analisados de forma comparativa, considerando-se a situação observada na área de floresta não-explorada como desejável. O resultado do estudo indicou que a atividade de exploração madeireira realizada na Fazenda Paciência tem levado a alterações significativas na estrutura, além de um depauperamento do valor comercial do estoque remanescente da área de floresta explorada, podendo levar a um comprometimento dos recursos da comunidade florestal.

Análise comparativa da estrutura e flora do compartimento arbóreo-arbustivo de um remanescente florestal na Fazenda Beira Lago, Lavras, MG

Realizou-se o levantamento do compartimento arbóreo-arbustivo de um fragmento de floresta estacional semidecidual montana situado em Lavras, Minas Gerais, com o objetivo de caracterizar sua composição florística e a estrutura comunitária no contexto de outros sete fragmentos próximos. Conhecido como Mata da Lagoa, o fragmento possui uma área de aproximadamente 4,0 ha e está situado nas coordenadas 21º13'11"S e 44º58'15"W e a uma altitude média de 884 m. Foram alocadas 29 parcelas de 20 ´ 20 m, para amostrar os indivíduos com diâmetro à altura do peito (DAP) ³ 5 cm; registraram-se 1.294 indivíduos de 144 espécies, 94 gêneros e 45 famílias. As distribuições diamétricas das 10 espécies mais abundantes apresentaram dois padrões distintos, aparentemente relacionados com os efeitos da fragmentação e distúrbios sobre os mecanismos de dispersão. Análises de correspondência retificada (DCA) dos dados florísticos e quantitativos de oito fragmentos florestais indicaram forte dissimilaridade entre estes, principalmente quanto à composição florística, o que é, por certo, influenciado pela alta heterogeneidade ambiental da região do Alto Rio Grande. Os padrões de dissimilaridade florística evidenciaram influência mais forte da altitude e proximidade geográfica, ao passo que os padrões de dissimilaridade estrutural apontaram influência mais forte do "status" nutricional e regime de água no solo.

Ciclo de corte econômico ótimo em floresta ombrófila densa de terra firme sob manelo florestal sustentável, Amazônia Oriental

Este estudo teve como objetivo estimar o ciclo de corte e o estoque de colheita ótimo, no qual a taxa anual do crescimento da floresta se iguala à taxa anual de juros oferecida pelo mercado de capital. A pesquisa foi conduzida na Unidade de Manejo Florestal (UMF) da Fazenda Tracajás (02º35'53"S e 47º47'10"W), empresa Nova Era Agroflorestal, município de Paragominas, Estado do Pará, Brasil. A unidade de manejo florestal foi estratificada em classes I, II e III de estoques volumétricos, empregando-se análises de agrupamento e discriminante. Em cada classe de estoque foram instaladas aleatoriamente cinco parcelas de 100 x 100 m (1,0 ha), para medição dos indivíduos com dap > 15 cm. No centro de cada parcela foi instalada uma subparcela de 10 x 100 m (0,1 ha), para medição dos indivíduos com 5 cm < dap < 15 cm. Na classe I de estoque, os ciclos econômicos ótimos foram de 13, 12 e 8 anos; na classe II, de 18, 12 e 12 anos; e na classe III, de 22, 12 e 14 anos, a um incremento médio anual de 3,0 m³/ha/ano. Verificaram-se maiores taxas de remuneração do capital investido no manejo nos menores ciclos de corte, independentemente dos níveis de colheita do estoque comercial. Maiores incrementos anuais em volume resultaram em maiores taxas de valoração da floresta. Maiores volumes colhidos implicaram ciclos de corte mais longos numa mesma taxa de crescimento da floresta. Contudo, dentro de certos limites, maiores volumes colhidos podem resultar biologicamente em maiores taxas de crescimento do estoque remanescente. Isso ocorre, sobretudo, quando se aplicam tratamentos silviculturais.

Especificação de um modelo de crescimento e produção florestal

Este trabalho foi realizado com o objetivo de especificar um modelo de crescimento e produção, em que a produção volumétrica é função da área basal por hectare e da altura média de plantios de eucalipto. Para isso, foram utilizados dados de parcelas permanentes, localizadas na Bahia, com idades entre 28 e 89 meses. Após as análises, verificou-se que o modelo proposto forneceu estimativas volumétricas mais precisas do que o modelo de Clutter (1963) para povoamentos jovens, independentemente da classe de produtividade. No entanto, o modelo proposto forneceu estimativas volumétricas menos precisas nas idades técnicas de colheita (ITC), na menor e maior classes de produtividade.

Uso de diferentes alternativas para viabilizar a relação hipsométrica no povoamento florestal

Este estudo teve como objetivo testar diversos modelos hipsométricos tradicionais e genéricos selecionados na literatura florestal, observando-se seus ajustes e comportamentos em diferentes agrupamentos de variáveis independentes que caracterizam um povoamento florestal. Esses modelos hipsométricos foram ajustados, sendo o critério de seleção da equação mais precisa através do coeficiente de determinação ajustado e erro-padrão residual. Para identificar se equações selecionadas para cada situação são estatisticamente diferentes, adotou-se o delineamento inteiramente casualizado no esquema de parcelas subdivididas. Nos casos em que foi detectado diferença significativa na análise de variância, aplicou-se o teste de médias de Scott e Knott, constando que o ajuste por parcela utilizando modelos tradicionais é o procedimento ideal para estimar a altura das árvores. Porém, o ajuste do modelo genérico propiciou boas estimativas, indicando a possibilidade de seu uso em substituição aos modelos tradicionais.

Uso do método da altura relativa em inventário florestal de um povoamento de pinus

Neste trabalho é apresentado um teste do método Altura Relativa em povoamentos de pinus. No primeiro estudo de caso foram utilizados dados de 1.200 árvores cubadas do híbrido entre Eucalyptus grandis W. Hill ex Maiden e Eucalyptus urophylla S.T. Blake, para inferir sobre a acurácia proporcionada pelo método e desenvolver uma fórmula que permitisse eliminar ou reduzir o número de árvores-amostra em um inventário florestal. A fórmula desenvolvida foi hr= (Ht - 2)/ 2. Informações geradas por essa fórmula, juntamente com informações de dap e altura total, foram utilizadas para gerar equações de taper empregando-se procedimentos de geometria analítica. Em um segundo caso, testou-se o método Altura Relativa na condução de um inventário florestal de um povoamento de pinus. Esse mesmo povoamento foi inventariado, também, por um processo usual. Por meio das avaliações efetuadas, foi possível concluiu que o método altura relativa resulta em estimativas precisas e não tendenciosas do taper e do volume sólido, podendo ser utilizado em substituição ao usual.

Levantamento da cobertura florestal natural da microrregião de Viçosa, MG, utilizando-se imagens de Landsat 5

Este trabalho aborda o levantamento da cobertura florestal natural da microrregião de Viçosa, MG, realizado em 1998, utilizando-se imagens do Landsat 5. Verificou-se que: a) a cobertura florestal natural abrange 57.310 ha (24,27% da área total), dos quais 24.184,80 ha (10,24%) correspondem a mata e 33.125,31 (14,03%) a capoeira; b) os municípios que possuem cobertura florestal natural abaixo de 20% são Cajuri, Coimbra, Canaã e São Miguel do Anta e os acima de 20%, Pedra do Anta, Ervália, Viçosa, Paula Cândido, Teixeiras, Porto Firme e Araponga; c) Cajuri é o município com a menor taxa de crescimento florestal e Araponga, com a maior; d) Araponga é o município com a maior área florestal e Coimbra, com a menor; e e) a área de cobertura florestal natural teve incremento de 13,60%, de 1994 a 1998.

Avaliação da qualidade operacional em cinco subsistemas de colheita florestal

A qualidade das operações foi avaliada em cinco subsistemas de colheita, adotados por empresas florestais brasileiras que utilizam madeira para produção de celulose de fibras curtas e painéis. O sistema empregado pelas empresas foi o de toras curtas, e os subsistemas avaliados foram: 1) ";harvester"; + ";forwarder";, 2) ";slingshot"; + ";forwarder";, 3) motosserra + manual, 4) motosserra + ";forwarder"; e 5) motosserra + guincho. Os itens avaliados foram os seguintes: altura de cepas e da faixa de fratura; cepas danificadas, com espeto, cobertas pela galhada e rachadas; e comprimento de toras e toras com gancho. Nenhum dos subsistemas avaliados atendeu a todas as especificações de qualidade dos itens avaliados, podendo-se inferir que a qualidade das operações precisa ser melhorada em todos eles. Não ficou evidenciado que um subsistema seja melhor que o outro, pois em alguns itens um subsistema foi melhor, mas em outro já se apresentou pior. Independentemente do subsistema utilizado, o estabelecimento de controles é fundamental para identificação e solução de problemas que afetam a qualidade das operações que compõem a colheita florestal.

Emprego do método BDq de seleção após a exploração florestal em Floresta Ombrófila Densa de Terra Firme, Amazônia oriental

Este estudo teve como objetivos analisar a estrutura diamétrica pós-colheita seletiva da Floresta Ombrófila Densa de Terra Firme, aplicar o método BDq nas atividades de tratamento silvicultural e manejar a floresta, visando a uma estrutura balanceada dos diâmetros. A pesquisa foi realizada na Unidade de Manejo Florestal (UMF) da Fazenda Tracajás (02º35'53"S e 47º47'10"W), empresa Nova Era Agroflorestal, município de Paragominas, Estado do Pará, Brasil. A floresta foi estratificada em áreas homogêneas, denominadas classes I, II e III de estoques volumétricos, empregando-se as técnicas de análises de agrupamento e discriminante. Em cada classe de estoque foram instaladas, aleatoriamente, cinco parcelas de 100 x 100 m (1,0 ha), para medição dos indivíduos com dap > 15 cm. No centro de cada parcela de 100 x 100 m, foi instalada uma subparcela de 10 x 100 m (0,1 ha), para medição dos indivíduos com 5 cm < dap < 15 cm. Utilizou-se o método BDq de seleção, isto é, área basal remanescente (B), diâmetro máximo (D) e constante de De Liocourt (q). Na classe I de estoque, o método de manejo proposto permitiu a remoção de 56,4 árvores/ha, 3,33 m²/ha e 67,64 m³/ha, com redução em área basal de 13,1%. Na classe II de estoque, 53,7 árvores/ha, 3,88 m²/ha e 65,96 m³/ha, com diminuição em área basal de 16,2%. Na classe III de estoque, 63,3 árvores/ha, 3,13 m²/ha e 46,76 m³/ha, com redução em área basal de 14,0%. Observou-se déficit ou poucas árvores nas maiores classes diamétricas em razão da colheita seletiva. A remoção periódica de árvores deve ocorrer nas menores classes de tamanhos, visando ao balanceamento da distribuição dos diâmetros e, sobretudo, à condução da floresta a uma estrutura balanceada ao longo do ciclo de corte, com o aproveitamento contínuo dos produtos florestais madeireiros.

Estabilidade em análise de agrupamento: estudo de caso em ciência florestal

Objetivou-se, neste trabalho, propor uma sistemática para o estudo e interpretação da estabilidade dos métodos de análise de agrupamento, através de vários algoritmos de agrupamento em dados de vegetação. Utilizaram-se dados provenientes de levantamento na Mata da Silvicultura, da Universidade Federal de Viçosa ,em Viçosa, MG. Para a análise de agrupamento, foram estimadas as matrizes de distância de Mahalanobis com base nos dados originais e via reamostragem "bootstrap", bem como aplicados os métodos da ligação simples, ligação completa e médias das distâncias, do centróide, da mediana e do Ward. Para a detecção de associação entre os métodos, foi aplicado o teste Qui-Quadrado (chi2) a 1 e 5% de probabilidade. Para os diversos métodos de agrupamento foi obtida a correlação cofenética. Os resultados de associação dos métodos foram semelhantes, indicando, em princípio, que qualquer algoritmo de agrupamento estudado está estabilizado e existem, de fato, grupos entre os indivíduos observados. No entanto, verificou-se que os métodos são coincidentes, exceto os métodos do centróide e Ward e os métodos do centróide e mediana, em comparação com o de Ward, respectivamente, com base nas matrizes de Mahalanobis a partir dos dados originais e "bootstrap". A sistemática proposta é promissora para o estudo e interpretação da estabilidade dos métodos de análise de agrupamento em dados de vegetação.

Compactação de um solo de uso florestal submetido ao tráfego de arraste de madeira

Este trabalho teve como principal objetivo a avaliação dos níveis de compactação de um Latossolo Vermelho-Amarelo, de uso florestal, submetido ao tráfego comparativo entre duas versões de máquina de arraste de madeira, sobre pneus e esteiras, tendo em vista a escassez de informações sobre o tema e, ainda, considerando que o tráfego de máquinas habitualmente resulta em impactos no ecossistema, influenciando a qualidade dos recursos hídricos, a compactação do solo e a produtividade da floresta. As propriedades físicas do solo avaliadas foram: densidade, porosidade total e resistência mecânica do solo à penetração. O delineamento experimental empregado foi um esquema fatorial 2 x 3 x 3, ou seja, duas versões de máquina empregadas em três condições de operação, discutidas em relação à testemunha sem tráfego e em três profundidades, tendo quatro repetições. Foi também aplicado o teste de interações para avaliar o efeito das duas versões do trator arrastador em relação ao número de percursos das máquinas. As médias foram comparadas pelo teste de Dunnet a 5% de significância. A análise dos resultados obtidos apontou que, na faixa de profundidade entre 0 e 15 cm, o trator arrastador sobre pneus, trafegando com carregamento de madeira em um ou dois percursos, provocou efeitos na compactação do solo. Nas mesmas condições, o tráfego do trator arrastador sobre esteiras, em dois percursos, produziu efeito análogo. Nas profundidades entre 15 e 50 cm, somente dois percursos sobre pneus produziram alteração na compactação do solo.

Mapeamento dos fragmentos de vegetação florestal nativa da bacia hidrográfica do rio Alegre, Espírito Santo, a partir de imagens do satélite IKONOS II

O estudo teve como objetivos elaborar o mapa de uso da terra e diagnosticar, em nível de paisagem, os fragmentos de vegetação florestal nativa por meio da classificação visual da imagem do satélite IKONOS II. A pesquisa foi desenvolvida na bacia hidrográfica do rio Alegre, situada no extremo sul do Estado do Espírito Santo, Brasil. Foram mapeadas 12 classes de uso da terra, destacando-se 475 fragmentos florestais. As classes cafezal (2.086,2 ha), pastagem (14.130,1 ha) e fragmento florestal (2.978,9 ha) ocuparam 92,16% (19.195,2 ha) da área total da bacia, que é de 20.819,8 ha. A maioria dos fragmentos florestais possui formas fortemente alongadas e área média de 6,3 ha. Também se constatou que a maior parte está sujeita a um elevado nível de perturbação, com 452 e 166 fragmentos florestais vizinhos às classes pastagem e cafezal, respectivamente.