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.

Seleção precoce de clones de eucalipto para ambientes com disponibilidade diferenciada de água no solo: relações hídricas de plantas em tubetes

O presente trabalho objetivou identificar características em cinco clones de eucalipto crescendo em tubete plástico de 60 mL, de modo a subsidiar a seleção precoce de material genético para plantios em ambientes com disponibilidade diferenciada de água no solo. Avaliaram-se a condutância estomática, a transpiração foliar, o potencial hídrico foliar e a fotossíntese líquida de plantas mantidas plenamente irrigadas e de plantas sob deficiência hídrica. Com a suspensão da irrigação, os clones 1250 e 1260 apresentaram menor condutância estomática e transpiração, produzindo ligeira diminuição nos valores de potencial hídrico foliar nas plantas. Observaram-se uma acentuada redução no potencial hídrico e abscisão foliar nos clones 0321 e 1277, e, ao final de vários ciclos de seca, estes dois clones apresentaram as maiores taxas de fotossíntese líquida, em resposta à suspensão da irrigação. Com a re-irrigação, o clone 1277 emitiu, imediatamente, novas folhas, indicando sua capacidade de recuperação quando as condições hídricas do solo se tornam favoráveis. Esses resultados evidenciam que o clone 1277 deve tolerar ambientes sujeitos à deficiência hídrica.

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.

Análise discriminante paramétrica para reconhecimento de defeitos em tábuas de eucalipto utilizando imagens digitais

A indústria de madeira tem dispensado especial atenção às etapas de classificação e seleção de madeira serrada. Sistemas de Visão Artificial têm sido propostos para automação dessas etapas na indústria. A identificação de características apropriadas para discriminar os defeitos da madeira em imagens digitais é um dos maiores desafios no desenvolvimento desta tecnologia. O objetivo deste trabalho foi avaliar, por meio de técnicas de análise multivariada, a capacidade de discriminar defeitos em tábuas de eucalipto, utilizando-se as características de percentis de imagens coloridas. Foram realizadas análises discriminantes linear e quadrática para classificação de defeitos e madeira limpa em imagens digitais de tábuas de eucaliptos. As características de percentis do histograma das bandas do vermelho, verde e azul, retiradas de dois tamanhos de blocos de imagens, foram utilizadas para desenvolvimento e teste das funções discriminantes. Foram usados 492 blocos, contendo os 12 defeitos estudados e madeira limpa, retirados das imagens de 40 tábuas amostradas aleatoriamente. As características foram analisadas com seus valores originais, escores dos componentes principais e escores das variáveis canônicas. Os menores erros globais de classificação foram 19 e 24% para funções discriminantes lineares com os escores das variáveis canônicas para tamanho de bloco de 64 x 64 e 32 x 32 pixels, respectivamente. Tendo em vista a magnitude desses erros, as características de percentis foram consideradas adequadas para discriminar defeitos e madeira limpa em imagens digitais.

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.

Análise de trilha entre as variáveis das análises de sementes de espécies florestais exóticas do Rio Grande do Sul

Este trabalho teve por objetivo identificar as variáveis mais importantes na avaliação da qualidade das sementes armazenadas de espécies florestais exóticas no sul do Brasil. As informações relacionadas às análises de sementes das espécies florestais exóticas foram obtidas no banco de dados do Centro de Pesquisas Florestais e Conservação do Solo - FEPAGRO, Santa Maria, RS. Estimaram-se os coeficientes de trilha com as variáveis: pureza dos lotes, peso de mil sementes e porcentagens de umidade, de plântulas normais, de plântulas anormais e de sementes duras e mortas. A porcentagem de sementes mortas e a umidade das sementes armazenadas são as determinações que mais influíram na porcentagem de plântulas normais das espécies florestais exóticas no Rio Grande do Sul.

Efeito do espaçamento e da idade sobre variáveis de povoamentos de Pinus Taeda L.

O objetivo deste estudo foi analisar os dados de um experimento sobre espaçamento inicial, implantado em povoamentos de Pinus taeda L. não-desbastados pertencentes à empresa IGARAS, localizados no Planalto Serrano do Estado de Santa Catarina, no Sul do Brasil. O experimento consistiu em um delineamento em blocos casualizados com três repetições e nove tratamentos (espaçamentos 1,5 x 1,0; 2,0 x 1,0; 2,5 x 1,0; 1,5 x 2,0; 2,0 x 2,0; 1,5 x 3,0; 2,5 x 2,0; 2,0 x 3,0; e 2,5 x 3,0 m). As medições foram realizadas nas idades de 4 a 14 anos. O efeito dos espaçamentos e da idade sobre as variáveis do povoamento foi analisado por meio do teste de Scott-Knot e de análise de regressão. Os resultados apontaram que os espaçamentos influenciam a tendência de crescimento em altura total, em área basal por ha, em diâmetro quadrático, em volume por árvore e em volume por ha. Os resultados permitiram confirmar que o espaçamento possui pouco efeito sobre as estimativas de altura total e que, aos 14 anos, os maiores espaçamentos proporcionam maiores estimativas de diâmetro quadrático, de volume por árvore e de sobrevivência e menores estimativas de área basal por ha e de volume por ha.

Isolamento e seleção de fungos causadores da podridão-branca da madeira em florestas de Eucalyptus spp. com potencial de degradação de cepas e raízes

Este trabalho objetivou isolar fungos causadores da podridão-branca da madeira, a partir de basidiocarpos e de fragmentos de madeira de eucalipto coletados em várias regiões do país, bem como testar seu potencial de degradação de cepas e raízes mortas em plantios comerciais de eucalipto, após o corte raso. Para o isolamento dos fungos foi desenvolvido um meio de cultura de serragem de eucalipto-ágar. Dentre 292 isolados obtidos e submetidos ao teste de Bavendamm, 144 foram classificados como causadores de podridão-branca, capazes de produzir fenoloxidases. Dentre as nove relações C/N testadas, observou-se uma tendência de ocorrer maior degradação de cavacos naquelas iguais a 60 : 1, 200 : 1 e 300 : 1. Utilizando a relação C/N igual a 60 : 1, realizaram-se dois experimentos para avaliar a degradação de cavacos de Eucalyptus saligna por isolados fúngicos de podridão-branca. No primeiro experimento, avaliado aos 90 dias de incubação, foram selecionados sete isolados, que causaram perda de peso em cavacos superior ou igual à causada por Trametes versicolor, usado para comparação. No segundo experimento foram testados 46 isolados fúngicos. Dentre os mais eficientes estavam os sete isolados selecionados no primeiro teste, além de outros quatro isolados. Baseado na análise de DNA, seis isolados foram identificados, sendo três pertencentes à espécie Pycnoporus sanguineus, um ao gênero Peniophora sp., um ao gênero Pestalotiopsis sp. e um ao gênero Ganoderma sp.

Seleção de genitores de Eucalyptus grandis e de Eucalyptus urophylla para produção de híbridos interespecíficos utilizando REML/BLUP e informação de divergência genética

Foram avaliadas 363 progênies de meios-irmãos de Eucalyptus urophylla e de 245 progênies de meios-irmãos de E. grandis, visando à seleção de genitores para a produção de híbridos interespecíficos em cruzamentos controlados em dialelo circulante, com base em seus valores genéticos preditos. Os ensaios foram conduzidos em Guanhães, MG, no delineamento de blocos casualizados com cinco repetições, parcelas lineares de seis plantas para E. urophylla e oito plantas para E. grandis, no espaçamento de 3,0 x 2,0 m. Os parâmetros genéticos foram estimados adotando-se modelos mistos com uso do procedimento REML/BLUP (máxima verossimilhança restrita/melhor predição linear não viesada) para diâmetro à altura do peito (DAP), altura total (ALT) e volume individual (VOL). A predição dos valores genéticos foi feita somente para (DAP), característica que foi utilizada para seleção. Em E. urophylla, foram obtidas as estimativas de herdabilidade no sentido restrito de 0,2785 e de acurácia da ordem de 61%, e em E. grandis, herdabilidade de 0,2247 e acurácia de 53%. A seleção dos 100 genitores de cada espécie individualmente proporcionará ganhos genéticos na ordem de 20,6% em E. urophylla e de 16,4% em E. grandis. Ganho genético para DAP em torno de 35,0% poderá ser obtido com o cruzamento dos 10 indivíduos selecionados para cada espécie, portadores das maiores estimativas de divergência genética.

Relações entre variáveis climáticas com produção e enraizamento de miniestacas de eucalipto

O objetivo deste trabalho foi avaliar o grau de associação linear entre variáveis climáticas com a produção e enraizamento de miniestacas de eucalipto cultivado em dois tipos de minijardim clonal (leito de areia e tubetes com subirrigação). Foram utilizados dados da empresa CENIBRA, referentes ao enraizamento de miniestacas e à produção de miniestacas por minicepa, e dados de monitoramento climático. A produção de miniestacas por minicepa e sua taxa de enraizamento foram correlacionadas com os dados climáticos (luz, temperatura e umidade relativa do ar). Verificou-se que a temperatura influencia, de diferentes maneiras, o enraizamento de miniestacas, sendo seu efeito variável de acordo com o clone e tipo de minijardim clonal. Em relação à produção de miniestacas, o aumento da temperatura favorece a produção de miniestacas, independentemente do tipo de minijardim. De modo geral, a luz e a umidade relativa do ar influenciaram positiva e negativamente o enraizamento e a produção de miniestacas, respectivamente, independente do minijardim analisado. Os resultados indicaram que aumento da intensidade luminosa e diminuição da umidade relativa do ar, nos locais onde os minijardins clonais estavam estabelecidos, favorecem tanto o enraizamento de miniestacas quanto a produção de miniestacas pelas minicepas.

Influência do modelo de análise estatística e da forma das parcelas experimentais na seleção de clones de Eucalyptus spp.

Foram avaliadas três formas de parcelas experimentais (retangular, uma linha - linear e parcela de uma árvore - STP) em testes clonais de Eucalyptus spp, utilizando-se três experimentos, cada um com 18 clones. Foram usados três modelos de análise (mínimos quadrados ordinários - ANOVA tradicional, modelos mistos com fator clone fixo ou com fator clone aleatório - REML/BLUP). Os dois primeiros modelos apresentaram resultados similares. Com REML/BLUP houve estreitamento das predições em relação às amplitudes obtidas com as médias, e essa redução foi proporcionalmente maior com parcelas retangulares e STP. O ordenamento dos clones também foi similar com esses dois tipos de parcelas. É provável que com parcelas STP haja um balanço compensatório das alocompetições, pois se pode trabalhar com maior número de repetições e menor custo. Portanto, com parcelas STP haverá economia de recursos e sem prejuízos para o Programa de Melhoramento Florestal.

Seleção de matrizes e tipo de propágulo na enxertia de substituição de copa em Ilex paraguariensis

Objetivou-se avaliar a técnica da sobreenxertia em Ilex paraguariensis, visando a substituição de copas. Para tanto, foi avaliada a influência da posição do enxerto na planta matriz, a idade e a matriz, bem como, a definição da melhor época para avaliação do pegamento e vigor dos enxertos. Árvores com 13 anos de idade localizadas em Colombo - PR, foram submetidas ao corte a 10 cm do solo para indução de brotações, sobre as quais foi realizada a enxertia por garfagem no topo em fenda cheia. Os enxertos foram coletados de sete árvores matrizes com idade de 10 anos e sete árvores com idade acima de 80 anos. Das matrizes selecionadas foram retirados enxertos observando-se a posição apical, mediana e basal dentro da planta matriz. O experimento foi instalado em delineamento inteiramente casualizado com três repetições e 42 tratamentos, no esquema fatorial hierárquico 2 x 7 x 3 (duas idades; 7 matrizes, para cada idade; e 3 posições de coleta). A variável resposta de interesse foi proporção de pegamentos e número e comprimento de brotos. Obteve-se um comportamento diferenciado das matrizes quando amostradas em diferentes posições de coleta. A herdabilidade individual dos efeitos genotípicos, estimada para o pegamento dos enxertos, foi superior a 74%, para todos os períodos de avaliação, cujo valor é considerado alto. O coeficiente de variação genética foi da ordem de 34%, para os períodos de acompanhamento iguais ou superiores a 90 dias, indicando boas perspectivas de ganho no melhoramento do material genético. O coeficiente de variação experimental, nesse mesmo período, ficou entre 78% e 94%. Não houve diferenças entre os parâmetros genéticos a partir dos 90 dias. Pode-se concluir que a sobreenxertia de erva-mate diretamente a campo é tecnicamente viável; melhores taxas de pegamento são obtidas em árvores mais novas e com brotações apicais; e as matrizes apresentam respostas diferenciadas quanto ao pegamento na enxertia.

Crescimento em diâmetro do tronco das árvores de Eucalyptus grandis W. Hill. ex. Maiden e relação com as variáveis climáticas e fertilização mineral

Este trabalho teve como objetivo avaliar o incremento em diâmetro do tronco de árvores de Eucalyptus grandis por 24 meses e sua relação com as variáveis climáticas e fertilização mineral. As árvores foram plantadas no espaçamento de 3 x 2 m e fertilizadas com potássio e sódio (plantio, 6 e 12 meses). Foram selecionadas 20 árvores de eucalipto por tratamento, de acordo com a distribuição de área basal do povoamento e instaladas faixas dendrométricas na altura do DAP. Os resultados indicaram efeito da sazonalidade climática no incremento em diâmetro do tronco das árvores, com períodos de máximo e de mínimo crescimento e uma defasagem (lag) de 28 dias, em função da resposta da atividade cambial às variações climáticas. A aplicação de potássio em relação ao sódio e controle promoveu maior taxa de incremento acumulado do tronco das árvores, com valores de 4,14; 3,28; e 3,08 cm, respectivamente.

Método de seleção e identificação de fontes de resistência à murcha do eucalipto causada por Ceratocystis fimbriata

Este trabalho teve como objetivo desenvolver um método de seleção e identificar fontes de resistência à murcha do eucalipto causada por Ceratocystis fimbriata. A inoculação de 5 ml de inóculo (2,5 x 10(4) esporos/ml) do patógeno em um ferimento no coleto de mudas com 60 dias de idade foi o método mais eficiente na reprodução dos sintomas da doença. Para este método, a severidade da doença e a mortalidade de plantas em função do tempo após a inoculação foram avaliadas. Um período de 30 dias após a inoculação foi suficiente para reproduzir os sintomas da doença. O protocolo de inoculação desenvolvido apresentou alto rendimento (400 plantas/ h) e menor consumo de espaço, quando comparado com outros métodos, principalmente pelo fato de possibilitar a inoculação de mudas jovens de eucalipto, entre 60 e 90 dias. Na segunda etapa do trabalho, a resistência interespecífica do eucalipto a C. fimbriata foi avaliada usando as espécies Eucalyptus camaldulensis, E. dunnii, E. grandis, E. pellita, E. saligna, E. tereticornis e E. urophylla. Houve segregação da resistência para todas as espécies e de acordo com o local de origem da população. Para E. urophylla, por exemplo, ocorreram as maiores variações entre o número de indivíduos resistentes e suscetíveis à doença. Essas variações podem estar ligadas com a procedência das sementes e com as características do programa de melhoramento genético.

Limites de confiança para variáveis em análises de sementes de espécies florestais exóticas

Este trabalho teve por objetivo propor padrões para a padronização dos índices das análises de sementes de espécies florestais. Para tanto, foram utilizados resultados de análises de sementes dessas espécies a partir do ano de 1997 até 2007, pertencentes aos arquivos do Laboratório de Análise de Sementes da Fundação Estadual de Pesquisa Agropecuária - FEPAGRO, localizado em Santa Maria, RS. Os limites de confiabilidade foram construídos a partir de uma análise de normalidade dos dados e da utilização do critério do pseudossigma. Os limites de confiança estabeleceram os valores mínimos aceitáveis para que um lote de sementes seja comercializado, propondo que valores de germinação dentro dos limites de confiabilidade muito baixos ou baixos devem ser descartados, pois não apresentam índices germinativos aceitáveis.