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Pesquisadores discutem métodos para estudo do crescimento e determinação da idade em árvores da floresta tropical

O que é a pesquisa

O estudo das populações de espécies de árvores das florestas tropicais é um conhecimento essencial para entender o crescimento da floresta e, portanto, para o planejamento de programas de manejo (exploração) sustentável. Entretanto, estes estudos são bastante complexos.

De fato, o foco de um estudo pode abarcar toda uma população de árvores, nos seus diferentes graus de desenvolvimento numa determinada área. A finalidade pode variar de censos demográficos (incluindo aspectos como densidade populacional, taxas de mortalidade e natalidade, e suas relações com variáveis ambientais) a pesquisas para subsidiar o manejo e a exploração comercial.

Os conhecimentos sobre o crescimento e a idade das árvores fornecem importantes informações sobre o desenvolvimento dessas populações vegetais, as interferências sofridas pelo ecossistema ao longo do tempo, as práticas de manejo florestal visando o desenvolvimento sustentável e o ciclo do carbono na floresta (como toda matéria orgânica tem carbono, o estudo do ciclo desse elemento químico ajuda a entender a história dos seres vivos no ambiente).

Apesar disso, ainda há poucos estudos sobre taxas de crescimento e idade de árvores em florestas tropicais, e no Brasil estes trabalhos são muito restritos.

Em função desse quadro, e da importância que estes estudos têm para a conservação de Recursos Florestais e para a Engenharia Florestal num país como o Brasil, pesquisadores do Departamento de Ecologia do Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo estão investigando as conhecidas relações entre o crescimento do diâmetro das árvores e sua idade em populações de árvores tropicais.
Eles buscam comparar e definir os melhores métodos para determinar a idade e as taxas de crescimento de diversas espécies de árvores.

Como é feita a pesquisa

O crescimento arbóreo pode ser definido como o aumento das dimensões (diâmetro, altura, área basal, volume, biomassa e outros) de uma ou mais árvores, num dado período de tempo ou, restringindo-se a partes da planta (células, galhos, folhas ou raízes) pode-se expressar o crescimento pelo aumento da extensão destas.

O crescimento de árvores depende de fatores como a disponibilidade dos recursos ambientais (luz, água, nutrientes) e espaço físico (por exemplo, que não haja impedimentos por cipós).

Outros fatores que influem no crescimento são o tamanho e a constituição genética da árvore bem como sua história de desenvolvimento. Cada fator afeta, sozinho e em conjunto, o crescimento das árvores.

As taxas de crescimento de árvores são altamente variáveis. Existem grandes variações entre espécies, bem como entre árvores da mesma espécie, porém de diferentes tamanhos ou constituição genética, ou ainda estabelecidas em diferentes ambientes. Em contraste, o crescimento de uma árvore individual durante períodos sucessivos é muito menos variável.

Árvores de tamanhos parecidos podem ter grandes diferenças de idades. De outro lado, árvores da mesma idade podem alcançar diferentes tamanhos. Assim, árvores de mesmo tamanho ou idade podem crescer em taxas desiguais, dificultando estimativas da trajetória de crescimento e de tempo de vida.

É preciso, portanto comparar os métodos para estimar a idade e o crescimento arbóreo nas florestas tropicais, para determinar qual deles melhor se aplica em cada caso.

Existem quatro métodos básicos para determinação do tempo de vida de árvores, sendo um direto e três indiretos:

1. datação por radiocarbono;

2. contagem dos chamados anéis de crescimento anuais;

3. estimativas através de medidas repetidas do diâmetro, e

4. aproximações matemáticas baseadas nas estimativas das taxas de mortalidade.

A Datação por Radiocarbono é um método indireto, baseado no assim chamado decaimento do Carbono 14, o nuclídeo (átomo) radioativo do Carbono.

Essa datação funciona assim: na atmosfera, átomos de Carbono 14 reagem quimicamente com o oxigênio, formam gás carbônico e se distribuem, a seguir, pelo ar, as águas e enfim nos seres vivos. Como os vegetais formam sua matéria orgânica (que contém carbono) absorvendo o gás carbônico atmosférico, eles também absorvem Carbono 14 que, com o tempo, vai perdendo sua atividade radioativa. Os cientistas conhecem qual a taxa de diminuição da atividade radioativa (ou seja, a taxa de decaimento) do Carbono 14, e medindo (com um equipamento próprio, um contador) a radioatividade ainda presente na árvore, estimam seu tempo de vida.

Mas o método de datação pelo Carbono 14 (proposto em 1949) é valido desde que obedeça a duas condições: inexistência de mudanças no equilíbrio entre a produção de Carbono 14 na natureza e sua taxa de decaimento (mudanças nesse equilíbrio inutilizariam o método); e – no caso de árvores mortas – inexistência de trocas de carbono entre o fóssil do vegetal que se deseja datar e o meio ambiente, isto é, que o sistema tenha permanecido quimicamente fechado (essas trocas mudariam a relação entre os isótopos levando a datações erradas).

Por isso a datação de árvores por radiocarbono pode ser complicada. Por exemplo, amostras de madeiras entre 50 e 350 anos apresentam desvios muito grandes nas datações. Além disso, o aumento atmosférico do radiocarbono devido aos testes nucleares realizados nas décadas de 60 e 70 pode levar a erros graves, já que em certas medições do radiocarbono a idade de espécimes chegou a ser quintuplicada, dando-se a árvores com trezentos anos, mil e quinhentos anos.

Já outras técnicas baseadas na medição da atividade do Carbono 14 encontraram idades superiores a 400 anos em árvores da floresta amazônica. Estudos com o cerne de árvores da espécie Bertholetia excelsa (castanha-do-brasil) estimaram idades de cerca 440 anos (com variação para mais ou para menos de 60 anos) e datações em vinte árvores de grande porte na cidade de Manaus determinaram idades variando entre 200 e 1400 anos.

A datação por radiocarbono pode ser válida para a estimativa da idade e taxas de crescimento, mas apresenta problemas: só é eficaz com árvores de grande porte (mais antigas), presume que as taxas de radiocarbono na atmosfera permaneceram constantes ao longo do tempo, e seus resultados podem ser afetados por variáveis ambientais como estações secas ou excessivamente úmidas, fogo, doenças, etc., que podem influenciar diretamente na estimativa das taxas de crescimento diamétrico. Finalmente, é muito cara para aplicação em grandes populações de árvores.

A segunda técnica examinada neste estudo é a Contagem dos Anéis de Crescimento Anuais. É um método direto de datação, baseado na atividade cambial das árvores. A atividade cambial é a relação de troca que existe entre as árvores e o meio ambiente, como por exemplo, entre variáveis climáticas importantes (chuvas, temperaturas) com os processos fisiológicos das árvores (respiração, fotossíntese, fluxo de seiva orgânica e taxa de divisões celulares). Como conseqüência desta atividade formam-se anualmente, nas árvores, anéis de crescimento (visíveis, por exemplo, em troncos cortados).

Conforme a espécie de árvores estes anéis podem ser distintos, sendo claramente demarcados (caso da maioria das espécies de árvores coníferas, e.g. Pinnus sp) ou apresentar maior complexidade e variação na formação de camadas de crescimento (caso das árvores folhosas, e.g. Bertholetia excelsa). Nas árvores tropicais podem ocorrer falsos anéis de crescimento ou anéis de crescimento incompletos, formados pela ocorrência de inundação, seca, geada, fogo, desfolha, brotamento esporádico que interferem na atividade de crescimento. Já em regiões de clima temperado, os anéis de crescimento representam habitualmente o incremento anual da árvore.

A cada ano, devido ao crescimento cambial, é acrescentado um novo anel ao tronco, razão por que são também denominados anéis anuais, cuja contagem permite conhecer a idade do indivíduo. Porém a maioria dos conhecimentos científicos nessa área referem-se a regiões de florestas temperadas.

Os anéis de crescimento são considerados como duvidosos para estimar taxas de crescimento e idades em árvores tropicais, porque as estações do ano não são claramente demarcadas, pois teoricamente nesses ambientes as árvores não formariam os anéis.

Isto é um mito. A periodicidade anual no crescimento foi evidenciada em inúmeras espécies arbóreas de várias regiões tropicais. Mas a técnica para determinação da idade e taxa de crescimento através dos anéis anuais de fato esbarra em dificuldades devidas à falta de estações climáticas distintas, que dificultam uma clara visualização dos anéis e conseqüentemente uma estimativa mais precisa da idade.

O aparecimento de falsos anéis devido a vários tipos de interferências (bióticas e abióticas) no crescimento da árvore, induz a resultados errôneos na determinação da idade e do ritmo de crescimento. Além disso, as estimativas da idade para árvores individuais são insuficientes e não representam a taxa de crescimento e a idade para populações de árvores.

Um terceiro método de datar árvores é a Estimação Através de Medidas Repetidas do Diâmetro. Esta estimativa pode ser feita com o uso de um equipamento denominado Faixa Dendrométrica, sendo a datação realizada posteriormente, com Cálculos Matemáticos.

O método parte da constatação que a avaliação contínua dos aumentos de diâmetro do tronco das árvores possibilita, a médio e longo prazo, uma determinação indireta do ritmo e da taxa de crescimento, da periodicidade da atividade cambial e da influência dos fatores climáticos.

Entre os equipamentos disponíveis para o acompanhamento do crescimento do tronco das árvores as Faixas Dendrométricas se destacam pela precisão e execução da leitura, facilidade de montagem, instalação e manutenção em condições de campo, além do baixo custo.

Como as faixas não fornecem informações diretas sobre a idade das árvores, tornam-se necessárias estimativas feitas através de outros métodos convencionais.

Uma das limitações no método das Faixas Dendrométricas é a calibragem para crescimentos anuais acima de 20 milímetros de diâmetro sendo necessário, nesses casos, calibrar o aparelho periodicamente. Além disso, as faixas podem também fornecer medidas erradas em árvores cujo diâmetro pode diminuir em épocas mais secas do ano.

As Estimativas Matemáticas do crescimento e idade de árvores em florestas tropicais incluem vários métodos, sendo as simulações das curvas de crescimento através da medição do crescimento periódico anual um dos mais discutidos.

A técnica considera que o crescimento arbóreo é uma relação direta com o diâmetro, estimando valores médios e máximos a partir das medidas do incremento periódico em intervalos de tempo sucessivos e iguais.

Supõem-se que a partir da extrapolação dos registros de crescimento realizados em curtos períodos possa-se estimar o crescimento por longos períodos de tempo em árvores tropicais.

Porém, as grandes variações no crescimento entre árvores confundem os esforços para produzir estimativas mais próximas da realidade. Por isso, a determinação das taxas de crescimento médias e máximas tem sido substituída por cálculos estatísticos do crescimento arbóreo.

Mas o crescimento arbóreo é um processo complexo. A vasta maioria dos modelos é excessivamente simplificada, fazendo que muitas variáveis, que influem nesse processo, permaneçam inexplicadas.

Devido à complexidade do crescimento arbóreo, uma simples árvore não é suficiente para a simulação das curvas de crescimento. São necessários mais indivíduos para providenciar mais informações sobre as possíveis curvas de crescimento para as espécies.

Em ecossistemas mais estudados as simulações matemáticas fornecem bons resultados para crescimento e a idade das árvores.

Porém esses modelos são ainda muito incipientes e não possibilitam conclusões mais aprofundadas sobre crescimento, idade e dinâmicas das populações de árvores em florestas tropicais. É necessária, pois, a validação de modelos mais acurados que combinem melhor a ecologia florestal e a matemática.

Importância da pesquisa

Essa pesquisa demonstra que as metodologias disponíveis para o estudo do crescimento e idade das árvores em florestas tropicais já possibilitam um conhecimento amplo sobre a idade das árvores, a dinâmica, o manejo e conseqüentemente o uso sustentável da floresta.

Porém, quando analisadas separadamente, essas metodologias apresentam limitações devidas à grande diversidade de espécies e ambientes encontrados nesses ecossistemas.

Uma alternativa para diminuir os problemas inerentes a cada metodologia é a utilização conjunta dos métodos apresentados. Ou seja, o uso de modelos matemáticos a partir de medições repetidas do diâmetro, utilizando faixas dendrométricas, com o acompanhamento das taxas de crescimento e a verificação das idade das árvores através dos anéis de crescimento e/ou Carbono 14.

Dessa maneira, a formulação de teorias que possibilitem entender melhor o crescimento e a idade das árvores tropicais torna-se mais próxima e verdadeira. Com elas, abre-se a possibilidade de manejos inteligentes e sustentados da floresta, preservando a biodiversidade.

Texto de divulgação científica publicado em 09 de setembro de 2003.