Utilização de modelo matemático na busca do manejo sustentável das pastagens naturais
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2011-02-28Metadatos
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O objetivo deste trabalho foi modelar em uma escala espaço-temporal a dinâmica
vegetacional de pastagens naturais caracterizada por tipos funcionais quando submetidas a
diferentes distúrbios, visando predizer padrões na vegetação de inventários futuros pela
análise da dimensão fractal associada ao modelo de autômatos celulares. Assim, inicialmente
avaliou-se o emprego da análise fractal como ferramenta na determinação de padrões em uma
escala reduzida de pastejo sobre pastagens naturais submetidas a diferentes manejos. O
experimento avaliou o efeito dos distúrbios pastejo e queima, aplicados em duas posições de
relevo, em uma pastagem natural localizada em Santa Maria-RS. Outra área avaliada
localizou-se em Bagé-RS onde foram introduzidos azevém, trevo branco e cornichão na
pastagem natural. A diversidade da pastagem foi obtida pelos índices de Shannon e
Equitabilidade. A informação da dimensão fractal foi calculada pela regressão entre o índice
de Shannon(ε) e o algoritmo natural de ε, sendo a inclinação da linha a informação da
dimensão fractal. Os resultados demonstraram que a dimensão fractal pode ser uma
ferramenta na determinação de padrões na comunidade vegetal na escala reduzida de pastejo.
A limitação do emprego desta técnica para escalas reduzidas é a necessidade de um número
maior de repetições. Num segundo momento, validou-se um modelo espacialmente explícito
empírico e preditivo da dinâmica vegetacional de uma pastagem natural submetida a
diferentes distúrbios. Esse foi baseado em autômatos celulares, utilizando a abordagem de
tipos funcionais de plantas, através da comparação das predições do modelo com observações
reais de experimentos. As simulações foram realizadas em duas escalas temporais e espaciais,
reduzida e ampla. A resolução temporal da simulação foi mensal quando a dimensão espacial
considerada foi de 0,0625 m², caracterizando a escala reduzida. A escala ampla foi
considerada quando a resolução temporal foi anual e a dimensão espacial foi de 306,25 m². Os
fatores testados foram: pastejo, ausência e presença; queima, ausência e presença e posição de
relevo, encosta e baixada. O modelo é formado por uma matriz representando duas dimensões
espaciais planas, sendo cada célula um PFT, a qual se altera a cada passo no tempo conforme
a composição da própria célula e de oito células vizinhas. O modelo avaliado demonstrou
eficiência na predição da dinâmica da vegetação da pastagem natural podendo ser utilizado
para simular diferentes cenários. Entretanto, a limitação do modelo está na correta
determinação do nível de distúrbio. Por fim, avaliou-se a dimensão fractal ao modelo citado
anteriormente e simulou-se o efeito do pastejo no manejo da queima bianual ou a cada três
anos, sendo que cada simulação correspondeu a 100 iterações com resolução espacial de
306,25 m² e temporal igual a um ano. O nível de distúrbio adotado para caracterizar tanto o
pastejo como a queima foi de 0,18. Nos tratamentos com queima, nos anos em que ela foi
utilizada, o nível de distúrbio foi de 0,36, correspondendo a soma dos distúrbios pastejo e queima. Os tratamentos foram avaliados em relação a duas situações de recurso ambiental
(ótimo e com restrição). A avaliação da dimensão fractal em modelo espacialmente explícitos
baseados em autômatos celulares demonstrou ser uma ferramenta viável na determinação de
padrões e da dinâmica da comunidade vegetal independente da escala. O modelo não simulou
adequadamente a colonização de espécies, sendo este um tema fundamental para futuros
trabalhos que utilizarem esta abordagem. A utilização de apenas dois tipos funcionais
permitiu uma melhor visualização dos resultados. A determinação da quantidade de tipos
funcionais a serem utilizados na simulação dependerá de futuras investigações.