Survival and initial growth of arboreal species in carbon neutralization plantings in Viçosa, MG

A necessidade das nações migrarem para uma economia de baixa emissão de carbono é algo que se discute intensamente dentro do cenário econômico, ambiental e social no mundo. O tema ganhou força principalmente na 21a Conferência das Partes (COP 21) ocorrido no ano de 2015, em Paris, França. Nessa conferência foi definido um acordo climático global (Acordo de Paris) no qual os países se comprometem com metas voluntárias de redução das emissões de gases de efeito estufa (GEE) até o ano de 2030. O Brasil, por sua vez, vem sendo um dos países protagonistas em assuntos relacionados a mudanças climáticas. Fato que reforça isso é a criação da Política Nacional de Mudanças climáticas (PNMC) em 2009, antes mesmo de acontecer o Acordo de Paris. No Acordo de Paris, o Brasil se comprometeu a reduzir suas emissões de GEE em 37% e 43% até 2025 e 2030, respectivamente (considerando o ano de 2005 como o ano-base das emissões). Diante disso, o país estabeleceu diversas metas relacionadas à diminuição das emissões de GEE, como aumento das energias renováveis, diminuição do uso de combustíveis fósseis, aumento da área de Integração Lavoura Pecuária e Floresta (ILPF), zerar o desmatamento ilegal, restauração e reflorestamento de áreas, entre outros. Especificamente a respeito dessa última meta, ainda é preciso muitos avanços técnico-científicos visando alcançar o objetivo de restaurar/reflorestar 12 milhões de hectares até 2030. Outra oportunidade que está em consonância com essa meta é o fomento de ações voluntárias de neutralização, por meio de plantios de neutralização de carbono em propriedades rurais. Um dos grandes desafios para implementação dessas metas é o conhecimento do potencial das espécies arbóreas. Nesse contexto se insere o objetivo geral desse estudo, que busca fornecer bases sólidas que subsidiem a escolha de espécies para esses plantios, principalmente na Mata Atlântica. Além disso, utilizam-se duas diferentes metodologias não destrutivas para determinar os potenciais das espécies. O estudo foi dividido em dois artigos: o primeiro teve como objetivo identificar o potencial de neutralização de carbono de 25 espécies arbóreas em área degradada na região da Mata Atlântica brasileira. Quinhentas mudas (20 mudas de cada espécie florestal) foram plantadas em blocos casualizados. O diâmetro, a altura do solo e altura dos indivíduos foram mensurados aos 29 meses para estimar os incrementos anuais. Três indivíduos de cada espécie foram selecionados e cubados pelo método não-destrutivo e, a partir da fórmula de Smalian, o volume e o estoque carbono foram estimados de cada planta, por espécie. O incremento médio anual de carbono dos indivíduos foi estimado pela equação ajustada a partir do modelo Schumacher & Hall. O potencial de estocagem de carbono das plantas testadas foi elaborado de acordo com um sistema de pontuação baseado nos parâmetros de SB e IMA C . A SB média das plantas foi de 47,0%, com variação de 5,0% a 100,0%, com destaque para Schinus terebinthifolius (100,0%); Sapindus saponaria (95,0%); Senna multijuga (80,0%); Handroanthus chrysotricha (80,0%); Plathymenia foliolosa (75,0%); Cassia grandis (75,0%) e Colubrina glandulosa (60,0%). Todas essas espécies são pioneiras, exceto H. chrysotricha e C. grandis. As menores SB foram de Caesalpinia peltophoroides (20,0%); Tibouchina granulosa (10,0%); Anadenanthera pavonina (5,0%); Cariniana legalis (5,0%); Samanea inopinata (5,0%) e Syzygium jambos (5,0%). Todas essas espécies são não pioneiras, exceto A. pavonina. O crescimento das espécies não pioneiras foi, em geral, menor que o das pioneiras, exceto para Ceiba speciosa. Além dessa, entre as não pioneiras, T. granulosa, Bombacopsis glabra e C. grandis destacaram-se para as variáveis de crescimento. Nenhuma das espécies alcançou pontuação máxima (10 pontos) na soma dos parâmetros considerados. As maiores pontuações (nove pontos) foram de Schizolobium parahyba e S. multijulga, ambas pioneiras. As menores pontuações foram de Anadenanthera macrocarpa e Sterculia chicha (quatro pontos), seguidas de Cedrela fissilis, Caesalpinia peltophoroides, Cytharexyllum myrianthum, Hymenaea courbaril, Psidium guineense e Tibouchina granulosa (três pontos) e A pavonina, Cariniana legalis, Lecythis pisonis, Samanea inopinata e S. jambos (dois pontos). A metodologia adotada permitiu determinar o potencial das espécies para a composição de projetos de neutralização de carbono em áreas degradadas, especificamente, na Mata Atlântica brasileira. As espécies com maior potencial de neutralização de carbono são: Bombacopsis glabra, Cassia grandis, Ceiba speciosa, Colubrina glandulosa, Handroanthus chrysotricha, Joannesia princeps, Plathymenia foliolosa, Sapindus saponaria, Schinus terebinthifolius, Schizolobium parahyba, Senna macranthera e Senna multijulga. Já as espécies Anadenanthera macrocarpa, Anadenanthera pavonina, Caesalpinia peltophoroides, Cariniana legalis, Cytharexyllum myrianthum, Cedrela fissilis, Hymenaea courbaril, Lecythis pisonis, Psidium guineense, Samaneae inopinata, Syzygium jambos, Sterculia chicha e Tibouchina granulosa possuem menor potencial e exigem mais tratos silviculturais, aumentando os custos de projetos de neutralização de carbono. O segundo artigo teve como objetivo: avaliar o crescimento e sobrevivência de 15 espécies arbóreas, aos 40 meses, em plantio de neutralização de carbono sob área degradada no sudeste do Brasil. Assim, 509 mudas (15 espécies florestais) foram plantadas em delineamento inteiramente casualizado. O diâmetro e altura dos indivíduos foram mensurados aos 40 meses. Três indivíduos de cada espécie foram selecionados e cubados pelo método não-destrutivo. O volume foi estimado a partir do somatório do volume das seções dos indivíduos, obtidos pela fórmula de Smalian. O incremento médio anual de carbono dos indivíduos foi estimado pela equação ajustada a partir do modelo Schumacher & Hall. O potencial de neutralização das plantas testadas foi avaliado a partir das análises da SB e μC. O método REML (Restricted Maximum Likelihood)/BLUP(Best Linear Unbiased Prediction) foi utilizado na predição de valores de μC para o ordenamento das espécies com potencial de neutralização de carbono. A sobrevivência foi de 47,54 % aos 40 meses. O estoque de carbono do plantio foi de 2,60 KgC.indivíduo -1 ( ± 6,2 KgC.indivíduo -1 ) e o Incremento Médio Anual em Carbono (IMAC) foi de 0,78 KgC.indivíduo -1 .ano -1. Esse valor é inferior ao valor médio estipulado para projetos de neutralização que é de 6,0 KgCO 2 .indivíduo -1 .ano -1 . As espécies pioneiras contribuíram mais para estocagem de carbono do que as espécies não pioneiras. Porém, é importante a utilização dos dois grupos funcionais para garantir a estocagem de carbono por longos períodos de tempo. Peltophorum dubium, Albizia hassleri, Anadenanthera macrocarpa, Andira anthelmia, Samanea inopinata e Inga vera apresentaram maior potencial de neutralização de carbono. Adenanthera Pavonina, Joannesia princeps, Hymenaea courbaril, Lecythis pisonis, Citharexylum myrianthum, Genipa americana e Guarea guidonia apresentaram o menor potencial de neutralização. A espécie Syzygium cumini apresentou potencial satisfatório, contudo seu emprego merece atenção devido ao comportamento de dominância intrínseco da espécie.The need for a lower carbon economy is something that has already been discussed intensely within the economic, environmental and social world. This issue gained momentum at the 21st Conference of the Parties (COP 21) in Paris, France, 2015. This conference created a global climate agreement (Paris Agreement), in which countries have commited to voluntarily reduce greenhouse gas (GHG) emissions by the year 2030. Brazil, in turn, has been a protagonist countriy in climate change issues. A fact that reinforces this is the creation of the National Climate Change Policy (PNMC), which took place in 2009, even before the Paris Agreement. In the Paris Accord, Brazil committed to reduce its GHG emissions by 37% and 43% by 2025 and 2030, respectively (considering 2005 as the base year of emissions). In this view, the country has established several goals related to reduction of GHG emissions, such as: increase renewable energies, reduct the use of fossil fuels, increase of Livestock and Forest Intake Area (ILPF), archieve zero illegal deforestation, restorate and reforestate areas, among others. However, many technical and scientifical advances are still needed to accomplish the goal of restoring / reforesting the 12 million hectares by 2030. Another opportunity that may take place with this goal is the promotion of voluntary neutralization actions, through Carbon Neutralization plantations in rural properties. One of the greatest challenges for implementing these goals is the background knowledge about the tree species potential. In this context, the general objective of this study is inserted, which seeks to provide solid bases that subsidize the choice of species for these plantations, especially in the Atlantic Forest. In addition, two different non-destructive methodologies are used to determine the species’ potential. The study was divided into two articles: The first one had the objective of identifying the carbon neutralization potential of 25 tree species in a degraded area of the Brazilian Atlantic Forest. Five hundred seedlings (20 seedlings of each forest species) were planted in randomized blocks. The diameter at soil height and the height of the individuals were measured at month 29 to estimate the annual increment. Three individuals of each species were selected and cubed by non-destructive method and, with Smalian formula, the volume and carbon stock were estimated for each individual of all species. The average annual increment in carbon was estimated by the adjusted Schumacher & Hall model. The carbon storage potential of the tested plants was elaborated according to a scoring system based on the SB and IMAC parameters. The SB mean was 47.0%, with variation from 5.0% to 100.0%, with highlights for Schinus terebinthifolius (100.0%); Sapindus saponaria (95.0%); Senna multijuga (80.0%); Handroanthus chrysotricha (80.0%); Plathymenia foliolosa (75.0%); Cassia grandis (75.0%) and Colubrina glandulosa (60.0%). All these species are pioneers, except H. chrysotricha and C. grandis. The lowest SB were Caesalpinia peltophoroides (20.0%); Tibouchina granulosa (10.0%); Anadenanthera pavonina (5.0%); Cariniana legalis (5.0%); Samanea inopinata (5.0%) and Syzygium jambos (5.0%). All these species are non-pioneering except A. pavonina. The non-pioneer growth was generally smaller than the one for pioneers, except for Ceiba speciosa. In addition, among the non-pioneers, T. granulosa, Bombacopsis glabra and C. grandis stood out for the growth variables. None of the species reached the maximum score (10 points) in the sum of the parameters considered. The highest scores (nine points) were from Schizolobium parahyba and S. multijulga, both pioneers. The lowest scores were from Anadenanthera macrocarpa and Sterculia chicha (four points), followed by Cedrela fissilis, Caesalpinia peltophoroides, Cytharexyllum myrianthum, Hymenaea courbaril, Psidium guineense and Tibouchina granulosa (three points) and A pavonina, Cariniana legalis, Lecythis pisonis, Samanea inopinata and S. jambos (two points). The methodology adopted allowed to determine the species potential for the composition of carbon neutralization projects in degraded areas, specifically, in the Brazilian Atlantic Forest. The species with the greatest potential for carbon neutralization are: Bombacopsis glabra, Cassia grandis, Ceiba speciosa, Colubrina glandulosa, Handroanthus chrysotricha, Joannesia princeps, Plathymenia foliolosa, Sapindus saponaria, Schinus terebinthifolius, Schizolobium parahyba, Senna macranthera and Senna multijulga. The species Anadenanthera macrocarpa, Anadenanthera pavonina, Caesalpinia peltophoroides, Cariniana legalis, Cytharexyllum myrianthum, Cedrela fissilis, Hymenaea courbaril, Lecythis pisonis, Psidium guineense, Samaneae inopinata, Syzygium jambos, Sterculia chicha and Tibouchina granulosa have the lowest potential and need more silvicultural treats, which increase the costs of Carbon Neutralization Projects. The second article aimed to: Evaluate the growth and survival of 15 tree species, at 40 months, in Carbon Neutralization Plantations on southeast Brazil degradated areas. Thus, five hundred and nine seedlings were planted in completely randomized design. The individuals' diameter and height were measured at 40 months. Three individuals of each species were selected and cubed by the non-destructive method. The volume was estimated through sum of the volume sections of the individuals, obtained by the Smalian formula. The average annual increment in carbon of individuals was estimated by the adjusted Schumacher & Hall model. The neutralization potential of the tested plants was evaluated by SB and μC analyzes. The Restricted Maximum Likelihood / BLUP (Best Linear Unbiased Prediction) method was used to predict μC values to order the species by their carbon neutralization potential. Survival was 47.54% at 40 months. The carbon stock of the plantation was 2.60 KgC.individual -1 (± 6.2 KgC.individual -1 ) and the Average Annual Increase in Carbon (IMAC) was 0.78 KgC.individual -1 .year -1 and this value is lower than the average value stipulated for neutralization projects that is 6.0 KgCO 2 .individual -1 .year -1 . Pioneer species contributed more to carbon storage than non-pioneer species. However, it is important to use the two functional groups to ensure carbon storage for long periods of time. Peltophorum dubium, Albizia hassleri, Anadenanthera macrocarpa, Andira anthelmia, Samanea inopinata and Inga vera presented higher potential for carbon neutralization. Adenanthera Pavonina, Joannesia princeps, Hymenaea courbaril, Lecythis pisonis, Citharexylum myrianthum, Genipa americana e Guarea guidonia presented lower neutralization potentials. Syzygium cumini presented satisfactory potential, however its use deserves attention due to its intrinsic dominance behavior.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio