Os sistemas agroflorestais caracterizam-se como de múltiplos usos. Neles, as árvores podem ser usadas para a produção de madeira (e seus subprodutos), produtos não madeiráveis e prestação de serviços ambientais, enquanto o sub-bosque pode ser usado para a produção agrícola ou pastoril. O crescimento, o desenvolvimento e a produtividade dos componentes dependem de interações entre eles e o ambientes. São exemplos: a forma como as plantas modificam o microclima e as propriedades do solo; como elas utilizam os recursos do ambiente e como respondem às variações ambientais ao longo do tempo, conforme diferentes estruturas espaciais. No estudo e simulação dessa estrutura é possível utilizar a técnica de arquitetura 3D das plantas.
Nestes sistemas o recurso de luz incide primeiramente sobre as árvores, por estarem localizadas no estrato superior. A partição de luz entre os componentes de sistemas agroflorestais pode ser computada pelos modelos de luz desenvolvidos para dosséis 3D de espécies arbóreas e de gramíneas.
A modelização dinâmica de sistemas agroflorestais exige o estudo das interações de luz – vegetação entre as copas das árvores e as culturas associadas, em uma escola mais detalhada; mesmo no nível de ramificações dentro de cada componente. A razão principal disso é que a arquitetura das árvores é influenciada pelo volume de luz dentro da copa. Em termos de disposição espacial das folhas, também afeta o grau de luz dentro da copa e o volume de luz disponível para as plantas das camadas inferiores.
As plantas são estruturas complexas que podem ser definidas como um conjunto de componentes como um conjunto de componentes com características morfológicas específicas, organizadas em diferentes escalas. As medidas da estrutura são possíveis em quatro níveis organizacionais: órgão individual , planta inteira, populações e comunidades de plantas. Como não é possível trabalhar com toda a comunidade ou população, plantas individuais e algumas de suas partes (folhas, caules, raízes) são as unidades biológicas usadas na mensuração, constituindo material básico para medição das funções biológicas de fotossíntese, respiração, absorção da água e nutrientes minerais.
Os cálculos necessários para se traduzir a cobertura vegetal para modelos de arquitetura de plantas exigem computadores de alto desempenho. A estrutura vegetal afeta as trocas de radiação solar que ocorrem nas comunidades vegetais. Uma descrição correta do dossel é necessária para a modelagem deste processo.
A estrutura da parte aérea das plantas em desenvolvimento é determinada pelo tamanho e qualidade de cada elemento que capta a energia e que tem propriedades biomecânicas. Por exemplo, o parâmetro tamanho da estrutura requer as seguintes medidas: área foliar, altura das plantas e número de folhas por plantas. Os parâmetros de qualidade são definidos pelo arranjo espacial da vegetação nos perfis verticais e horizontais da área foliar, inclinação das lâminas foliares, azimute das lâminas foliares e a dispersão das folhas.
Modelos dinâmicos
Alguns modelos dinâmicos já desenvolvidos consistem em algoritmos que simulam o crescimento das árvores. O estabelecimento da arquitetura é o resultado do funcionamento dos ápices, onde os ramos são as trajetórias que permitem a reconstrução histórica das entidades botânicas.
A digitalização é um método direto para descrições de morfologia e geometria de plantas. Dentre as técnicas de medição da arquitetura tridimensional através de digitalização eletromagnética.
Para fazer a reconstrução gráfica 3D das plantas, com a finalidade de se calcular se a luz é suficiente é preciso digitalizá-las e construí-las por um modelo geométrico da folhagem.
O sistema AMAPmod e AMAPsim, apresentado em um evento da Embrapa em Curitiba, Pr, é utilizado em arquitetura das plantas e pode também ser aplicado em povoamentos florestais e sistemas agroflorestais. O sistema pode avaliar os fenômenos da concorrência, podendo com isso melhorar o manejo florestal. Entretanto, essa tarefa precisa de uma simplificação da arquitetura, a qual depende do povoamento ou sistema que se quer estudar. A simplificação pode considerar a massa de folhagem e a alocação de assimilados.
O estudo de anéis de crescimento em espécies tropicais é relativamente recente, e depende de muitos fatores para que seja realizado como confiabilidade. Uma das limitações é o desconhecimento da autoecologia da maioria das espécies nativas, não sendo muitas vezes possível estimar a sazonalidade de formação dos anéis de crescimento (anuais ou não), seu comportamento em relação às condições de crescimento, a idade da árvore, o ritmo de crescimento, características da formação da madeira, entre outros fatores.
Uma ferramenta importante é a determinação da sazonalidade de crescimento e formação de anéis de crescimento com aspectos morfológicos, mediante a análise estrutural de cada árvore. Neste contexto, seguem algumas linhas de trabalho que poderiam ser enfocadas:
Simulação e modelagem da dinâmica de crescimento (por 3D) de espécies de interesse, a partir de dados de crescimento (em altura ou diâmetro, pela largura dos anéis anuais);
Determinação do ritmo de crescimento pelo estudo e determinação da largura dos anéis de crescimento, e a utilização destes recursos para a avaliação de atividade cambial;
Conhecimento sobre a ecofisiologia das árvores (resposta de crescimento em relação ao ambiente;
Possibilidade de desenvolvimento de pesquisa multidisciplinares sobre o funcionamento ecofisiológico das árvores em relação ao seu desenvolvimento arquitetural e características de formação da madeira. Este sistema permite avaliar o comportamento das espécies, exigências ecológicas e potencialidade de crescimento. |
