LCF5870 - Dendrocronologia: Princípios e Aplicações da Análise dos Anéis de Crescimento das Árvores

Carga Horária

Docentes responsáveis
Fidel Alejandro Roig
Mario Tommasiello Filho

Objetivo
A disciplina de Dendrocronologia tem como objetivos a aplicação da análise dos anéis de crescimento de árvores de espécies de angiospemas e de gimnospermas, de populações naturais e de plantações florestais, em ambiente urbano ou em maçiços florestais, visando: A. Resgatar o seu desenvolvimento histórico, com especial referência à América do Sul; Detalhar os princípios que a caracterizam como uma ciência; B. Descrever o processo da sazonalidade da atividade cambial e a formação dos anéis de crescimento no tronco das árvores, bem como a estrutura anatômica do lenho e dos anéis de crescimento; C. Estudar o processo de formação do lenho de reação no tronco das árvores e as implicações na análise dos anéis de crescimento; D. Definir a seleção dos sítios, espécies e árvores para estudos de dendrocronologia; Estabelecer as metodologias de amostragem não destrutiva e destrutiva do lenho do tronco das árvores, incluindo os equipamentos, acessórios, etc. na reconstrução climática, poluição do ar, ecologia, produção florestal, etc; E. Metodologias de caracterização e mensuração da largura dos anéis de crescimento anuais e a densidade da madeira; F. Aplicação da densitometria de raios X e da análise de imagem na caracterização dos anéis de crescimento: largura e densidade dos lenhos inicial e tardio; G. Técnicas de datação cruzada dos anéis de crescimento e reconhecimento dos anéis de crescimento falsos e ausentes e aplicação de programas de computador em uso corrente, com foco especial ao programa COFECHA; H. Fundamentos de estatística de cronologias de anéis de crescimento: desvio e erro padrão, autocorrelação, a média de sensibilidade. Técnicas de filtrado de séries; I. Dendroclimatologia: tratamento de dados climáticos e reconstrução do clima; J. Dendroecologia: alterações abruptas no crescimento das árvores: datação de incêndios florestais, incidência de inundações, avaliação do ataque de insetos, datação de eventos geomorfológicos, terremotos, dinâmica florestal, etc.; K. Dendrocronologia e produção florestal: à fertilização mineral, classificação dos sítios florestais, efeito do espaçamento, desbaste e poda; L. Dendroarqueología: datação de peças de madeira históricas, de fósseis e sub-fósseis; M. Desenvolvimento de cronologias longas e curvas de calibração de radiocarbono; N. Aplicação de isótopos na análise dos anéis de crescimento e a sua utilização na reconstrução paleoambiental.

Conteúdo
Unidade 1- Introdução à disciplina. Elementos químicos, biológicos e geológicos como detectores de alterações ambientais (gelo, sedimentos marinhos, corais, pólen, carbonatos, anéis de crescimento). Resolução temporal. Dendrocronologia, definições básicas. Histórico. Desenvolvimento histórico da dendrocronologia, com especial referência à América do Sul. Unidade 2- Incrementos rítmicos do crescimento na natureza. Sazonalidade do crescimento em eras geológicas passadas. Princípio da uniformidade na ordem natural. O princípio dos fatores limitantes. O conceito da amplitude ecológica. Unidade 3- Câmbio vascular: generalidades. A divisão celular. Produção de xilema e floema. Reguladores de crescimento. Atividade cambial sazonal. Organização estrutural da árvore. Caule secundário: estrutura anatômica, arranjo dos tecidos e sua caracterização. Xilema secundário. Estrutura da madeira das angiopermas. Estrutura de madeira das gimnospermas. Anéis de crescimento: lenho inicial, lenho tardio. Alburno e cerne. Lenho de reação. Unidade 4- Seleção de áreas, locais, espécies e indivíduos para estudos de dendrocronologia. A amostragem de árvores, arbustos e plantas prostradas. Tipos de instrumentos para a amostragem do lenho das árvores, uso e manutenção. Critérios morfológicos para a identificação de árvores centenárias. Estratégias de amostragem em estudos de reconstrução climática de reconstrução, poluição do ar, dendroecologia, produção florestal, etc Dendrocronologia em áreas de clima temperado e tropical. Unidade 5- A árvore como um integrador. Largura do anel de crescimento anual e a densidade da madeira. Datação dos anéis de crescimento. Radiodensitometría: vantagens e limitações. Técnicas de preparação de amostras do lenho. Radiação e revelaçao de filmes de raios X. Medição da densidade da madeira. Microdensitômetro e analisador de imagem aplicados na avaliação da largura dos anéis de crescimento. Datação cruzada visual e estatística. Reconhecimento morfológico e estatístico dos anéis de crescimento falsos e ausentes. Programas de computador em uso corrente, com foco especial ao programa COFECHA. Formatos de arquivos e banco Internacional de anéis de crescimento. Unidade 6- A análise dos dados dos anéis de crescimento. Princípios básicos. Modelo agregado linear de anéis de crescimento. Tendência biológica e flutuações do crescimento devido ao clima, às variáveis ecológicas, etc. Normalização e estimativa da tendência de crescimento. Estimativa da cronologia média. Uso de modelos para estimar o sinal comum de crescimento das árvores. Padronização diferencial na preservação de ondas de altas e baixas frequencias. Estatística de cronologias de anéis de crescimento: desvio e erro padrão, autocorrelação, a média de sensibilidade. Técnicas de filtrado de séries. Unidade 7- Anéis de crescimento e clima. Tratamento de dados climáticos. Modelo de fatores que influenciam a atividade cambial. Técnicas de análise multivariada: regressão múltipla e correlação após a remoção de componentes principais. Função de resposta: conceito e interpretação. Reconstrução do Clima e verificação. Reconstruções de variações espaciais no clima. Reconstruções climáticas, hidrológicas e de pressão atmosférica na América do Sul. Unidade 8- Dendroecologia. Anéis de crescimento característicos e alterações abruptas no crescimento das árvores: significado e quantificação de eventos. Datação de incêndios florestais. Cicatrizes de fogo, alterações da taxa de crescimento e aumento da proporção de nitrogênio nos anéis de crescimento. Incidência de inundações no crescimento das árvores e avaliação do ataque de insetos. Datação de eventos geomorfológicos, atividade glacial, terremotos e erupções vulcânicas. Estudos de dinâmica florestal inferidos pelos anéis de crescimento. Alteração dos tecidos do lenho por congelamento. Relação entre a caracterização e a distribuição do lenho de reação no lenho das árvores com a direção e intensidade dos ventos. Unidade 9- Recorrência de eventos. Detecção através de técnicas estatísticas. Métodos espectrais: espectro de Blackman-Tukey. Espectro de máxima entropia máxima. Co-análise espectral. Análises com técnicas simples: ano característico. Vantagens, limitações e comparação de métodos. Significado espacial das oscilações de crescimento das árvores. Unidade 10- Dendrocronologia e produção florestal. Resposta dos anéis de crescimento em relação à fertilização mineral. As taxas de crescimento e a classificação dos sítios florestais. Qualidade versus volume de anéis de crescimento e de lenho das árvores. Efeito dos desbastes e podas na formação dos anéis de crescimento. Variação espacial do crescimento das árvores. Unidade 11- Dendrocronologia e a sociedade. Dendroarqueología. Datação de espécimes. Antracologia. Datação de peças de madeira históricas. Dendrocronologia urbana. Poluição atmosférica e elementos químicos contaminantes da madeira. Unidade 12- Madeira fósseis e sub-fósseis. Desenvolvimento de cronologias longas: sua importância para o estudo do clima durante extensos períodos e as curvas de calibração de radiocarbono. Relação de técnicas de dendrocronologia e de radiocarbono dos anéis de crescimento. Seleção de materiais e métodos de extração de amostras. Restos de madeira em turfeiras, sedimentos de rios e em ambientes desérticos. O problema da extensão
das séries cronológicas na preservação de comprimentos de onda de baixa frequência. Alternativas de métodos de normalização. Experiências na América do Sul. Unidade 13- Isótopos radioativos nos anéis de crescimento e na madeira. Radioisótopos de C (14C),  18O, H (trítio 3H). Relações com o tempo. Medições de radiocarbono. Calibrações de curvas de radiocarbono, utilizando anéis de crescimento. Os isótopos estáveis de C e O e a sua utilização na reconstrução paleoambiental.

Bibliografia
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