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Análise Emergética do SAF (Sistema Agroflorestal) Sítio Catavento Doutorado: Teldes Corrêa Albuquerque, FEA,UNICAMP

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Análise Emergética do SAF (Sistema Agroflorestal) Sítio Catavento

Doutorado: Teldes Corrêa Albuquerque, FEA,UNICAMP

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INTRODUÇÃO

Albuquerque, 2006 formulou a hipótese que a implantação de um SAF poderia recuperar

áreas degradadas, hipótese esta estudada nesta pesquisa

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JUSTIFICATIVA: O modelo de agricultura convencional, faz uso intensivo de insumos da economia industrial (defensivos agrícolas, maquinário excessivo, adubos químicos, etc.). Este modelo tem demonstrado ser altamente impactante no sistema ambiental, social e econômico. (Biodiversidade, solo e a água)

Neste sentido, tem sido estudado novas alternativas de produção agrícola objetivando a recuperação dos solos, entre as quais se destaca a metodologia de sistemas agroflorestais (SAFs).

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Estudar o comportamento dos diversos componentes de um sistema agroflorestal ao longo do processo de regeneração (sucessão natural das mesmas) e calcular os índices de desempenho ecológico, social e econômico do mesmo.

OBJETIVOS

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O Sistema Agroflorestal sucessional proposto por Götsch, 2002, se baseia na dinâmica dos fenômenos naturais , como o consórcio de espécies, a sucessão vegetal e a ciclagem de nutrientes (Peneireiro, 1999).

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SUCESSÃO NATURAL FLORESTAL

Desenhos aquarelados desta pesquisa são de Ornella Flandoli

-Limites-Componentes-Entradas-Saídas-Interações-Hierarquia

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METODOLOGIA

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MATERIAL: Um hectare de SAF do Sítio Catavento

Sítio Catavento (30 ha)

O SAF

Iniciou em 2006.

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O SÍTIOÁreas SAFs 0,8m

Áreas SAFs 0,8m

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O AGRICULTOR e SOCIÓLOGO Fernando Ataliba

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O agricultor visitou a Coopera-floresta, na Barra do

Turvo , em 2005 e surpreendeu-se positivamente com o SAF já desenvolvido e decidiu implementar uma

área experimental com o modelo de SAF sucessional

em sua propriedade.

Araribá, amora, mamão e uvaia

Tamarindo, Feijão Guandu, Guapuruvu, Mamona , Mandioca, etc.

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Mandioca, cana de açúcar, margaridão, manga, banana e tamarindo

SAF Catavento: Foto

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Família do Agricultor

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Farmers’s houseFogão a lenha

O Feijão é armazenado em garrafas PET

Móveis de madeira

Janelas de madeira

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SAF Catavento

O sistema florestal sucessional apresenta a necessidade de um

trabalhador por hectare.

Deve ser consciente de sua função e de

preferência saber fazer o manejo correto.

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Essa pesquisa valoriza os SAFs pois, melhoram a serapilheira, solo,

biodiversidade, melhorando também a paisagem com várias espécies diferentes

ocupando a mesma área.

Na figura a seguir pode-se diferenciar uma paisagem de hoje predominada por

monoculturas de soja e cana-de-açúcar.

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Análise EMergética

Emergia (escrita com "M") – É toda a energia disponível que foi usada, direta ou indiretamente, na fabricação de um produto, expressada em unidades de um tipo de energia disponível.

A eMergia mede a riqueza real, a qualidade de

uma espécie e é medida por sua emergia (unidade), podendo a base unitária ser: massa, energia, dinheiro, informação, região, pessoa, país e biosfera.

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O trabalho da Natureza deve ser bem reconhecido e devidamente

valorizado no mercado. Somente assim será possível

compararcorretamente o rendimento do

sistema com relação ao investimento do setor econômico

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Na Análise Emergética se faz primeiro um fluxograma com as entradas e saídas do sistema.

Energia Renovável Produção

MateriaisRenováveis

Infra-estrutura

Materiais Serviços

Estoques internos:Biodiversidade,

biomassa, serapilheira.

$Familia

do produtor

Consumo familiar

Sistema Agroflorestal Sucessional

Saídas$

Preços

Resíduos

Serviços Renováveis

Resíduos

Serviços Ambientais

Serviços Financeiros

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Família e agregados

Legumes

Grãos

Frutos

Madeiras

Biodiver-

sidadeÁgua

Solo

Sistema Agroflorestal (SAF)

MR1Materiais

renováveis (solo superficial)

EREnergia

Renovável

MR2Materiais

renováveis (serapilheira)

Tuberculos

Pioneiras (mat.org.)

Serviços ambientais

Frutas

Madeiras para diversos usos

Grãos

Tubérculos e raízes

Leguminosas

Fauna

Produtos do SAF

Fluxograma da área de agrofloresta do Sítio Catavento

Plantas atuando em série e em paralelo

Pioneiras que vão contribuir com sua biomassa p/ melhorar o solo, e plantas de adubação verde (leguminosas), as plantas que criam raízes, troncos, galhos e folhas que cederão sua matéria orgânica

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  Nota 1 Contribuições 2

Números

3

Unidades

4 Transformidade 5

Fluxo de

emergia

    6

 

I

R Recursos da

Natureza

renováveis

         

               

Y

N Recursos da

Natureza não

renováveis

         

                 

 

F

M Materiais da

economia

         

 

             

S Serviços da

economia

         

 

Para se obter os valores dos Índices Emergéticos, de acordo com o procedimento recomendado por ODUM (1999) é preciso converter cada linha dos fluxos de entrada do diagrama em uma linha de cálculo na tabela de avaliação de emergia.

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MODELO DA CLASSIFICAÇÃO FEITA NA PESQUISA Pioneiras Comerciais

Classificação Botânica Classificação Funcional 

Nome Popular Nome

Cientifico

Família Ciclo de Vida Estrato Função

Ecológica

Função

Econômica

Abacaxi Ananás comosus Bromeliaceae II B AF/MO A

Abóbora Corcubita sp. Curcubitaceae I B AF/MO A

Açafrão Curcuma longa Iridáceas II B MO/C P

Batata-doce Ipomoea batatas Convolvulacae II R MO/E A

Cana- de -

açúcar

Saccharum

officinarum

Poaceae II E MO/C/E A/F

Cará Dioscorea

trifida

Dioscoreaceae II M MO A

Feijão-arroz Vigna angularis Fabaceae I B/R N/MO A

Feijão-azuki Vigna angularis Fabaceae I A N/MO A

Feijão-de-corda Phaseolus

vulgaris

Fabaceae I A N/MO A

Feijão-

carioquinha

Phaseolus

vulgaris

Fabaceae I A N/MO A

Inhame Dioscorea

villosa

Dioscorea II B MO/AF/A/E A

Mandioca Manihot

sculenta

Euphorbiaceae II A MO A

Milho- criolo Zea mays Poaceae I E MO/AF A/F

Taioba Xanthosoma

sagittifolium

Araceae III M/B MO/AF/A/E A

(I) ciclo até seis meses (milho, feijão, abóbora);(II) seis meses e três anos (mamona, mandioca, mamão);(III) três e dez anos (a maioria dos frutais); (IV) dez a cinquenta anos (madeiras úteis na lavoura);(V) após cinquenta anos (madeiras nobres).

R = Rasteiro;B = Baixo;M = Médio;A = Alto;E = Emergente.

N = Fixadora de nitrogênio;M.O = Produção de matéria orgânica;AF = Alimento para a macrofauna;P = Atração de polinizadores;C = Ciclagem de nutrientes;E = Controle da erosão;A= Adaptáveis a regiões áridasMP = Retiram do solo metais pesados como alumínio;PR = Potencial de rebrota.

Al = Alimentação;M = Madeiras nobres;U = Madeiras utilitárias;F = Fibra;O = Ornamental;P= Pigmentos, tinturas, temperos ou medicinais;Mel= Interesse apícola (Mel).

Baseado na Cartilha Liberdade e vida com Agrofloresta e Cartilha ‘Y Ikatu Xingu

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O cálculo tem a seguinte sequência: a estimativa do peso seco da biomassa aérea, feita segundo a equação alométrica desenvolvida para áreas de regeneração em floresta ombrófila densa segundo Nelson et al. (1999), Alves et al. (1997) e Saldarriaga et al. (1988), completando com dados da literatura sobre ecossistemas brasileiros com classificação similar ao Sítio Catavento tal que:

B(aérea) = 0.749 (D^2.011) 

D = diâmetro à altura do peito (cm), B = biomassa aérea (peso seco) (kg/árvore),

onde

Cálculo da estimativa do estoque de biomassa das espécies do Sítio Catavento

Equação 1

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Estimativa do estoque da biomassa total em kg/ha

 A biomassa total foi calculada somando-se a biomassa aérea média (para cada estágio de desenvolvimento), com a biomassa do solo (raízes), segundo Cairns et al. (1997), tal que:

BT = (B aérea + exp(-1.085 + 0.926 ln(B))

Onde BT = biomassa total (kg/ha) e B = biomassa aérea (kg/ha)

Substituindo o valor de B na equação abaixo:

BT = (0,7949 (B^2,011)) + exp(-1.085 + 0.926 ln(0,749 (D^2,011)) Equação 3

Equação 2

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.Cálculo da biomassa total as espécies frutíferas e madeiráveis no Sítio Catavento

Foi estimada a partir de um modelo logístico de crescimento de uma árvore Stewart (2007):

B = biomassa estimada em um tempo t;

A = Quanto que ela pode vir a crescer

K= capacidade genofenotipica da espécie : quanto de biomassa chegará na idade adulta

Onde Bi é a biomassa inicial da árvore plantada no sistema

A = (K – Bi) /Bi,

k = (ln (K / Bi)) / T

Nesta pesquisa foi assumido o valor inicial de 0,1 kg para cada árvore

T corresponde ao tempo máximo de vida da espécie arbórea individual

k = coeficiente indicativo de quão rápido irá crescer (condições)

Equação 4

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Cálculo da Biomassa para as Espécies Pioneiras Comerciais e Não Comerciais

T = período de produção economicamente viável

K = produção inicialA = corresponde ao potencial de crescimento a ser desenvolvido (quanto que ela pode vir a crescer)Bf = valor final de produçãoC = é um coeficiente prático que considera a influência do impedimento do crescimento por sombreamento, a competição pelos nutrientes do solo e outros fatores que diminuem a produtividade das espécies.

Equação 5

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RESULTADOS

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Todas as espécies do SAF Catavento

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0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 500

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000 Biomassa Total de todas as espécies do Sítio Catavento

Tempo (anos)

Bio

mas

sa S

eca

em k

a/ha

ano

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0 5 10 150

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

Biomassa das espécies pioneiras não comerciais  SAF

Tempo (anos)

Bio

mas

sa/

ha

ano

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0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50-500

500

1,500

2,500

3,500

4,500

5,500

Biomassa das Espécies Pioneiras Comerciais

Tempo (anos)

Biomassa kg/ ha ano

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Taxa estimada de produção de Biomassa das Árvores Frutíferas

0 10 20 30 40 500

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

AbacateAçaiBanana Maçã Banana NanicaBanana OuroBanana PãoBanana PrataCaféCaquiCocoGoiabaGuabirobaJaboticabaJacaLaranjaLimão CravoLimão GalegoLimão SicilianoMamãoManga EnxertadaManga Não Enxertada

Tempo (Anos)

Biomassa (kg/ha/ano)

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0 10 20 30 40 500

5000

10000

15000

Taxa de Produção de Biomassa das Árvores Não Frutíferas (Madeiráveis)

Amora Anda assu Araribá Araticum Aroeira Árvore do PinguçoBabosa branca Canafistula Capixingui Chichá Copaiba EmbaubaEscova de macaco Fedegoso Fumo bravo Gliricidea Grandiuva GrumixamaGuapuruvu Ingá Ipê Rosa Jacarandá Jatobá LeucenaLouro Mutambo Paineira Pau formiga Pau Viola Sabão de SoldadoSanta Bárbara Seringueira Sibipiruna Sombreiro Tefrósia Timburí

Tempo (Anos)

Biomassa (kg/ha/ano)

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0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 500

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

Comportamento da produção do sistema e total dos estoques que são produzidos durante o

desenvolvimento do SAF.

Árvores Frutíferas Madeiraveis Pioneiras ComerciaisPioneiras Não Comerciais PPL

Tempo (anos)

Bio

mas

sa e

m k

g h

a an

o

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0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 501.0E+09

2.0E+09

3.0E+09

4.0E+09 Energia Total dos Produtos : SAF

Tempo (anos)

J/ha

/ano

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Indices Emergéticos

TransformidadeRenovabilidadeRazão de InvestimentoRazão de IntercâmbioRazão de Rendimento

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0 10 20 30 40 500.00E+00

1.00E+15

2.00E+15

3.00E+15

4.00E+15

5.00E+15

6.00E+15

7.00E+15

8.00E+15

9.00E+15

Fluxos Agregados

Y R M S N

Tempo (anos)

Em

ergi

a (s

eJ/J

)

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0 10 20 30 40 500

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

Transformidade do SAF (Tr=Y/Ep)

Tempo (Anos)

seJ/

J

Tr = Y/energia dos produtos

Avalia a qualidade do fluxo de energia e permite fazer comparações com outros sistemas. É inverso da eficiência, portanto, quanto menor for seu valor maior eficiência terá o sistema .

855000 seJ/J Sítio Santa Helena (Convencional)98000 seJ/J Sítio Nata da Serra (Sítio Orgânico)

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50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

0 10 20 30 40 50

%

Tempo (Anos)

Renovabilidade (R%)

Avalia a sustentabilidade dos sistemas de produção. No ano 1 e 2 fica em torno de 53%, crescendo no ano 3 para 80% , fica nesta faixa até o ano 26 88% e chega a e no ano 37 a 90%.Comparando-se Nata 51%, S.Helena 27%, Confinado 3%

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0 10 20 30 40 500

2

4

6

8

10

12

14

16 Taxa de Rendimento Emergético (EYR) Y/F

Tempo (Anos)

EYR é a relação do total de emergia investida (Y) por unidade de investimento econômico (F). Aqui no ano 1 e 2 o valor é 2, nos anos seguintes o valor é 6 , ano 28 é 9, ano 46 o valor é 13.Na agricultura convencional o valor está entre 1,05 até 1,35. A contribuição da natureza nos SAFs é melhor em comparação com recursos vindos da economia

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0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

0 10 20 30 40 50Tempo (Anos)

Taxa de Investimento Emergético (EIR)

EIR Índice que mostra a quantidade de recursos da Economia (F) que é necessária para obter recursos da Natureza (I). EIR é calculado para sabermos se o uso de recursos da economia (despesas investidas) terá uma boa contrapartida de recursos naturais (por enquanto não pagamos por eles). O valor de EIR da agricultura convencional está entre 5 e 8. Valores menores são considerados ótimos Nos SAFs média 0,17.

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0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

0 10 20 30 40 50Tempo (Anos)

Taxa Intercâmbio Emergético (EER)

EER mostra que a relação de intercâmbio de emergia é satisfatória durante todo o processo. Ela se torna rapidamente favorável ao produtor até o quinto ano, depois a relação se mantém em patamar conveniente.Nata 0,9 S Helena 2,33, Pastagem 22, Confinado 12

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0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000.0

5000.0

10000.0

15000.0

20000.0

25000.0Receita Anual das Espécies do SAF Catavento em 100anos

Árvores Frutíferas

Árvores Não Frutíferas

Pioneiras Comerciais

Receitas Sem Ambientais

Tempo (Anos)

Receita US$ haano

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  Receita     Custo     Lucro  Tempo Patronal Familiar T PatronaFamiliar T Patronal Familiar1 1.411 5.311 1 4609 709 1 -3198 4.6022 1.812 5.712 2 3933 33 2 -2121 5.6793 2.528 6.428 3 3933 33 3 -1405 6.3954 3.385 7.285 4 3933 33 4 -548 7.2525 4.468 8.368 5 3933 33 5 535 8.3356 4.872 8.772 6 3933 33 6 939 8.7397 4.847 8.747 7 3933 33 7 914 8.7148 4.808 8.708 8 3933 33 8 875 8.6759 4.795 8.695 9 3933 33 9 862 8.66210 4.387 8.287 10 3933 33 10 454 8.25411 4.232 8.132 11 3933 33 11 299 8.09912 4.416 8.316 12 3933 33 12 483 8.28313 4.647 8.547 13 3933 33 13 714 8.51414 4.905 8.805 14 3933 33 14 972 8.77215 5.163 9.063 15 3933 33 15 1230 9.03016 5.405 9.305 16 3933 33 16 1472 9.27217 5.414 9.314 17 3933 33 17 1481 9.28118 5.767 9.667 18 3933 33 18 1834 9.63419 6.274 10.174 19 3933 33 19 2341 10.14120 6.050 9.950 20 3933 33 20 2117 9.917

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0 10 20 30 40 500

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

Patronal (1 trabalhador fixo) Familiar (Sem empregado fixo)

Tempo (Anos)

Rec

eita

Líq

uida

(U

S$/h

a/an

o)

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CONCLUSÕES

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Todos os índices emergéticos apresentam valores considerados ótimos quando se compara com os índices emergéticos do sistema convencional, provando que a implantação de um SAF pode ser um bom investimento social, ecológico e econômico.

A partir desta pesquisa podemos apresentar uma proposta de recuperação florestal por meio de implantação de SAF com a ferramenta da análise emergética e simulação de sistemas.

A opção tecnológica e social dos sistemas agroflorestais é adequada para a transição ao desenvolvimento sustentável, em um mundo onde os recursos não renováveis não mais poderão ser utilizados de maneira inconsequente e que deverá cuidar da mitigação das mudanças climáticas e incluir os custos das dívidas sociais e ambientais.

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Referências BibliográficasALBUQUERQUE, T. C. Avaliação emergética de propriedades Agrosilvipastoris do Brasil e da Colômbia. 2006. 213f. Dissertação (Mestrado/Eng - Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2006.ODUM, H.T. 2000. Folio #2: Emergy of global Processes. Handbook of Emergy Evaluation: A compendium of data for emergy computation issued in a series of folios Center for Environmental Policy, Univ. of Florida, Gainesville.CAIRNS, M.A., BROWN, S., HELMER, E.H., BAUMGARDNER, G.A., 1997. Root biomass allocation in the world’s upland forests. ecologica, 111: 1–11.CAIRNS, M.A., et al. Root biomass allocation in the world’s upland forests. O ecologica, n.111, p.1–11, 1997.ODUM, H.T., M.T. BROWN, AND S. L. BRANDT-WILLIAMS. 2000. Folio #1: Handbook of Emergy Evaluation: A compendium of data for emergy computation issued in a series of folios. Center for Environmental Policy, Univ. of Florida, Gainesville.ODUM, H.T. Environmental Accounting: emergy and decision making. John Wiley, NY, 1996, 370 pp.PENEIREIRO, F. M. et al. Apostila do educador agroflorestal 2008– Introdução aos sistemas agroflorestais – um guia técnico. Arboreto, UFAC, Rio Branco. 77p.Peneireiro, F. M. Sistemas agroflorestais dirigidos pela sucessão natural: um estudo de caso. 1999. Tese de mestrado, USP, Piracicaba. 138p. GÖTSCH, E. (1995). O Renascer da Agricultura. Rio de Janeiro: AS-PTA, 1995, 22p.VIVAN, J. L. Agricultura & Floresta – Princípios de uma Interação Vital. AS-PTA/Editora Agropecuária, 1998, 207p.

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É importante compreender o

processo de recuperação das

áreas degradadas com a

implantação de SAFs

reconstruindo a paisagem local?

Reflexão