EFICIENCIA DEL MUESTREO RELASCÓPICO Y DEL MUESTREO

EFICIENCIA DEL MUESTREO RELASCÓPICO Y DEL MUESTREO CON PARCELAS
CONCÉNTRICAS y DE RADIO FIJO PARA LA ESTIMACIÓN DE VARIABLES
DASOMÉTRICAS EN RODALES DE PINO PIÑONERO (Pinus pinea L.)
Ruano, I.1, Bravo, F.1, Ordóñez, C.1
1
Dept. de Producción Vegetal y Recursos Forestales
E.T.S. de Ingenierías Agrarias. Universidad de Valladolid
Avda. de Madrid, 44 34004 PALENCIA
Tfno. 979 108430 Fax 979 108440 correo electrónico: [email protected]
MESA 5.
Resumen
El alto coste de los inventarios forestales hace que sea preciso ajustar la relación entre el
esfuerzo de muestreo y la precisión de las variables dasométricas que se desee estimar. En este trabajo
se presenta la eficiencia de diferentes tipos de muestreo (relascópico, con parcelas concéntricas y de
radio fijo) para estimar el área basimétrica, el número de árboles por hectárea y la distribución
diamétrica. El tipo de masa estudiado corresponde a los pinares de Pinus pinea en la provincia de
Valladolid. Se muestrearon rodales de diferentes clases de edad, calidad de estación y densidad. Para
realizar la estratificación de los rodales a estudiar se ha procedido a la caracterización de los mismos a
partir de los datos del Inventario Forestal Nacional y de la aplicación informática BASIFOR. A partir
de datos muestreados en 20 parcelas de 25 m de radio, se ajustó una regresión lineal simple para cada
una de las alternativas presentadas al IFN actual, y se observó si la sustitución de la corona de 25 m
por un muestreo relascópico es suficiente para la estimación de pies por hectárea y área basimétrica.
Palabras clave: Inventario Forestal Nacional
INTRODUCCIÓN
En el mundo forestal es muy importante tener una información fiable del estado en que se
encuentran los montes y poder saber así su evolución. La gestión forestal se basa en el conocimiento
de sus productos para mantener o mejorar su producción. Para ello, la herramienta fundamental es el
inventario forestal, pero el alto coste de los inventarios forestales hace que sea preciso ajustar la
relación entre el esfuerzo de muestreo y la precisión de las variables dasométricas que se desee
estimar.
BRAVO et al. (2002) estudiaron los factores de expansión y el tamaño óptimo de la parcela,
demostrando que, a pesar de ser adecuadas las parcelas de radio variable del IFN, es posible disminuir
el radio de la parcela mayor en un amplio rango de masas forestales. A pesar de esto, es necesario
realizar análisis adicionales para tener en cuenta todos los tipos de masas. ORDOÑEZ (2004) estudió
la efectividad de los factores de expansión del IFN en la estimación de la distribución diamétrica real,
así como la precisión que se perdería al eliminar la última subparcela de 25 m, obteniendo que se
puede reducir el tamaño de las parcelas a 15 m sin perder eficiencia en la mayor parte de las masas
españolas. Aún así, consideró necesario estudiar la posibilidad de realizar una cuarta corona con un
muestreo relascópico.
Para que los inventarios forestales a gran escala representen a una gran variedad de tipos de masa
forestal, la forma y el tamaño de la parcela es un factor crucial en el diseño del inventario.
Normalmente la forma es circular, ya que con este diseño la probabilidad de encontrar un árbol en el
borde es menor, pero su tamaño no es tan fácil de decidir. En Europa se utilizan parcelas de radio
variable para los inventarios a gran escala, pero el radio de las parcelas, al igual que el diámetro
mínimo inventariable, varía según países. En España (DGCN, 1990) se utiliza en el Inventario
Forestal Nacional (IFN) una parcela formada por cuatro subparcelas de radio 5, 10, 15 y 25 m, con un
diámetro mínimo inventariable de 75, 125, 225 y 425 mm, respectivamente. El inventario francés
(TOMÉ, http://www.iefc.net) tiene una parcela formada por tres subparcelas de radio 6, 9 y 15 m, con
diámetro mínimo inventariable 75, 225 y 375 mm, respectivamente. Por otra parte el inventario suizo
(BRASSEL & SCHAFFER, http://www.lfi.ch) utiliza dos parcelas concéntricas de 8 y 12,6 m de
radio, y con un diámetro mínimo inventariable de 120 y 360 mm, respectivamente.
Por otro lado, el inventario argentino (SECRETARÍA DE AGRICULTURA, GANADERÍA,
PESCA Y ALIMENTACIÓN, 2001), consiste en una sola parcela permanente, representada por una
línea recta imaginaria en la que se instalan 12 subparcelas circulares equidistantes. La superficie de
las subparcelas es de 100 ó 200 m2, según la densidad de la masa, para que incluya al menos 7
árboles. Las medidas tomadas de cada pie son diferentes según el tamaño de éste. En Estados Unidos,
el diseño del inventario adecuado según GRAY (2001) consiste en tres parcelas concéntricas de radio
2,07, 8 y 18 m y con un diámetro mínimo inventariable de 150, 330 y 750 mm, respectivamente.
El objetivo principal del trabajo consiste en comprobar la validez del diseño del Inventario
Forestal Nacional, ya que con el actual diseño se obtienen estimaciones del número de pies por
hectárea y del área basimétrica muy fiables pero el gran tamaño de la parcela mayor es discutible, ya
que debe ser adecuado para que haya una relación equilibrada entre la calidad de la información y el
gasto que supone.
MATERIALES Y MÉTODOS
Datos
Para comprobar la validez de los diseños, se muestrearon 20 parcelas en los pinares de Pinus
pinea en la provincia de Valladolid. Se muestrearon rodales de diferentes clases de edad, calidad de
estación y densidad. Para realizar la estratificación de los rodales se consultaron los datos de las
parcelas del IFN de cada monte. Las características dasométricas de las parcelas pueden verse en la
tabla 1, que corresponde con las características que consideraremos como las reales.
Cada parcela muestreada tiene un radio de 25 m, y en cada pie que estaba dentro se midió el
diámetro normal (a 1,3 m de altura) con forcípula y su posición relativa respecto al centro con
estación total. Además se realizó un muestreo relascópico para los pies que estaban fuera de dicha
parcela de 25 m. El muestreo relascópico se realizó con el BAF 1 que es el indicado para muestrear
masas abiertas.
Parcelas a ensayar.
Una vez tomados los datos en campo se procedió a la selección de los árboles a muestrear de
acuerdo con las siguientes alternativas:
IFN: en el Inventario Forestal Nacional se utilizan cuatro subparcelas con sus respectivos
diámetros mínimos inventariables. La parcela de 5 m tiene un diámetro mínimo inventariable de 75
mm. En la corona de 10 m seleccionaremos los pies mayores de 125 mm, en la corona de 15 m los
pies mayores de 225 mm de diámetro y en la corona de 25 m los pies mayores de 425 mm.
IFN mod1: en este caso utilizaremos las parcelas de 5, 10 y 15 m de radio, con los diámetros
mínimos inventariables que indica el IFN, y eliminamos la corona de 25 m.
IFN mod2: realizaremos las parcelas de 5 y 10 metros, con los diámetros mínimos inventariables
que indica el IFN.
IFN mod1 + rel.: seleccionamos los pies de la misma forma que en la alternativa del IFN mod1,
pero incluimos un muestreo relascópico para los pies que están a una distancia mayor de 15 m.
IFN Francés: En el IFN francés se utilizan tres parcelas concéntricas. En este caso
seleccionamos los pies en función de las coronas y de sus diámetros mínimos inventariables. La
parcela de 6 m tiene un diámetro mínimo de 75 mm, en la corona de 9 m el diámetro mínimo es de
225 mm y en la corona de 15 m es de 375 mm.
IFN Francés mod1: realizamos solo las parcelas de 6 y 9 m, seleccionando los pies en función
de los diámetros mínimos inventariables que indica el IFN francés.
IFN Francés mod2: en este caso hacemos una parcela de radio 6 m, con el diámetro mínimo
inventariable que indica el IFN francés (75 mm).
IFN Francés + rel: el diseño de las parcelas y los pies inventariables se seleccionan como en el
Inventario Forestal Francés, pero añadimos un muestreo relascópico para los pies que están a una
distancia mayor de 15 m.
Para cada alternativa de muestreo ensayada calculamos las variables dasométricas pies por ha y
el área basimétrica en m2/ha. Como variables reales consideramos las calculadas con todos los pies
medidos en la parcela de 25 metros (tabla 1).
Análisis de datos
Una vez calculadas las variables dasométricas N (pies/ha) y G (m2/ha) para cada una de las
alternativas, comprobamos la eficiencia de cada una de ellas para dicho cálculo. Comparamos cada
alternativa con el caso real mediante una regresión lineal simple. Para ello hemos utilizado el paquete
estadístico SAS Inc. (1999). Con la regresión lineal simple encontramos la relación lineal que existe
entre los dos valores X e Y, en este caso X es la variable dasométrica obtenida con las parcelas de los
inventarios e Y es la variable dasométrica real. Un modelo estadístico sencillo como la regresión
lineal simple es adecuado en este trabajo para describir la eficiencia de los diferentes muestreos ya
que la situación ideal sería una ecuación de tipo Y = aX + b, donde a fuera igual a 1 y b igual a 0.
Además el coeficiente de correlación nos indica la dispersión de los datos respecto de la recta
ajustada.
RESULTADOS
La tabla 2 muestra las diferentes regresiones lineales simples que hemos obtenido para las
alternativas de la estimación de los pies/ha. La tabla 3 muestra las regresiones obtenidas para las
alternativas de la estimación del área basimétrica. Gráficamente podemos ver la nube de puntos y la
recta de regresión (gráficos 1 y 2).
En las regresiones calculadas para estimación de los pies por hectárea (gráfico 1) podemos ver
que las mejores alternativas, en orden decreciente, son el IFN, el IFN mod1 y el IFN Francés. Aunque
las pendientes de la recta son bastante próximas a 1, el término independiente de la recta es muy
lejano a 0, ya que en la mejor alternativa tiene el valor de 18.017, que se aleja mucho del ideal. En
cambio las opciones del IFN mod2, IFN Francés mod2 y IFN Francés mod1 son insuficientes para la
estimación, ya que las rectas de regresión nos muestran que no obtenemos unas estimaciones fiables.
Las regresiones de la estimación del área basimétrica (gráfico 2) muestran una mejor estimación
que las de la estimación de pies por hectárea. Entre ellas las mejores, en orden decreciente, son el
IFN, el IFN mod1 + rel, el IFN Francés + rel, el IFN Francés y el IFN mod1. Entre ellas vemos que
las pendientes están todas muy próximas a uno, y que el término independiente se aproxima a 0 sobre
todo en el caso del IFN. Las alternativas IFN mod2, IFN Francés mod2 y IFN Francés mod1 obtienen
unas regresiones que muestran ecuaciones con pendientes lejanas de 1 y términos independientes
lejanos de 0, aunque la diferencia entre las 8 alternativas no es tan marcada como en el caso del
cálculo de pies por hectárea.
DISCUSIÓN
Para la estimación del número de árboles por hectárea los métodos IFN mod2, IFN Francés
mod2 y IFN Francés mod1, dan lugar a las peores estimaciones según vemos en sus regresiones. Entre
los tres métodos que tienen unas estimaciones aceptables, tenemos que ver la relación entre la calidad
de los datos y la diferencia de dificultad entre los métodos. Es decir, aunque está claro que el IFN es
el método que mejor estimaciones obtiene, la diferencia con el IFN mod1 o el IFN Francés no es muy
grande, siendo mejor entre estos dos el IFN mod1. Además al eliminar la corona de 25 m el coste del
inventario disminuirá claramente y los datos obtenidos serán de suficiente calidad.
Al igual que en el caso anterior, para la estimación del área basimétrica los métodos IFN mod2,
IFN Francés mod2 y IFN Francés mod1 no son suficientes para una estimación adecuada del área
basimétrica, según sus regresiones. Entre los demás métodos, vemos que los mejores son IFN, el IFN
mod1 + rel, y el IFN Francés + rel, teniendo unas regresiones aceptables, pero que son mejoradas por
otras alternativas el IFN Francés y el IFN mod1. En esta estimación surge la misma discusión que en
la estimación de pies por hectárea, ya que, está claro que la mejor alternativa es la del IFN, pero que
la diferencia con el IFN mod1 + rel es pequeña en proporción al gasto que ahorraríamos al sustituir la
corona de 25 m por un muestreo relascópico.
CONCLUSIONES
La mejor alternativa tanto para medir pies por hectárea como para el área basimétrica es la del
IFN pero tenemos que tener en cuenta que la opción de sustituir la corona de 25 m por un muestreo
relascópico es una buena alternativa. La pendiente esta cercana a 1 y puede dar una estimación
bastante fiable, en proporción al ahorro que implicaría. Es decir, el presupuesto del inventario
descendería considerablemente y los datos obtenidos serían fiables. Además, hay que tener en cuenta
las características específicas de las masas muestreadas. BRAVO et al. (2002) ya explicaron que las
masas poco densas pueden dar problemas a la hora de decidir la eliminación de la corona de 25 m.
En definitiva, un muestreo como el de la alternativa presentada como IFN mod1 + rel es
suficiente para obtener una estimación adecuada de los pies por hectárea y área basimétrica de
nuestros montes, teniendo además un inventario mucho más económico que el actual.
BIBLIOGRAFIA
BRASSEL, P. & SCHAFFER, H. P. Inventario Forestale Nazionale Svizzero. http://www.lfi.ch
(12-01-05)
BRAVO, F.; DEL RIO, M.; DEL PESO, C.; (2002). El Inventario Forestal Nacional como
elemento clave para la gestión forestal sostenible. Pp. 19-35. Fundación General de la Universidad de
Valladolid.
DGCN. (1990). Segundo Inventario Forestal Nacional 1986-1995: España. ICONA. Madrid
GRAY, A., (2001). Monitoring stand structure in mature coastal Douglas-fir forests: effect of
plot size. Forest Ecology and Management 175:1-16 2001.
ORDOÑEZ, C., (2004). Análisis de la eficiencia de los factores de expansión de las parcelas del
IFN en la estimación de la distribución diamétrica. DEA. Dpto. Producción Vegetal y Recursos
Forestales. Universidad de Valladolid.
SECRETARÍA DE AGRICULTURA, GANADERÍA, PESCA Y ALIMENTACIÓN, (2001).
Argentina. Inventario Nacional de Plantaciones Forestales.
TOMÉ, M. Le réseau pour la gestion durable des forêts cultivées. http://www.iefc.net. (12-0105)
ANEXOS
Tabla 1.- Características dasométricas de las parcelas inventariadas
N (pies/ha)
G (m2/ha)
D medio (mm)
Dg (mm)
SDI
observaciones
575
575
575
575
575
media
146,42
13,47
340,76
349,30
239,47
desv. estándar
70,49
7,48
75,50
74,66
120,15
máximo
300,48
37,63
548,44
249,34
97,43
mediana
122,23
10,55
329,08
339,74
207,52
mínimo
40,74
5,00
243,60
550,18
577,89
Tabla 2.- Regresiones lineales simples para la estimación de pies/ha
IFN
IFN mod1
a
0.8303 (0.06952)
0.7556 (0.08674)
REGRESIÓN LINEAL
b
18.0170 (12.04148)
39.7560 (14.14927)
R2
0.8879
0.8083
IFN mod2
1.4810 (0.18256)
41.4100 (14.96278)
0.7852
IFN Francés
IFN Francés mod1
0.7282 (0.10958)
0.6921 (0.11395)
42.3610 (17.92057)
59.2620 (17.08510)
0.7104
0.6721
IFN Francés mod2
0.9152 (0.33315)
94.6970 (31.02277)
0.3861
ALTERNATIVA
a = pendiente de la recta
b = término independiente de la regresión
entre paréntesis = desv. típica
Tabla 3.- Regresiones lineales simples para la estimación del área basimétrica
IFN
IFN mod1
a
0.9462 (0.04709)
0.7580 (0.24612)
REGRESIÓN LINEAL
b
0.1747 (0.75120)
4.9777 (3.08953)
R2
0.9573
0.3451
IFN mod2
1.9558 (0.45905)
3.2998 (2.67831)
0.5021
IFN mod1 + relascopio
IFN Francés
IFN Francés mod1
0.7412 (0,03731)
0.9599 (0.11946)
0.8128 (0.23259)
0.9777 (0,72417)
1.6020 (1.68138)
5.9494 (2.52929)
0.9564
0.7820
0.4042
IFN Francés mod2
IFN Francés+ relascopio
1.1168 (0.38375)
0.5361 (0,04568)
8.1665 (2.16213)
3.8138 (1,00943)
0.4137
0.8844
ALTERNATIVA
a = pendiente de la recta
b = término independiente de la regresión
entre paréntesis = desv. típica
Gráfico 1.- Regresiones lineales simples para la estimación de los pies por hectárea.
a) IFN
b) IFN mod1
350
350
300
300
250
250
200
200
150
150
100
100
50
50
0
0
0
50
100
150
200
250
300
0
350
50
100
150
200
250
300
350
d) IFN Francés
c) IFN mod2
350
350
300
300
250
250
200
200
150
150
100
100
50
50
0
0
0
50
100
150
200
250
300
0
350
50
e) IFN Francés mod1
100
150
200
250
300
350
f) IFN Francés mod2
350
350
300
300
250
250
200
200
150
150
100
100
50
50
0
0
50
100
150
200
250
300
350
0
0
50
100
150
200
250
300
350
Gráfico 2.- Regresiones lineales simples para la estimación del área basimétrica.
a) IFN
b) IFN mod1
40
40
35
35
30
30
25
25
20
20
15
15
10
10
5
5
0
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0
5
10
c) IFN mod2
40
15
20
25
30
35
40
d) IFN mod1 + rel
45
35
40
30
35
30
25
25
20
20
15
15
10
10
5
5
0
0
0
0
5
10
15
20
25
30
35
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
40
e) IFN Francés
f) IFN Francés mod1
40
40
35
35
30
30
25
25
20
20
15
15
10
10
5
5
0
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0
5
10
15
20
25
30
35
40
h) IFN Francés + rel
g) IFN Francés mod2
40
40
35
35
30
30
25
25
20
20
15
15
10
10
5
5
0
0
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70