utilização de métodos estatísticos em inventário florestal

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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA "LUIZ DE QUEIROZ" DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS UTILIZAÇÃO DE MÉTODOS ESTATÍSTICOS EM INVENTÁRIO FLORESTAL Seminário apresentado à disciplina Estatística Experimental OC PROF. DR. CARLOS TADEU dos SANTOS DIAS AUTORES: ABILIO DONIZETTI DE MORAIS FILHO CARLOS VERA BRAVO ROGER ALONSO MOYA ROQUE WIRIFRAN FERNANDES DE ANDRADE PIRACICABA, 07 DE DEZEMBRO DE 2003

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Page 1: Utilização de Métodos Estatísticos em Inventário Florestal

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA

"LUIZ DE QUEIROZ" DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS

UTILIZAÇÃO DE MÉTODOS ESTATÍSTICOS

EM INVENTÁRIO FLORESTAL

Seminário apresentado à disciplina

Estatística Experimental OC

PROF. DR. CARLOS TADEU dos SANTOS DIAS

AUTORES:

ABILIO DONIZETTI DE MORAIS FILHO

CARLOS VERA BRAVO

ROGER ALONSO MOYA ROQUE

WIRIFRAN FERNANDES DE ANDRADE

PIRACICABA, 07 DE DEZEMBRO DE 2003

Page 2: Utilização de Métodos Estatísticos em Inventário Florestal

INTRODUÇÃO

Estima-se se que no Brasil, nos dias de hoje haja mais de 50 do seu território

nacional ocupados com florestas nativas, tais como a Mata Atlântica, o cerrado e

principalmente a Amazônia. A qual apresenta um potencial enorme tanto para exploração,

madeireiras de bens não madeireiro, além de mais de cinco milhões de hectares com

florestas plantadas, com Pinus e Eucalipto, utilizados para a produção de celulose, papel,

painéis e madeira serrada.

Podemos definir floresta como toda formação arbórea com indivíduos em um ou

mais estágios sucessoriais, com o objetivo de produzir bens diretos e indiretos, ocupando

uma área mínima de 1 hectare e uma densidade populacional mínima de 100 árvores por

hectare.

Como toda as atividades empresarias, mesmo se considerando uma área de

conservação como uma empresa, que também necessita um processo de gestão, é de suma

importância conhecer os potenciais que as florestas apresentam, mesmo em sendo para fins

de conservação. Por isso, nos dias atuais o inventário florestal é muito utilizado.

Inventário florestal é toda atividade objetivando a quantificação e qualificação das

florestas (árvores, fauna, insetos, etc), com vistas a produção de madeira e outros produtos

e /ou a conservação ambiental, utilizando-se de técnicas estatísticas de amostragem.

Dentre os principais motivos da realização de um processo de inventário, podemos

citar os seguintes aspectos: determinar o potencial produtivo da floresta; mapear fatores

bióticos e abióticos que influenciam a produção da floresta; determinar os custos de

produção no caso de florestas plantadas; definir estratégias de manejo para obter uma

produção sustentada.

Dos principais tipos de inventário florestal utilizado mundialmente podemos

enumerar os seguintes, inventário nacional, solicitado pela união para conhecer os

potenciais de suas riquezas, inventário regional ou de pré-investimento, que é utilizado

antes da realização de um investimento, pode ser realizado tanto pela massa governamental,

como por empresas com interesse na exploração de algum bem. Nas áreas de florestal

plantadas onde o investimento é maior e as atividades são mais intensas os inventários são

Page 3: Utilização de Métodos Estatísticos em Inventário Florestal

utilizados para pré corte da florestal, para controle de qualidade e inventário contínuos

almejando determinar o incremento médio da floresta.

Os objetivos dos inventários realizados para manejo florestal são a disponibilidade

de conhecer o volume de madeira atual e futura, comprar e vender terras, comprar e vender

madeiras, conhecer o custo da produção de madeira sob diferentes alternativas de manejo e

avaliar e calcular a exaustão florestal.

Além do potencial madeireiro, com caráter conservacionista, o inventário terá que

ser utilizado para a quantificação do seqüestro e acumulação de Carbono (POWEL, 1994).

De uma forma geral, o inventario florestal deve fornecer as informações básicas da situação

presente e lastrear as decisões do planejamento das atividades futuras (FERREIRA, 1985).

A UTILIZAÇÃO DA ESTATÍSTICA NO INVENTÁRIO FLORESTAL

Podemos definir quatro grandes grupos que da estatística utilizado no setor florestal,

em primeiro lugar podemos citar a estatística descritiva, utilizada para demonstrar as

situações do setor através de gráficos e tabelas, orientando os gestores nos processos

administrativos; a estatística experimental, muito utilizado igualmente como nas culturas

agrícolas para confirmar e validar os resultados dos experimentos realizados, desde a

produção de mudas, diversas técnicas de manejos e diferentes métodos de colheita; a

modelagem visando construir, principalmente equações de volume, utilizadas para

quantificar variáveis de difícil predição e por fim o inventário florestal, com caráter de

determinar o potencial de diferentes seguimentos do setor florestal, baseado nos princípios

e métodos de representação da população por técnicas de amostragem.

Page 4: Utilização de Métodos Estatísticos em Inventário Florestal

PRINCIPAIS FATORES DO INVENTÁRIO FLORESTAL PARCELAS

A escolha do tipo de parcela deve se fundamentar em vários aspectos, entre estes a

precisão, a natureza das informações requeridas, e o custo relativo das mesmas.

A maioria dos trabalhos publicados tem demonstrado a dependência entre a

variância da média de parcelas e o tamanho das mesmas. Essa dependência se reflete no de

créscimo da variância em função do aumento do tamanho da parcela. Igualmente,

observou-se que o mesmo ocorria para os coeficientes de variação. Utilizando estas

propriedades, FEDERER (1955) propôs o método da curvatura máxima para a

determinação do tamanho ideal de parcelas. Consiste este método em locar-se em gráfico

os coeficientes de variação em função dos respectivos tamanhos das parcelas, e

posteriormente, a construção ã mão livre de um gráfico, ligando as coordenadas. Assim

sendo o tamanho ótimo para as parcelas será encontrado no ponto de máxima curvatura,

melhores resultados são alcançados quando a unidade de medida é fixa.

TAMANHO DAS PARCELAS

Em síntese, os trabalhos relacionados a diversos tamanhos de parcelas tem

confirmado a maior eficiência das parcelas pequenas. De um modo geral os coeficientes de

variação decrescem como função inversa do tamanho da parcela, e em conseqüência o

número de parcelas necessárias para o mesmo grau de precisão é mais elevado quanto

menores sejam as parcelas. Entretanto, o número de árvores mensuradas, sempre tem sido

menor que em parcelas maiores, o que vem corroborar a maior eficiência das primeiras.

A maior eficiência de pequenas parcelas foi comprovada e exemplificada por

WRIGHT (1964), tendo por base de comparação a informação relativa por árvore, que

decresceu sensivelmente com o aumento do número de árvores por parcela.

Trabalhos conduzidos em inventários florestais na Champion Papel e Celulose S/A.,

levaram a busca suficientemente de práticas tendo em vista a necessidade de adequar a

metodologia de trabalho com as condições de campo, que deve ser simples, de fácil

Page 5: Utilização de Métodos Estatísticos em Inventário Florestal

execução e exeqüível ao nível de aparelhamento, optou-se pelo uso de parcelas quadradas

ou retangulares.

Tabela 1. Dados médios para populações de Eucalyptus saligna regeneradas por alto-fuste, em relação aos diversos tamanhos de parcelas testadas e análise estatística obtida para as mesmas. (médias de 30 amostras.)

Dimensões das Parcelas

Média Vol. Cil./ Ha

Desvio Padrão

Coeficiente de Variação %

Números de Parcelas

necessárias *

10x10 m

20x10 m

20x20 m

20x30 m

376,00

375,86

372,88

382,45

108,91

91,81

83,58

83,49

28,97

24,43

22,41

21,83

11

8

6

6

* Para o limite de erro de dez por cento da média e setenta por cento de probabilidade.

A área ideal da parcela obtida, foi pelo Método de Curvatura Máxima, localizando

se no intervalo de 340 a 400 m2, em geral os coeficientes de variação sofreram sensível

decrescimento com o aumento da área unitária das parcelas.

AMOSTRAGEM

Amostragem é a seleção de uma parte (amostra) de um todo (população), coletando

na parte selecionada dados e informações de relativo interesse, com o objetivo de tirar

conclusões (inferência) sobre o todo. Pois, principalmente por razões econômicas não

podemos realizar um censo. Censo é o termo usado quando observamos, medimos ou

contatamos todos os indivíduos da população.

A amostragem utiliza conceitos ou a teoria estatísticas para estimar as incertezas

(erros) de uma população que apresenta uma distribuição normal (teorema do limite

central). Existem vários sistemas de amostraggm utilizados no setor florestal, tais como:

simples ao acaso, sistemática estratificada, por razão, por conglomerados, probabilidade

proporcional ao tamanho das unidades, etc.

Page 6: Utilização de Métodos Estatísticos em Inventário Florestal

A figura 1, representa uma população qualquer com interesse em ser estudada,

como podemos observar, ela é ampla e distribuída por toda a área.

Figura 1. Demonstração de uma população.

Quando se deseja estudar uma população através de amostras devemos dividi-las em

parcelas, que tenham a mesma chances de compor a amostra. A figura 2, demonstra a

estrutura de como esta população pode ser dividida.

Figura 2. Estrutura das amostras da população.

Page 7: Utilização de Métodos Estatísticos em Inventário Florestal

Podemos observar na figura 3, como fica a amostra em relação a população e seus

parâmetros estatísticos.

Figura 3. População e amostra.

Um dos principais problemas da amostragem são os viés de seleção. Que são as

tendências natural das pessoas de buscar as informações de modos mais convenientes.

Como por exemplo. A escolha de uma árvore "média" para calcular a biomassa ou o fator

de forma. Dentro os principais tipos de viés podemos citar o viés de seleção (pesquisa de

opinião por telefone) - viés de não resposta (pesquisa de opinião pelo correio) - viés de

resposta (ordem dos nomes numa pesquisa de intenção de voto).

O Erro amostral é que devemos calcular para saber se a amostra tomada satisfaz as

nossas expectativas. Já o erro não amostral são os vieses de seleção, a inexperiência do

observador. Este tipo de erro é bem mais difícil de estimar.

Page 8: Utilização de Métodos Estatísticos em Inventário Florestal

TIPOS BÁSICOS DE AMOSTRAGEM PROBABILISTICAS

AMOSTRAGEM SIMPLES ALEATÓRIA.

Figura 4. Esquema da amostragem simples aleatória.

AMOSTRAGEM ESTRATIFICADA ALEATÓRIA

Figura 5. Esquema da amostragem estratificada aleatória.

Page 9: Utilização de Métodos Estatísticos em Inventário Florestal

AMOSTRAGEM POR CONGLOMERADOS

Figura 6. Esquema da amostragem por conglomerados.

AMOSTRAGEM SIMPLES ALEÁTORIA.

Este tipo de amostragem é a mais utilizada no setor florestal de florestas plantadas,

para estimar o volume de madeira das florestas. Mesmo em se tratando de inventário

contínuo as amostras são determinadas inicialmente por este método.

Existem dois tipos de amostragem aleatória simples, a com substituição de

unidades, sendo que cada unidade amostral tem a chance de ser selecionada mais de uma

vez (sem informação adicional). E sem substituição de unidades, onde há não há chances

das unidades amostrais serem selecionadas mais de uma vez (o que se faz na prática).

Este método de amostragem é um dos mais simples e de fácil utilização devido as

condições de heterogeidade das florestas plantadas, diferenciando pelo potencial de

crescimento, geralmente determinado pelo índice de sítio onde a floresta se localiza, o

material genético utilizado também é de grande importância nesta determinação. Não

podendo deixar de citar ainda as práticas de manejo em conjunto com as condições

climáticas.

Page 10: Utilização de Métodos Estatísticos em Inventário Florestal

FÓRMULAS UTILIZADAS PARA O CÁLCULO DA ASA

ETAPA1

ETAPA 2

ETAPA 3

Page 11: Utilização de Métodos Estatísticos em Inventário Florestal

ETAPA 4.

ETAPA 5

ETAPA 6

Page 12: Utilização de Métodos Estatísticos em Inventário Florestal

TIPO DE AMOSTRAGEM UTILIZADO NO CASO DO EXEMPLO

MENCIONADO NA EMPRESA CHAMPION SA.

O sistema de amostragem adotado é o inteiramente casualizado, dentro do estrado.

De início executou-se a estratificação das áreas de plantio, tendo em vista uniformização

nos seguintes aspectos:

1- espécies e procedência;

2- idade e estágio de rotação;

3- compasso de plantio;

4- solo.

Depois dos estratos assim obtidos, as parcelas são sorteadas ao acaso dentro dos

mesmos, procurando-se não concentrar as mesmas, em áreas limitadas do plantio, mas

atingir toda a área.

homogeneização dos estratos, com relação á idade, é de elevada importância para

espécies de rápido crescimento. Assim, admite-se diferenças em idade, de no máximo três

meses, dentro do mesmo estrato.

A planificação de mensurações, é feita também levando-se em conta os mesmos intervalos

de idade, fixando-se as datas para os meses centrais dos trimestres considerados.

CRESCIMENTO E PRODUÇÃO FLORESTAL

Neste parágrafo será feita inferência de como expressar o crescimento e a produção

florestal e de como esta informação é útil para definir a rotação biológica, silvicultural,

técnica, física ou do máximo incremento médio anual, assim como o momento ideal de

efetuar desbastes, do ponto de vista biológico.

O crescimento de uma árvore ou de um povoamento é o mais importante fenômeno na

floresta. O crescimento consiste no alongamento e engrossamento das raízes, tronco e

galhos. O crescimento causa mudanças na árvore, influenciando o seu peso, volume e

forma. O crescimento linear de todas as partes da árvore é proveniente do meristema

primário.

Page 13: Utilização de Métodos Estatísticos em Inventário Florestal

0

50

100

150

200

250

300

350

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Idade (anos)

Prod

ução

(m³/h

a)

Volume

Figura 7- Crescimento sigmoidal em volume de Pinus taeda.

Já o crescimento do diâmetro é proveniente do meristema secundário ou câmbio

através da deposição de camadas justaposta de lenho. As variáveis mais comumente

mensuradas são o diâmetro a 1,30m de altura, o diâmetro ao longo do fuste, as alturas

correspondentes a estes diâmetros , a altura total e a altura comercial. Provenientes destes

elementos o volume, a área basal, o peso e o estoque de carbono podem ser obtidos.

Existem diferentes maneiras para expressar o crescimento, podendo-se citar o

incremento corrente anual ( ICA ), o incremento médio anual (IMA), o incremento

periódico( IP ) e o incremento periódico médio (IPM ) , seja ele anual (IPA ), mensal (IPM)

semanal (IPS), ou diário (IPD) .

INCREMENTO CORRENTE ANUAL ( ICA )

É o crescimento ocorrido ou a diferença na produção do elemento dendrométrico

considerado dentro do período de um ano.

INCREMENTO MÉDIO ANUAL (IMA )

a razão entre a produção do elemento dendrométrico considerado a partir do ano

zero e a idade da população florestal ou da árvore. Expressa o crescimento linear da

Page 14: Utilização de Métodos Estatísticos em Inventário Florestal

variável considerada. Por isto ao ser utilizado deve sempre ser mencionada a idade e o sítio

em que foi quantificado, já que é um valor mutável.

INCREMENTO PERIÓDICO (IP)

É o crescimento do elemento dendrométrico considerado durante um determinado

período no tempo. Esta é uma das formas mais usuais de expressar o crescimento,

principalmente no caso das florestas nativas.

Exemplo de aplicação:

Na Tabela 2 é amostra a produção em volume de um povoamento de Pinus taeda

num sítio classe de produtividade III, plantado em 1970 e médio anualmente a partir de

1972. São mostrados também o incremento corrente anual em volume ( ICAv), o

incremento médio anual em volume (IMAv),o incremento periódico (Ipv) e o incremento

periódico médio anual (IPMv) .Para fins de cálculo do incremento periódico adotou-se o

intervala de tempo igual a 3 anos.

Tabela 2.- Produção em volume e o crescimento de um povoamento de Pinus taeda.

Idade (anos)

Volume (m3)

ICAv IMAv IPv IPAv

2 25 12,50 3 38 13 12,65 42 14,00 4 52 14 13,00 5 67 15 13,40 6 84 17 14,00 58 19,33 7 101 17 14,43 8 125 24 15,62 9 151 26 16,78 77 25,66 10 177 26 17,70 11 202 25 18,36 12 226 24 18,83 67 22,33 13 248 22 19,07 14 269 21 19,21 15 280 11 18,66 28 9,33 16 290 10 18,12 17 297 7 17,47 18 303 6 16,83

Page 15: Utilização de Métodos Estatísticos em Inventário Florestal

Na figura 8 são representados graficamente o incremento corrente anual e o incremento

médio anual do volume.

0

5

10

15

20

25

30

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17Idade (anos)

Incr

e. e

m v

olum

e (m

³/ha)

ICAv IMAv Figura 8. Forma da curva de produção em volume (a) e as curvas de ICA e IMAv de

Pinus taeda ( b ).

A idade onde o IMA alcança seu máximo é a idade do máximo incremento médio

anual.Esta estatística tem considerável importância para o manejo já que define o momento

de inferir na população, através de desbastes ou do corte raso. Assim se sucessivas rotações

forem consideradas onde o IMA atinge o seu máximo (19,21 m3 /há) na idade de 14 anos

então a produção media anual será de 19,21 m3/há /ano. O uso de qualquer outra idade de

rotação numa série de contínuas rotações resultará numa menor média na taxa de produção

anual.Assim, para um proprietário florestal cujo objetivo é maximizar a produção de

volume, a idade de rotação pode ser a “rotação do máximo incremento médio anual”.

Page 16: Utilização de Métodos Estatísticos em Inventário Florestal

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Idade (anos)

DIAMETRO I DIAMETRO II DIAMETRO III

3x3

2x

2x

Figura 9. Variação dos diâmetros quanto aos espaçamentos.

Na figura 9 , observa-se que espaçamentos maiores entre plantas, propiciam uma maior

média aritmética dos diâmetros que espaçamentos mais reduzidos, o que em última análises

vai determinar o uso da madeira, ou a estratégia de manejo. A discrepância entre estas

médias tende a ser maior quanto mais produtivo for o sitio considerado.

Neste procedimento não são considerados efeitos de custos, taxa de juros e ainda a

dimensão final do produto. Para muitos gestores florestais a máxima produção em volume

não é um objetivo realístico de manejo, ou seja, o manejo de plantações deve ser concebido

para fornecer um mix de produtos em quantidades e qualidade apropriada e da maneira

mais eficiente do ponto de vista econômico.

CRECIMENTO E PRODUÇAO DAS VARIÁVEIS DENDROMÉTRICAS

O conhecimento apropriado do comportamento de cada variável dendrométrica é

importante para definir as estratégias de manejo, sejam sob a ótica silvicultural,

econômica, ambiental e/ou social tanto para florestas plantadas como para florestas

nativas.

CRECIMIENTO EM DIÁMETRO

De maneira geral o crescimento em diâmetro depende do:

Page 17: Utilização de Métodos Estatísticos em Inventário Florestal

a) Genótipo

Sitio: Acurva de produção em diâmetro será mais inclinada quando mais produtivo for o

sitio. Este fato é ilustrado na Figura 6 para um experimento de Pinus taeda.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17EDAD (AÑOS)

DIAMETRO I DIAMETRO II DIAMETRO III fundecor lucia anafust

Figura 10.- Curva de produção em diâmetro em três sitio diferentes.

Quanto mais inclinada a curva de produção mais cedo ocorrerá o incremento

corrente anual em diâmetro e maiores serão estes valores quando comparados aqueles

provenientes de sítios menos produtivos.

b) Espaçamento: este fator influencia tremendamente o desenvolvimento diamétrico

das populações florestais. N a Figura 4 é mostrado o comportamento desta

variável, em que os diâmetros é menor nos menores espaçamentos, aumentando no

sentido dos maiores espaçamentos.

CRECIMIENTO EM ALTURA

De maneira geral, em uma população florestal o crescimento em altura das árvores

depende de :

a) Genótipo.

Sitio: a curva de produção em altura seja a media aritmética seja a média das árvores

dominantes será mais inclinada quando mais produtivo for o sitio.

Page 18: Utilização de Métodos Estatísticos em Inventário Florestal

CRESCIMENTO EM ÁREA BASAL E VOLUME

São muito influenciados pela densidade, assim pelos demais fatores já mencionados par

o diâmetro e altura . De maneira geral a culminação do ICAg (Incremento Corrente

Anual em Área Basal), ocorre mais cedo que o ICAv (Incremento Corrente Anual em

Volume).

Na Figura 3 é apresentada a influencia do espaçamento esta variável influi na produção

volumétrica e área basal. No menor espaçamento se tem mais volume e área basal por

unidade de área , mas plantas com menores média aritmética em diâmetro que nos maiores

espaçamentos. Neste último caso, a produção total é menor , mas não necessariamente

implica na obtenção de menos renda , já que a média aritmética dos diâmetros das árvores

neste espaçamento é maior , o que implica em maior valor de venda de cada m3 de

madeira para uma mesma espécie, idade, sítio, procedência e tratos florestais. Outro fato

significativo de se aumentar o espaçamento é gastar menos com sementes, produção de

mudas, plantio, Adubação, colheita, dentre outros.

Tabela 3.- Produção em volume utilizando as áreas basal, utilizando a equação (1) utilizando como valores de área basal presente (G1).

Idade (anos)

Sitio I Area basal28,75

m/ha

Sitio II G2 = 23,98 m2/ha

Sitio III G3 = 20,00m2/ha

4 120,77 92,98 67,56 5 175,69 135,30 99,67 6 225,55 174,51 129,16 7 269,62 209,31 155,43 8 308,23 239,88 178,58 9 342,05 266,72 198,95 10 371,76 290,34 216,90 11 397,98 311,21 232,79 12 421,23 329,74 246,92 13 441,96 346,28 259,53 14 460,54 361,12 270,86 15 477,28 374,49 281,08 16 492,42 386,59 290,34 17 506,18 397,60 298,76

Page 19: Utilização de Métodos Estatísticos em Inventário Florestal

18 518,73 407,65 306,45

0

100

200

300

400

500

600

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15Idade (anos)

Volu

me

(m²/h

a)

Sitio I Sitio II Sitio III

Figura 11.- Predição presente da presente da produção em volume as classes de sitio I, II, III.

Para que o máximo incremento médio anual em volume (IMAv) seja

detectado é necessário monitorar através de parcelas permanentes o desenvolvimento

das plantas contidas nestas ao longo do tempo , e então construir modelos de prognose.

Este instrumental propiciará se antever a idade em que ocorrerá este ponto de máximo.

Na ocasião em que este ponto de máximo for detectado muito cedo pode-se inferir que

o espaçamento está muito reduzido.

Quando este fato ocorrer em sítio muito produtivo provavelmente é porque

a estratégia de manejo contemplará a prática do desbaste. No entanto, se estas práticas

silviculturais não forem aplicadas então muito provavelmente o espaçamento inicial foi

muito adensado. Em sítios pouco produtivos, como as areias quartzosas

Do Norte,Nordeste e Noroeste de Minas Gerais, se o máximo IMAv for

detectado também muito cedo,ao redor do 4° ou 5° ano após o plantio então com

certeza o espaçamento é inadequado, ou seja muito reduzido. Como nestes sítios a

prática do desbaste é geralmente antieconómica, então a estratégia de manejo é ampliar

o espaçamento por ocasião da reforma.Sugere-se para a região supra-citada

espaçamento em tomo de 3x3m ,o que implica em menos custos e árvores de maior

porte em diâmetro, além da maximização do volume passar a correr entre o 7° e o 8°

Page 20: Utilização de Métodos Estatísticos em Inventário Florestal

ano. Naturalmente que a constituição genética das plantas, microsítios e novas práticas

de plantio podem alterar as produções volumétricas.

Se porventura o objetivo nestes sítios pouco produtivos for produzir madeira para

serraria, então espaçamentos maiores ainda poderão ser utilizados . Neste caso para que

se tenha madeira de melhor qualidade deve-se efetuar poda. Embora esta seja uma

atividade de alto custo ela poderá ser compensada pela redução nos custos de sementes,

produção de mudas , plantios, Adubação, etc., pela adoção de espaçamentos mais

amplos.

A estatística no inventario florestal

O inventario florestal pode fornecer muita informação do reflorescimento, entre os

mais importante temos a distribuição do diâmetro na florestal, o volume de madeira nos

diferentes anos, seu comportamento e seu projeção, altura dos arvores, os incrementos

(meios e anuais do volume, altura e diâmetro), índice de sitio, entre outros parâmetros que

dependem da necessidade do pesquisador.

Entre os parâmetros mais importante temos o diâmetro e volume de madeira e

índice de sitio, os incrementos meios e anuais. A continuação vai-se apresentar a forma

como os diferentes pesquisadores fazem uso da estatística depois de um inventario florestal

nas florestas plantadas.

Diâmetro:

Este é um dos parâmetros, além do volume, que os pesquisadores procurar no inventario

florestal e a forma de apresentar ele vai a depender da necessidade para que foi feito o

inventario. Mais é muito apresentar os dados por classes de diâmetro, as quais pode ser dois

maneiras (Scolforo, JR., 1998):

a- O agrupamento a partir do diâmetro mínimo de medição da floresta e da definição da

amplitude da classe de diâmetro, neste definição varia normalmente de 2 a 5 cm se a

Page 21: Utilização de Métodos Estatísticos em Inventário Florestal

floresta é plantada. Depois de faz-se uma tabela e um gráfico com as seguintes

variáveis: classe de diâmetro, valor central, e freqüência. Por exemplo Scolforo

apresenta a seguinte tabela e gráfico de freqüência de uma parcela de Eucaliptos sp.

Figura 12. Classes de diâmetro de Eucaliptos sp.

Classe de

diâmetro

(cm)

Valor

central

(cm)

Freqüênci

a

6,50 - 9,50 8 04

9,50 - 12,50 11 05

12,50 - 15,50 14 19

15,50 - 18,50 17 29

18,50 - 21,50 2 24

21,50 - 24,50 23 13

Figura 13. Histograma de freqüência de diâmetros.

05

101520253035

1 2 3 4 5 6

Classe de diâmetro (cm)N

úmer

o de

árv

ore/

parc

ela

b- A outra forma de apresentar os dados são de obter das médias aritmética dos diâmetros

( D ) e desvio padrão dos diâmetros de todas as observações para depois na tabela

estabelecida nas classes de diâmetro (Tabela ?) fazer os ajustes para as novas limites

(Tabela ?). Depois com estos novas valores vai-se construir a nova distribuição de

freqüência.

_

Figura 14. Nova classe de diâmetros utilizando a estatística

Nova classe de diâmetro Classe de

diâmetro (cm)

Valor central

(cm) Limite superior

Limite inferior

Valor Central

Freqüência

Freqüência

acumulada

6,50 - 9,50 8 4,30 7,90 6,10 1 1 9,50 - 12,50 11 7,90 11,50 9,70 5 6 12,50 - 15,50 14 11,50 15,10 13,30 2 28 15,50 - 18,50 17 15,10 18,70 16,90 39 67 18,50 - 21,50 2 18,70 22,30 20,50 23 90 21,50 - 24,50 23 22,30 25,90 24,10 4 94

24,50 - 0 25,90 29,50 27,70 0 Nota: Desvio padrão dos dados 3,59.

Page 22: Utilização de Métodos Estatísticos em Inventário Florestal

Estos analise podem fazer-se não só para a população em general, mesmo assim por

qualidade da árvore, por índice de sitio, o a necessidade do pesquisador. A apresentação

dos resultados para área basal, altura e volume também aplica-se o mesmo esquema de

analise para a apresentação dos resultados do inventario.

Volume

Um dos objetivos principais do inventario é estabelecer o volume de madeira presente num

talhão, porem é um das características da árvore mais estudada pelo pesquisadores do

mundo, achando-se muitas e variadas formulas de calcular o volume de um inventario.

Neste sentido, as formulas de calculo de volume pode dividir-se em 3 grupos e em cada um

delas apresenta diferentes modelos descordo ao pesquisador:

• Volume de uma só entrada: o volume é função somente do diâmetro das árvores. È

aplicado somente para pequenas áreas florestais onde a correlação entre o diâmetro (D)

e a altura (H) e muito forte, ou seja, onde há bastante homogeneidade no

desenvolvimento em altura das árvores de mesmo diâmetro.

Tabela 4 . Mostra de equações de volume de uma só entrada

Autor Modelo

Kapezky - Gehrhardt Volume = βo + β1*Diâmetro2

Dissescu - Meyer Volume = β1* Diâmetro + β2* Diâmetro 2

Hohenald - Krenm Volume = βo + β1* Diâmetro + β2* Diâmetro 2

Husch Volume = βo Diâmetro β1

Log Volume = βo + β1* log Diâmetro

Branac Log Volume = β1* log Diâmetro + β2*Diâmetro

1

Onde: β= parâmetros a serem estimados e log= logaritmo 10

Page 23: Utilização de Métodos Estatísticos em Inventário Florestal

• Volume de dupla entrada: O volume é em função do diâmetro e da altura. Já que maior

heterogeneidade é constatada no desenvolvimento da altura das árvores com mesmo

diâmetro. Neste caso, o diâmetro não esta fortemente correlacionado com a altura, o

seja, o diâmetro não explica bem o desenvolvimento da altura, sendo também

necessário esta variável para se alcançar estimativas confiáveis e precisas da

característica de interesse das árvores que compõe, a população florestal. Este tipo de

formulas é das mais utilizada no meio florestal para o calculo de volume.

Tabela 5. Mostra de equações de volume de uma só entrada

Autor Modelo

Spurr Volume = βo + β1* Diâmetro 2*Altura

Schemacher e

Hall

Volume = βo Diâmetro β1* Altura β2

Honner Volume =

Alturao

Diâmetro1*1

2

ββ +

Ogaya Volume = Diâmetro 2 (βo + β1*Altura)

Stoatate

(Australiana)

Volume = βo + β1* Diâmetro 2 + β2* Diâmetro 2 *Altura + β3* Altura

Naslund Volume = β1* Diâmetro 2 + β2* Diâmetro 2 *Altura +

β3*Diâmetro*Altura2 β4* Altura2

Takata Volume= )(

*

1

2

DiâmetroAlturaDiâmetro

o ββ +

Spurr

(logarítmica)

Log volume = βo + β2 log (Diâmetro 2 *Altura)

Meyer Volume= βo + β1* Diâmetro + β2* Diâmetro 2 + β3* Diâmetro*Altura +

β4* Diâmetro 2 *Altura+ β5* Altura

Onde: β= parâmetros a serem estimados

• Volume de tripla entrada: o volume estimado é função do diâmetro, da altura e de uma

medida que expresse a forma da árvore. Esta modalidade é pouco conhecida no Brasil,

Page 24: Utilização de Métodos Estatísticos em Inventário Florestal

já que a forma é uma variável difícil de ser quantificada, e quando se faz cubagem

rigorosa, já se está controlando a forma da árvore.

O estabelecimento de volume do árvore é parte fundamental para fazer as estimações de das

tabelas de volume os quais tem a facilidade de estimar o volume somente com medir o

diâmetro. As tabelas de volume podem ser construídas utilizando-se equações ajustadas

analiticamente por meio de regressão, através do método de mínimos quadrados, onde a

variável de resposta é o volume e a variável de entrada novamente pode ser o diâmetro e a

altura. Matematicamente são expressados da forma:

• Parâmetros que compõem são na forma aditiva 2211 XXy o βββ ++=

• Parâmetros tem efeito não linear e aplicação de transformações: ou

2121

βββ XXy o=

2211 lnlnlnln XXy o βββ ++=

• Parâmetros de efeitos lineais e não lineais 21

βββ Xy o +=

Em todos os casos tem que estabelecer-se a tabela de analise de variância para as diferentes

regressões, na qual ficam bem descritas no libro “Biometria Florestal: Técnica de regressão

aplicada para estimar: volume. Biomasa. Relação hipsométrica e múltiplos produtos de

madeira” (Scolforo, 1997), chegando em todos eles a seguinte tabela:

Tabela 6. Analises de variância acordo a regressão do volume utilizada

Fonte de variação

Grados de liberdade

Soma de Quadrados

Quadrados médios

Valor F

Regressão

Erro

Total

Os seguintes etapas correspondem ao:

Page 25: Utilização de Métodos Estatísticos em Inventário Florestal

1. Determinação do coeficiente de determinação, que é a medida de precisão da equação

ajustada e matematicamente é expressada como totaisquadradosdeSomaregressãodaquadradosdeSoma

=2R

2. Determinação de padrão Residual: refere-se a medida de precisão expressa o quando em

termos médios os valores observados variam em ralação aos valores estimados. È partir

deste valor que se consegue o intervalo de confiança: errodomedioQuadradoSyx =

3. Análise visual dos resíduos: Embora não seja considerada uma das medidas de precisão,

uma informação fundamental para a seleção do modelo de regressão ajustado é

distribuição gráfica dos resíduos. Neste caso tem que fazer um gráfico que represente os

erros e valores estimados (Figura )

Errores de superestimativa

Errores de superestimativa

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

* * * * * * * * * * * * *

* * * * * * *

* * *

Erro

s

Valores estimados (Y)

FUNÇÃO DE CUSTOS

O valor empregado no desenvolvimento do Inventário varia conforme o tipo e

número de parcelas. A função de custos na amostragem aleatória simples é expressa pela

equação:

Page 26: Utilização de Métodos Estatísticos em Inventário Florestal

C = C0 + Ca

Onde:

C0 = custo fixo

Ca = custo variável

O custo fixo é aquele existente em todo o processo de amostragem e representado

pelos custos de administração, planejamento, processamento de dados, análise de

resultados, elaboração de relatório, etc.

O custo variável é o custo de levantamento, formado por dois componentes básicos:

Ca = C1n + C2n

Onde:

C1 = custo médio de deslocamento entre unidades;

C2 = custo médio de medição das unidades.

O custo de medição pode ser controlado através dos tempos necessários para a

instalação da unidade, medição dos diâmetros e medição das alturas, juntamente com o

tempo perdido devido a chuvas e imprevistos.

Portanto, a função do custo total pode ser apresentada como segue:

C = C0 + C1n + C2n Ou C = C0 + n(C1 + C2)

A separação dos custos de amostragem é importante, uma vez que através dos

mesmos é possível realizar uma avaliação de eficiência das equipes de campo. A razão de

custos (R = C1/C2 ) permite avaliar esta eficiência. Assim, quanto maior for (R), maior é o

custo de deslocamento em relação ao custo de medição e, portanto, menor a eficiência da

amostragem.

Page 27: Utilização de Métodos Estatísticos em Inventário Florestal

A composição de uma função de custos é uma tarefa difícil em nosso país, haja vista

que a atual situação do nosso desenvolvimento não permite obter equações estáveis para os

custos (C1) e (C2). Estes custos dependem e muitos fatores regionais como mão-de-oba

local, acesso à floresta e dentro dela, meios de transporte, etc. Um fator negativo para a

estabilidade das funções de custo é a inflação.

Pode-se compor equações de custo mais complexas, mediante a introdução de

variáveis que expressam a área da floresta inventariada, ou que separe o custo operacional

das horas trabalhadas no campo.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

FEDERER, W.J. – Experimental design – New York, Mc Millan (1955) . FERREIRA C.A. Inventario em Florestas de Eucalipto e projeções de crescimento. Boletim Informativo do IPEF v.39 p.23-39.1985. POWEL, D.S.; McWILLIAMS W.H. and BIRDSEY R.A. Forest Inventory. Journal of Forestry, v.92, n.12, p. 6-11. 1994. SCOLFORO J.R.S. Modelagem e crescimento e produção de Florestas Plantadas e Nativas. Biometria Florestal. Lavras UFLA/FAEPE, 1997. SCOLFORO J.R.S. Técnica de regressã0 aplicada para estimar: volume, biomassa, relação hipsométrica e múltiplos produtos de madeira. Biometria Florestal. Lavras UFLA/FAEPE, 1997. WRIGHT, J.W. Mejoramiento genético de los árboles, Roma, FAO, 436p, 1964 RELLICO Neto, Sylvio. Inventário Florestal. São Paulo. 316 p. 1997.