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: fbravo@pvs.uva.es 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