Bivariate and generalized models for taper stem representation and assortments production of loblolly pine (Pinus taeda L.).

Modeling is an important statistical tool to Forest Science, especially to forest planning by predicting the forest's yield and assortments, for instance. This paper evaluated the accuracy of bivariate and generalized linear mixed modeling in the representation of the Pinus taeda L. trunk taper and the estimation of its assortments. To compose the fitting data, 558 trees from plantations located in the Southern region of Santa Catarina, Brazil, were scaled. Initially, the data's bivariate normality was evaluated, and the bivariate standard normal distribution was fitted. Six generalized linear mixed models were fitted for the bivariate representation of diameter and height in the trunk. Afterwards, some statistical indices were obtained to verify the quality of the fitted models and, in a complementary way, of the bivariate graphs of the residuals. Even with the application of Box-Cox transformation, the results indicate the non-normality of the variables, but the transformation contributed to improve the model fitting in 50%. The ordinal and exponential models obtained the best statistics for height representation, with the Akaike Information Criterion (AIC) value being reduced from 16,430.13 to 5,686.78 when considering normal distribution. When evaluating the assortments prediction, there were high discrepancies in the estimated values (246 logs for sawmill and 120 logs for veneers) versus the observed ones (881 logs for sawmill and 628 logs for veneers), which corresponds to a 75% underestimation of total logs per hectare. Thus, the generalized linear mixed modeling improved the trunk taper representation, and the bivariate modeling was not efficient to predict assortments production.

Spatial patterns and interactions of dominant tree species in an Amazon tropical rainforest / Patrones e interacciones espaciales de especies arbóreas dominantes en un bosque tropical en la Amazonia

Abstract Knowledge of spatial patterns and interactions of tree species allows for understanding the ecological processes of spatiotemporal structures of tropical forests, becoming essential for the establishment of strategies for the conservation and management of their resources in the long term. The aim of this study was to investigate the spatial patterns and interactions of Astronium lecointei, Dinizia excelsa and Peltogyne paniculata, three dominant timber tree species in the Jamari National Forest, Rondônia, Brazilian Amazon. The Kernel estimator was used aiming to verify the possible influence of first-order factors on species distributions. Inhomogeneous K-functions were applied to analyze species spatial patterns and interactions by means of second-order factors. Univariate analyses revealed different scale-dependent spatial patterns for the species. Aggregation related to ecological characteristics, such as habitat preference and dispersal limitation, was verified for A. lecointei and P. paniculata. D. excelsa presented a random spatial pattern, explained by specific features of its establishment, such as the need for clearings due to light requirements. Interspecific associations were evidenced by bivariate analyses, in which spatial attraction of species resulted from the same preference for microhabitats and the repulsion was a result of niche segregation. Rev. Biol. Trop. 66(3): 1009-1017. Epub 2018 September 01.

Resumen El conocimiento de los patrones e interacciones espaciales de las especies arbóreas permite la comprensión de los procesos ecológicos de estructuración espacio-temporal de los bosques tropicales, tornándose imprescindible para el establecimiento de estrategias de conservación y manejo de sus recursos a largo plazo. El objetivo de este estudio fue investigar los patrones y las interacciones espaciales de Astronium lecointei, Dinizia excelsa y Peltogyne paniculata, tres especies arbóreas madereras dominantes en la Selva Nacional del Jamari, Rondônia, Amazonia Brasileña. Para ello, se utilizó el estimador Kernel, con el objetivo de verificar la posible influencia de factores de primer orden en la distribución de las especies. Para el análisis de los patrones e interacciones espaciales de las especies por medio de los factores de segundo orden, se empleó la función K no homogénea. Los análisis univariados revelaron diferentes patrones espaciales dependientes de la escala para las especies. Agregación relacionada a características ecológicas, como preferencia de hábitat y limitación de la dispersión, fue constatada para A. lecointei y P. paniculata. Dinizia excelsa presentó un patrón espacial aleatorio, explicado por características particulares de su establecimiento, como la necesidad de claros debido a sus requisitos lumínicos. Las asociaciones interespecíficas fueron evidenciadas por los análisis bivariados, en que la atracción espacial de las especies resultó de la misma preferencia por micro hábitats y la repulsión fue resultado de la segregación de nichos.

Evolution of tree stem taper in Pinus taeda stands / Evolução do afilamento do tronco em povoamentos de Pinus taeda

ABSTRACT: This study aimed to evaluate the evolution of stem taper of trees in Pinus taedastands using stem analysis data from 126 and 120 trees sampled from established stands in Paraná and Santa Catarina States, respectively. The integer and fractional power polynomial was fitted to estimate diameters inside bark along the stem and was used to construct taper curves by age class. The model identity test was applied to verify the change in stem form of trees. The evolution of natural and artificial form factors in the trees was also analyzed. The curves constructed from the fitted taper functions and form factors showed that the stems become more cylindrical with increasing age; the identity test indicated that, in general, the taper curves statistically differ between themselves. This showed that stratifying the data into age classes for fitting in taper functions can produce more accurate assortment estimates.

RESUMO: O objetivo desta pesquisa foi avaliar a evolução do afilamento dos fustes de árvores em povoamentos de Pinus taeda, utilizando dados de análise de tronco de 126 e 120 árvores amostradas, respectivamente, em plantios estabelecidos nos estados do Paraná e de Santa Catarina. O polinômio de potências inteiras e fracionárias foi ajustado para estimativa dos diâmetros sem casca ao longo do tronco e usado para construção de curvas de afilamento por classe de idade. O teste de identidade de modelos foi aplicado para verificar a mudança na forma do tronco das árvores. Foi analisada também, a evolução do fator de forma natural e artificial das árvores. As curvas construídas a partir das funções de afilamento ajustadas e os fatores de forma mostram que os troncos se tornam mais cilíndricos com o aumento da idade. O teste de identidade indicou que, em geral, as curvas de afilamento diferem estatisticamente entre si. Isso evidencia que a estratificação dos dados em classes de idades nos ajustes de funções de afilamento pode produzir estimativas mais acuradas do sortimento.

Funções de distribuição diamétrica em um fragmento de Floresta Ombrófila Mista / Diametric distribution functions in a fragment of Mixed Ombrophylous Forest

Os objetivos deste estudo foram ajustar e selecionar funções de densidade probabilística que caracterizem a estrutura diamétrica desse fragmento e das espécies: Cedrela fissilis (Cedro), Luehea divaricata (Açoita Cavalo), Gochnatia polymorpha (Cambará), Sebastiania commersoniana (Branquilho) e Casearia sylvestris (Cafezeiro) de um fragmento de Floresta Ombrófila Mista com 15,24ha, localizado em Curitiba, Paraná. Para avaliar a distribuição diamétrica dessa floresta e das cinco espécies selecionadas, foram ajustadas sete funções probabilísticas para intervalos de classe de 5cm. Segundo os critérios de seleção adotados, o modelo que melhor representou a distribuição diamétrica para toda a floresta, o cedro, o cambará e o branquilho foi o de Weber; para o cafezeiro, a função Gamma (Adaptada) foi a mais eficiente e para o açoita cavalo nenhuma dessas funções foi aderente. O branquilho, o açoita cavalo, o cafezeiro e a floresta como um todo apresentaram distribuição em "J" invertido ou decrescente. Entretanto, o cedro e o cambará apresentaram distribuição tendendo à unimodalidade com forte assimetria à direita.

The objective of this study was to adjust and select probability density functions that characterize the diametric structure of this forest fragment and for the species: Cedrela fissilis, Luehea divaricata, Gochnatia polymorpha, Sebastiania commersoniana and Casearia sylvestris for a 15.24 hectare fragment of Mixed Ombrophylous Forest, located in Curitiba, State of Paraná. In order to evaluate the diametric distributions of this forest and the five selected species, seven probability functions were adjusted for 5cm class intervals. According to the criteria of selection adopted, the model that best represented the diametric distributions for the whole forest, Cedrela fissilis, Gochnatia polymorpha and Sebastiania commersoniana was the Weber model; for Casearia sylvestris, the Gamma function (adapted) was the most efficient, and for Luehea divaricata, none of these functions showed adherence. The Sebastiania commersoniana, Luehea divaricata, Casearia sylvestris and the forest as a whole showed inverted "J" or decreasing distribution, while, Cedrela fissilis and Gochnatia polymorpha showed an almost unimodal distribution with a strong asymmetry to the right.

Comparação de métodos e processos de amostragem para estimar a área basal para grupos de espécies em uma floresta ecotonal da região norte matogrossense / Comparison of sampling and processes for estimating basal areas for groups of species from an ecotonal forest in the northern region of Matogrosso

O objetivo do presente estudo foi o de comparar a acuracidade e a precisão das estimativas de área basal obtidas de processos, intensidades e métodos amostrais com valores obtidos pelo censo, numa floresta ecotonal de 120 hectares na região norte matogrossense, para oito grupos de espécies e para espécies individuais para árvores com DAP ≥ 30 centímetros. Aplicaram-se os processos: aleatório e o sistemático, com uma intensidade amostral de 5 e 10 por cento para 22 tamanhos e formas de parcelas variando de 400 m² a 10000 m². A área basal média por hectare foi de 11,08 m². As parcelas de 2500 m² (125 m x 20 m) apresentaram erros reais e de amostragem sempre inferiores a 10 por cento na estimativa de área basal para os grupos de todas as espécies e para as 15 de maiores valores de importância (VI). Para os demais grupos os erros aumentam na medida em que decresce a quantidade de árvores por hectare. Para as espécies, individualmente, os erros variaram de 28,7 por cento (Vochysia sp.) a 250,59 (Hymenaeae courbaril), respectivamente, para a mais e a menos freqüente, mostrando inviabilidade na aplicação de processos estimativos tradicionalmente empregados nos inventários florestais, notadamente para estimar parâmetros específicos de espécies raras (baixa freqüência por hectare).

The objective of this research was to compare the accuracy and the precision of estimates from basal area obtained by processes, intensities and methods of sampling with true values gotten from the census, in an ecotonal forest of 120 hectares in the northern region of Matogrosso, for eight groups of species and for individual tree species with dbh ≥ 30 centimeters. The applied processes were: random and the systematic, with a sampling intensity of 5 percent and 10 percent for 22 sizes and forms of plots ranging from 400 m to 10000 m². The average basal area per hectare was 11.08 m². The 2500 m² (125 m x 20 m) plots presented actual and sampling errors always inferior to 10 percent in estimating basal area for all species and for the 15 of greater importance values (VI). For the other groups the errors increase accordance to the decrease of tree density. For the species, individually, the errors varied from 28.7 percent (Vochysia sp.) to 250.59 percent (Courbaril hymenaeae), respectively, for the most and the least dense, thus showing the unfeasibility of applying traditional estimative processes to estimate specific parameters of species with low frequency by hectare (rare species).