Revista Forestal Mesoamericana Kurú

La tecnología como herramienta en las investigaciones del área forestal

Use of artificial neural networks and regression models to estimate volume of native species in Portel, Pará - Brazil

RESUMO O objetivo do presente estudo foi comparar as estimativas do volume obtidas por equações de regressão com redes neurais artificiais (RNA) para áreas nativas sob plano de manejo na região de Portel, estado do Pará, a partir dos dados de cubagem rigorosa de 864 árvores com DAP ≥ 45 cm de Unidades de Produção Anual (UPA) manejada em 2015 em área de floresta ombrófila densa de terra firme. O processamento dos dados visou selecionar o melhor modelo de regressão considerando a UPA 1. A equação com melhor desempenho foi escolhida de acordo com a raiz do erro quadrado médio em porcentagem (RQME%), correlação de Pearson e gráfico de resíduos percentuais. Para a seleção da melhor rede e a sua respectiva comparação com a melhor equação de regressão ajustada, as estatísticas utilizadas foram: RQME%, correlação de Pearson entre o volume observado e estimado e bias. O modelo com melhor desempenho foi o Spurr sendo posteriormente comparada com a melhor RNA obtida a partir do treinamento dos dados. Verificou-se que ambos os métodos apresentaram estatísticas de ajuste e precisão aceitáveis, com potencial utilização para estimar o volume da espécie. No entanto, a RNA mostrou-se superior evidenciando maior precisão em relação à regressão na estimativa de volume.

ABSTRACT The objective of the present study was to compare the volume estimates obtained by regression equations with artificial neural networks (RNA) for native areas under management plan in the Portel region, state of Pará, from the rigorous cubing data of 864 trees with DBH ≥ 45 cm from Annual Production Units (UPA) managed in 2015 in an area of dense ombrophilous terra firme forest. The data processing aimed to select the best regression model considering the UPA 1. The best performing equation was chosen according to the root mean square error in percent (RQME%), Pearson correlation and percentage residual graph. For the selection of the best network and its comparison with the best adjusted regression equation, the statistics used were: RQME%, Pearson correlation between observed and estimated volume and bias. The best performing model was the Spurr, which was later compared with the best RNA obtained from data training. Both methods showed acceptable fit and precision statistics, with potential use to estimate the volume of the species. However, the RNA was higher showing higher precision in relation to the regression in volume estimation.

Growth, survival and gas exchange in Eucalyptus dunnii Maiden plants submitted to irrigation regimes and hydrogel application

Resumo A adição de polímeros hidroretentores visa aumentar a capacidade de retenção de água no solo, propiciando maior taxa de sobrevivência das mudas e permitindo o plantio em épocas distintas do ano. O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito do uso do hidrogel no plantio de mudas de Eucalyptus dunnii em vasos, relacionado com diferentes manejos hídricos, simulando condições de campo em solo do tipo Cambissolo Húmico. O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado, com arranjo fatorial (hidrogel e frequência de irrigação). O fator hidrogel foi composto por presença ou ausência do polímero, e a frequência de irrigação por irrigação somente no plantio, a cada 8 dias, 4 dias e diariamente. Foram realizadas avaliações da sintomatologia do estresse hídrico, aspectos morfométricos, teor de água no solo e trocas gasosas. O hidrogel proporcionou aumento no teor de água no solo e o adiamento nos sintomas de estresse hídrico, principalmente quando a irrigação foi efetuada com menor frequência. A adição do polímero também proporcionou melhoria na qualidade das mudas, com maior acúmulo de massa seca. O estresse hídrico foi um fator limitante para a abertura estomática. Quanto menor a disponibilidade de água, menores foram os valores de fotossíntese, condutância estomática e transpiração. Em geral, os resultados obtidos confirmam que a adição de hidrogel no solo otimiza a disponibilidade de água, com possibilidade de redução da mortalidade no plantio e maximização do crescimento das plantas na fase inicial de estabelecimento.

Abstract The addition of water-repelling polymers aims to increase water retention capacity in the soil, providing higher seedling survival rate and allowing planting at different times of the year. The objective of the present work was to evaluate the effect of hydrogel use on planting Eucalyptus dunnii seedlings in pots, related to different water management, simulating field conditions in a Humic Cambisol soil. The experiment was conducted in a completely randomized design with factorial arrangement (hydrogel and irrigation frequency). The hydrogel factor was composed by the presence or absence of the polymer, and the frequency of irrigation by irrigation only at planting, every 8 days, 4 days and daily. Water stress symptomatology, morphometric aspects, soil water content and gas exchange were evaluated. The hydrogel provided an increase in soil water content and delayed symptoms of water stress, especially when irrigation was less frequent. The addition of the polymer also provided improved seedling quality, more accumulated dry mass. Water stress was a limiting factor for stomatal opening. The lower the water availability, the lower the photosynthesis, stomatal conductance and transpiration values. In general, the results confirm that the addition of hydrogel in the soil optimizes water availability, with the possibility of reducing planting mortality and maximizing plant growth in the initial phase of establishment.

Evaluating Collect Earth as a tool to estimate activity data for Costa Rica’s REDD+ program

Resumen Con el fin de demostrar la capacidad de la herramienta Collect Earth para generar datos de actividad para el programa REDD+ Costa Rica, se realizaron estimaciones de uso y cambios de uso de la tierra en Costa Rica para el periodo 2014-15 según los enfoques de cálculo del sistema de medición, reporte y verificación (MRV) del programa REDD+ de Costa Rica. Los datos de uso de la tierra fueron obtenidos mediante evaluación visual multitemporal (EVM) de puntos de muestreo utilizando imágenes satelitales de alta resolución a través de Collect Earth. Las estimaciones de áreas de cambio de uso se realizaron según categorías generales de cambio, y según las actividades específicas de REDD+, además de evaluar distintos tipos de estratificaciones. Se demostró que es posible hacer las estimaciones de datos de actividad requeridas para el MRV de REDD+ CR a partir de Collect Earth, sin embargo, es necesario intensificar el muestreo en las áreas de interés para reducir las incertidumbres, y mejorar la disponibilidad de imágenes de alta resolución en Collect earth para disminuir la cantidad de puntos clasificados como “sin información”.

Abstract This study examines the capacity of the software Collect Earth to generate activity data as required by Costa Rica’s REDD+ program. Thereby, estimations of land use changes for the 2014-2015 period were made according to the Costa Rica’s REDD+ monitoring, reporting and verification (MRV) system. Land use data was obtained through multitemporal visual interpretation of sampling points using high resolution satellite imagery via Collect Earth. Estimations of areas of change were made in accordance with general REDD+ land use change categories and REDD+ CR activity classes. Evaluation of two different types of stratifications were also made. The study demonstrates that it is possible to estimate activity data following the REDD+ CR MRV system using Collect Earth. However, it is necessary to intensify the sampling in areas of interest in order to reduce uncertainties, as well as to increase accessibility the high resolution imagery in Collect Earth to decrease the number of sample points without data.

Equations of humidity levels related to the basic wood density of tropical forest species in Madre de Dios, Peru

Resumen La escasa información en estudios físicos de la madera hicieron realizar ensayos en 10 especies forestales representativas para determinar ecuaciones matemáticas, además se seleccionaron otras 95 especies donde se aplicaron, probaron y validaron los modelos para el contenido de humedad equilibrio (CHE), contenido de humedad libre (CHL), punto de saturación de las fibras (PSF) y contenido de humedad máxima (CHM) de la madera, usando el método de medición instantánea previa saturación en agua caliente a 100 °C por 24 horas y secado en estufa. La densidad básica (DB) varió de 0,27 a 0,92 g/cm3, rango donde se ubica el CHM medido que cambió de 49 a 302 %, mientras que el ajustado tuvo un comportamiento exponencial igual a CHM = 597,96e-2,843DB que varió de 44 a 281 %. El CHL estimado cambió de 31 a 234 % y el ajustado presentó un comportamiento exponencial igual a CHL = 583,84e-3,263DB que cambió de 29 a 245 %. El PSF estimado promedio fue 27 % variando de 18 a 68 % y el ajustado exhibió un comportamiento potencial igual a PSF = 14,678DB-0,83 que varió de 16 a 44 %. El CHE medido promedio fue 12,63 % variando de 9 a 16 % y el ajustado tuvo un comportamiento logarítmico igual a CHE = - 4,141ln (DB) + 9,8939 que cambió de 10 a 15 %. Los modelos generados predijeron los niveles de humedad con un coeficiente de correlación (r) muy alta en CHM y CHL igual a r = 0,991, alta en el PSF de r = 0,828 y CHE con r = 0,851.

Abstract Scarce information in physical studies of the wood made tests on 10 representative forest species to determine mathematical equations, in addition 95 other species were selected where models were applied, tested and validated for moisture content equilibrium (CHE), free moisture content (CHL), fiber saturation point (PSF) and maximum moisture content (CHM) of the wood, using the instant measurement method prior saturation in hot water at 100 ° C for 24 hours and drying in an oven. Basic density (DB) varied from 0.27 to 0.92 g/cm3, where the measured range CHM ranged from 49-302 % is located, while the set had an exponential behavior equal to CHM = 597.96e-2.843DB that ranged from 44 to 281 %. The estimated CHL changed from 31 to 234 % and showed an exponential behavior set equal to CHL = 583.84e-3.263DB changed from 29 to 245 %. The PSF estimated average was 27 % ranging from 18 to 68 % and adjusted behavior exhibited a potential equal to PSF = 14.678DB-0.83 that ranged from 16 to 44 %. The average measured CHE was 12.63 % which ranged from 9 to 16 % and a logarithmic behavior tube set equal to CHE = - 4.141ln (DB) + 9.8939 which varied from 10 to 15 %. The generated models predicted humidity levels with a very high correlation coefficient (r) in CHM and CHL equal to r = 0.991, high in the PSF of r = 0.828 and CHE with r = 0.851.

Increase of the dynamic module due to the densified effect in eight Mexican woods

Resumen El objetivo de la investigación fue informar sobre los efectos del densificado por compresión mecánica en maderas de Cedrela odorata, Cupressus lindleyi, Swietenia macrophylla, Dalbergia paloescrito, Tabebuia donnell-smithii, Fraxinus uhdei, Fagus mexicana y Guazuma ulmifolia. Las variables de respuesta fueron la densidad y el módulo dinámico, que fue determinado con vibraciones transversales. Ambos parámetros se midieron antes y después del tratamiento. El coeficiente de densificado fue, en promedio, de 30 % y similar entre especies. Tanto las densidades como los módulos dinámicos aumentaron como efecto del densificado. Esta ganancia tecnológica es particular a cada especie. Si bien los resultados están restringidos a las especies densificadas en esta investigación, sugieren una mejora en estas características físico-mecánicas que son importantes para el diseño y cálculo de productos y estructuras de madera. Para mejorar el tratamiento se recomiendan estudios sobre los cambios en la anatomía de la madera y en sus propiedades físicas.

Abstract The objective of the research was to report the effects of densified by mechanical compression in woods of Cedrela odorata, Cupressus lindleyi, Swietenia macrophylla, Dalbergia paloescrito, Tabebuia donnell-smithii, Fraxinus uhdei, Fagus mexicana and Guazuma ulmifolia. The response variables were density and dynamic module, which was determined with transverse vibrations. Both parameters were measured before and after the treatment. The densified coefficient was, on average, 30 % and similar between species. Both densities and dynamic modules increased as a result of densification. This technological gain is particular to each species. Although the results are restricted to densified species in this research, they suggest an improvement in these physical-mechanical characteristics that are important for the design and calculation of wood products and structures. To improve the treatment, studies on changes in wood anatomy and physical properties are recommended.

Accelerated aging test in Mimosa tenuiflora (Willd.) Poir. seeds

Resumo Objetivou-se verificar a influência do envelhecimento acelerado no vigor de sementes de Mimosa tenuiflora (Willd.) Poiret. Após avaliação da biometria das sementes, estas foram submetidas a tratamento para superação de dormência, que consistiu na aplicação de água a 100 ºC durante 4 minutos. O envelhecimento acelerado foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições de 50 sementes em cada tratamento. Os tratamentos aplicados foram de 40 ºC, 43 ºC e 46ºC em 24, 48, 72 e 96 horas de permanência na câmara de envelhecimento. O grau de umidade inicial (8,51 %) é característico de sementes ortodoxas, este valor aumentou conforme o tempo de permanência das sementes na câmara de envelhecimento. A porcentagem e o índice de velocidade de germinação apresentaram redução significativa nos tratamentos com maiores temperaturas e tempos, apesar de não haver aumento significativo do tempo médio de germinação. A frequência de germinação foi mais homogênea nos tratamentos em que as sementes foram submetidas a 40 ºC, a homogeneidade diminui com o aumento da temperatura e do tempo de permanência na câmara. Isto evidencia a redução do vigor das sementes de Mimosa tenuiflora, possivelmente devido a degradação das mesmas pelas altas temperaturas e incidência de fungos.

Abstract This study aimed to verify the influence of accelerated aging test in the vigor of seeds of Mimosa tenuiflora (Willd.) Poiret. After the measurement of the biometric characteristics of seeds, the treatment to overcome dormancy was applied, which consisted in the use of water at 100ºC for 4 minutes. The accelerated aging test was conducted in a completely randomized design, with four replications of 50 seeds in each treatment. The seeds were artificially aged at 40, 43 and 46 ºC during 24, 48, 72 and 96 hours. The degree of humidity (8.51 %) is characteristic of orthodox seeds, this value increased as the time of permanence of the seeds in aging treatments. The germination percentage and the germination speed index showed significant reduction in seeds subjected to higher temperatures and times, although there is no significant increase in average time of germination. The frequency of germination was homogeneous in seeds that were subjected to 40 °C, the homogeneity decreases with increasing temperature and the period of artificial aging. The results suggest that Mimosa tenuiflora seed deterioration during accelerated ageing is closely related to a decrease in germination.

Trees of the Central Valley of Costa Rica: reproduction de gravilia (Grevillea robusta A. Cunn.)

Resumen Se presenta una breve descripción del árbol “Gravilia” (Grevillea robusta A. Cunn.), información sobre fenología como base para la recolección de frutos, el manejo de las semillas, la viverización y el proceso de germinación.

Abstract The following issue presents a brief description about the “Gravilia” tree (Grevillea robusta A. Cunn.), including information about its phenology which directly relates to fruit recollection, seed treatment, nursery, and germination processes.

Trees of the Central Valley of Costa Rica: reproduction guaitil (Genipa americana L.)

Resumen Se presenta una breve descripción del árbol “Guaitil ” (Genipa americana L.), información sobre fenología como base para la recolección de frutos, el manejo de las semillas, la viverización y el proceso de germinación.

Abstract The following issue presents a brief description about the “Guaitil ” (Genipa americana L.) tree , including information about its phenology which directly relates to fruit recollection, seed treatment, nursery, and germination processes.