Optimización del tamaño y forma de la parcela de ... · Las parcelas de muestreo circulares se...

Optimización del tamaño y forma de la parcela de inventario en un bosque claro del tipo dehesa.

Simón Cuadros Tavira

Departamento de Ingeniería Forestal. Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica y de Montes. Universidad de Córdoba. Edificio Leonardo da Vinci. Campus de Rabanales. 14071. CÓRDOBA.

Antonio José Perales Cabrera, Begoña Abellanas Oar

ResumenSe han estudiado los efectos que el tamaño y la forma de la parcela producen sobre elerror de muestreo de variables dasométricas, cuando se aplican muestreo aleatoriosimple y sistemático a una dehesa de encina de unas 850 ha, con características quepueden considerarse intermedias en cuanto a densidad y cobertura. Se ha partido deuna imagen ortofotográfica de la que se han extraído variables dendrométricas yespaciales mediante análisis de imagen las cuales, trasladadas a un SIG, han servidode base para realizar los distintos muestreos, variando entre forma circular y cuadradade las parcelas y usando diferentes tamaños en incrementos discretos.

AbstractPlot size and shape effects on sampling error of stand variables has been studied on a850 ha intermediate density and canopy holm oak “dehesa”, using random andsystematic sampling arrangements. Image analysis performed on orthoimageryallowed recreating a virtual forest from retrieved tree variables. Once transferred to aGIS, these data were the basis to carry out various sampling designs with circular andsquare plots of distinct sizes in discrete increments.

Resultados y discusiónDescriptores poblacionales de las variables de interés para la dehesa virtual

Introducción y ObjetivosEl diseño del inventario forestal contempla aspectos como la planificación general delas operaciones, la elección entre la precisión requerida y el objeto económico delinventario y el uso de tecnologías como teledetección, SIG o mediciones terrestrespara obtener una información equivalente al menor coste admisible. Los tresparámetros dasométricos que caracterizan sintéticamente una dehesa son ladensidad, la Fracción de Cabida Cubierta y una altura media. Las imágenes orto-rectificadas como origen de la información permiten obtener directamente ladensidad y estimar el tamaño del arbolado, así como conocer la distribución espacial.

El objetivo general del trabajo persigue la optimización del tamaño y la forma de lasunidades de muestreo para la estimación de variables dasométricas en una dehesa,tanto en un diseño de muestreo aleatorio simple como con disposición sistemática.

a) Centros de parcelas M. Aleatorio S. b) Centros de parcelas M Sistemático. c) Formas y tamaños de parcela

a b c

ERRORES RELATIVOS DE MUESTREO EN DENSIDAD PARA LOS DISTINTOS TIPOS DE MUESTREO Y LOS DIFERENTES TAMAÑOS DE PARCELA

0123456789

1011121314151617181920

78.54 113.10 153.94 201.06 254.47 314.16 380.13 452.39 530.93 615.75 706.86 804.25 907.92 1017.88 1134.11 1256.64 1385.44 1520.53 1661.90 1809.56 1963.50

Superficie parcela de muestreo (m2)

Erro

r rela

tivo

(%)

MUESTREO SISTEMATICO CON PARCELAS CUADRADAS MUESTREO SISTEMATICO CON PARCELAS CIRCULARES

MUESTREO ALEATORIO CON PARCELAS CUADRADAS MUESTREO ALEATORIO CON PARCELAS CIRCULARES

VALORES DE MEDIAS MUESTRALES Y REALES EN FCC PARA LOS DISTINTOS TIPOS DE MUESTREO Y LOS DIFERENTES TAMAÑOS DE PARCELA

10.5

10.7

10.9

11.1

11.3

11.5

11.7

11.9

12.1

12.3

12.5

12.7

12.9

13.1

13.3

13.5

78.54 113.10 153.94 201.06 254.47 314.16 380.13 452.39 530.93 615.75 706.86 804.25 907.92 1017.88 1134.11 1256.64 1385.44 1520.53 1661.90 1809.56 1963.50

Superficie parcela de muestreo (m2)

Va

lore

s m

ed

ios

de

FC

C (

%)

MUESTREO ALEATORIO CON PARCELAS CIRCULARES MUESTREO ALEATORIO CON PARCELAS CUADRADAS

MUESTREO SISTEMATICO CON PARCELAS CIRCULARES MUESTREO SISTEMATICO CON PARCELAS CUADRADAS

MEDIA POBLACIONAL

ERROR RELATIVO DE MUESTREO EN FCC PARA LOS DISTINTOS TIPOS DE MUESTREO Y LOS DIFERENTES TAMAÑOS DE PARCELA

0123456789

101112131415161718192021222324

78.54 113.10 153.94 201.06 254.47 314.16 380.13 452.39 530.93 615.75 706.86 804.25 907.92 1017.88 1134.11 1256.64 1385.44 1520.53 1661.90 1809.56 1963.50

Superficie parcela muestreo (m2)

Err

or

rela

tiv

o (

%)

MUESTREO SISTEMATICO CON PARCELAS CUADRADAS MUESTREO SISTEMATICO CON PARCELAS CIRCULARES

MUESTREO ALEATORIO CON PARCELAS CUADRADAS MUESTREO ALEATORIO CON PARCELAS CIRCULARES

0

50

100

150

200

250

300

350

0 500 1000 1500 2000

Nú

mer

o d

e p

arce

las

vaci

as

Tamaño de parcela (m2)

Aleatorio parcela circular

Aleatorio parcela cuadrada

Sistemático parcela circular

Sistemático parcela cuadrada

y = -0.5185x2 + 33.74x - 167.27R² = 0.9943

0

50

100

150

200

250

300

350

0 5 10 15 20 25

Nú

mer

o d

e p

arce

las

vaci

as

Error relativo %

-30

-25

-20

-15

-10

-5

00 500 1000 1500 2000

Den

sid

ad. R

atio

er

ror%

/su

per

fici

e%

Superficie parcela muestreo (m2)

Aleatorio Circular

Aleatorio Cuadrada

Sistemático Circular

Sistemático Cuadrada

MetodologíaLocalización del área de estudio a partir de la teselas de Quercus del Mapa Forestal deEspaña (RUIZ DE LA TORRE, 1990) y selección acorde a criterios predefinidos de ungrupo de dehesas que se encuentran situadas al NE de Castilblanco de los Arroyos,Sevilla (Hoja 940), enmarcando sus límites en un polígono de 857 ha. Las imágenesusadas son ortofotos pancromáticas (año 2003) de resolución espacial 0,5 m/píxel.

Extracción mediante análisis de imagen en dos dimensiones e incorporación a SIG conlos atributos de posición espacial del centroide de la copa y la superficie de copa decada árbol presente en el polígono de estudio, generando el bosque virtual necesariopara la ejecución de los distintos muestreos mediante intersección con las parcelas.

Ubicación pseudo-aleatoria de 410 puntos (intensidad de muestreo 1 parcela cada 2ha) dentro del polígono de dehesa, correspondientes a los centros de parcelas enmuestreo aleatorio simple. Para la muestra sistemática se obtuvo el lado de mallacuadrada (142 m) que permite situar el mismo número de centros de parcela.

Las parcelas de muestreo circulares se generaron en el SIG como áreas de influencia(buffers) a partir de los centros de parcela, con valores radiales desde 5 m a 25 m enincrementos de 1 m. La creación de las parcelas cuadradas de igual superficie a lascirculares hubo de hacerse manualmente a partir del cálculo de los vértices.

Caracterización estructural del arbolado de la dehesa usando Crancod v 1.2(POMMERENING, 2005) para calcular el índice R de agregación espacial (CLARK &EVANS, 1954), con diferentes tamaños de parcela.

Número total de árboles 24958

Superficie polígono dehesa 857,13 ha

Densidad media 29,1 pies/ha

Fracción Cabida Cubierta 12,4 %

Respecto a la estructura espacial del arbolado, los valores del índice de agregación R(1,63 -1,42) indican una situación intermedia, más uniforme que aleatoria.

5921

14167

4608

246 13 3

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

Núm

ero

de p

íes

2.5 7.5 12.5 17.5 22.5 27.5

Clase diamétrica (m)

DISTRIBUCIÓN DIAMÉTRICA DE COPAS

Los resultados de los dos tipos de muestreo (aleatorio simple/aleatorio sistemático)en combinación con las dos formas (circular y cuadrada) y los tamaños de parcelareferidos anteriormente se reflejan en las figuras para las variables densidad delarbolado y Fracción de Cabida Cubierta (FCC).

Para cada tamaño de parcela y combinación de tipo de muestreo y forma serealizaron ANOVA con los grupos de datos de densidad obtenidos para probar laexistencia de diferencias significativas entre medias. Sólo en cuatro grupos de los 25se encontró significación (95% p.f). En el caso de datos de Fracción de Cabida Cubiertael ANOVA no arrojó diferencias significativas entre medias (95% p.f.) en ningún caso.

Relación entre eltamaño de parcelay el número deceros y regresiónde éste últimovalor con el errorrelativo.

El tamaño de parcela es el aspecto clave a tenor del efecto ejercido sobre el error delas estimaciones en las variables consideradas.

En el caso de la densidad, la figura muestra elefecto que el tamaño de parcela produce en laratio que expresa el decremento de error relativopor unidad porcentual de incremento en lasuperficie de muestreo.

ConclusionesEn la población estudiada no se han encontrado diferencias estadísticamentesignificativas en los errores de muestreo de las estimaciones de la densidad de árbolesy de la Fracción de Cabida Cubierta, con ambos tipos de muestreo.

El tamaño de la parcela de muestreo es determinante en la reducción del error de laestimación en todas las combinaciones de muestreo y para las dos variablescontempladas. En la población estudiada, tamaños de parcela superiores a 900 m2

(radio 17m), no aportan una ganancia en reducción de error que compense elaumento del tamaño de las parcelas. La forma circular es preferible por sencillez.