Inventario Florestal, Exercícios de Engenharia Florestal

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Eduardo Pagel Floriano

INVENTÁRIO FLORESTAL

Rio Largo, Alagoas, Brasil

EDUARDO PAGEL FLORIANO

Inventário Florestal

1ª edição

Rio Largo, AL, Brasil Edição do Autor 2021

SUMÁRIO

FIGURAS................................................................................................................................ VII

TABELAS ................................................................................................................................ IX

2.14.1 Intensidade Amostral em função da média ( 𝒀 ), variância (S²) e limite de erro (E%)

FIGURAS

FIGURA 1 - Inventário Florestal pelo método de amostragem em linhas, sistema de distribuição das parcelas sistemático com restrições e processo de amostragem em linhas com múltiplos inícios aleatórios. ............................................................................... 7 FIGURA 2 – Comportamento do erro amostral em relação ao tamanho da unidade amostral e número de unidades amostrais. .................................................................................... 11

FIGURA 3 – Demarcação de UA quadrada ou retangular. ...................................................... 13

FIGURA 4 – Medição da área real de unidade amostral quadrada ou retangular. .................. 14

FIGURA 5 – Demarcação de UA circular................................................................................. 15 FIGURA 6 – Unidade amostral de Bitterlich............................................................................. 16

FIGURA 7 – Unidade amostral de quadrantes. ....................................................................... 17

FIGURA 8 – Unidade amostral das 6 árvores de Prodan ........................................................ 17

FIGURA 9 - Marcação e correção da área de unidades amostrais retangulares ou quadradas ......................................................................................................................................... 27 FIGURA 10 – Parcela circular. ................................................................................................. 27

FIGURA 11 – Instalação de unidade amostral pelo método da árvore mais próxima. ............. 29

FIGURA 12 – Distribuição sistemática de 70 pontos amostrais sobre a área da floresta para seleção de árvores para cubagem rigorosa...................................................................... 31

FIGURA 13 – Barra de Bitterlich para amostragem de contagem angular. ............................. 32 FIGURA 14 – Variáveis para desenvolvimento do método de Bitterlich: α = ângulo para contagem angular; a = largura da objetiva da barra de Bitterlich correspondente ao ângulo α; L = distância da ocular até a objetiva da barra; O = ocular; d = diâmetro da árvore a 1,3 m de altura; R = distância da ocular da barra até o centro do tronco da árvore considerada. .......................................................................................................... 33

FIGURA 15 – Spiegel-Relascópio. .......................................................................................... 34 FIGURA 16 – Dendrômetro Criterion. ...................................................................................... 35

FIGURA 17 – Amostragem de Bitterlich. ................................................................................. 37

FIGURA 18 – Determinação da superfície da unidade amostral de quadrantes por cálculo topográfico pelo método de Gauss. .................................................................................. 42 FIGURA 19 – Método do vizinho mais próximo. ...................................................................... 46

FIGURA 20 – Transectos lineares. .......................................................................................... 49

FIGURA 21 – Transectos em faixas. ....................................................................................... 50

FIGURA 22 – Área florestal a inventariar................................................................................. 57

FIGURA 23 – Representação das 9 unidades de 1º nível, onde j é o número de ordem da unidade na amostragem. .................................................................................................. 58 FIGURA 24 – Área florestal a inventariar................................................................................. 62

FIGURA 25 – Representação das 9 unidades de 1º nível, onde k é número de ordem da unidade na amostragem. .................................................................................................. 63

FIGURA 26 – Representação das unidades de 2º nível (j=1 a 16), da unidade de 1º nível de ordem k=7......................................................................................................................... 63 FIGURA 27 – Divisão da área florestal em parcelas N potenciais para a aleatorização das unidades amostrais........................................................................................................... 69

FIGURA 28 - Aleatorização das unidades amostrais pelo método da linha base. ................... 70

FIGURA 29 Amostragem sistemática com um só início aleatório ............................................ 82 FIGURA 30 – Amostragem sistemática em linhas com equidistância de 200m entre as linhas. ............................................................................................................................... 83

FIGURA 34 – Amostragem em múltiplos estágios com duas restrições (divisão da área em

APRESENTAÇÃO

Este compêndio foi motivado por solicitação dos alunos de Engenharia Florestal do

Campus de Engenharias e Ciências Agrárias da Universidade Federal de Alagoas.

Pretende ser um texto didático, portanto. E, além do texto em si, fazem parte da obra as

planilhas de cálculo eletrônico com os exemplos apresentados no decorrer dos capítulos.

A estrutura do texto foi realizada com base em experiência própria e procurou-se corrigir

as fórmulas de cálculo com a obra “COCHRAN, W. G. Técnicas de Amostragem. Rio de Janeiro:

USAID / Fundo de Cultura, 1965. 555p. Tradução de Fernando A. Moreira Barbosa:

“COCHRAN, W. G. Sampling techniques, 2ed. John Wiley & Sons, 1953.”.

Entretanto, a metodologia e o passo a passo para determinar as estatísticas amostrais

são apresentadas com base na experiência que se acumulou durante o exercício da profissão.

Espero que este trabalho seja útil aos nossos alunos e profissionais que trabalham com

inventários florestais.

Maceió, 20 de abril de 2021.

Eduardo Pagel Floriano

Inventário Florestal – Eduardo Pagel Floriano

1 INTRODUÇÃO

A disciplina de Inventário Florestal nos cursos de Engenharia Florestal tem como objetivo

ensinar os discentes a analisar as populações florestais nos aspectos quantitativos, qualitativos

e dinâmicos, tomando como base técnicas dendrométricas e princípios estatísticos, a fim de

realizar inventários florestais com ênfase na administração e manejo florestal.

Inventário Florestal pode ser conceituado como a avaliação quantitativa e algumas vezes

qualitativa dos recursos florestais de uma determinada área com cobertura florestal.

As tecnologias utilizadas em inventários florestais têm evoluído desde o Século XVIII,

quando se faziam avaliações visuais das florestas, resumidamente, na seguinte sequência:

➢ Século 18 - Na Europa a quantificação era realizada visualmente e as áreas florestais eram divididas em unidades menores para facilitar as estimativas; ➢ Século 19 - passou-se a usar técnicas dendrométricas e estatísticas de amostragem e relações entre d, h e v para realizar estimativas; ➢ Século 20 - a partir da década de 1960 os inventários contínuos passaram a ser mais frequentes e informatizados; ➢ Século 21 – O uso de imagens, drones com rastreador laser e inteligência artificial estão permitindo o início do desenvolvimento de tecnologias para realização de inventários remotos.

1.1 IMPORTÂNCIA DOS INVENTÁRIOS FLORESTAIS

Os principais itens de importância dos inventários florestais são relacionados a seguir: ➢ Prover informações sobre estoques e tendências para a formação de políticas públicas de conservação e abastecimento de produtos florestais; ➢ Monitoramento da evolução das florestas cultivadas e seus estoques de madeira ao longo do tempo; ➢ Fornecer informações para o planejamento da produção de produtos florestais; ➢ Monitoramento da evolução de florestas de proteção e conservação para o planejamento de ações sobre sua manutenção;

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➢ Tipo de ambiente: rural; urbano. ➢ Unidades de conservação; ➢ Localidades mais próximas e população; ➢ Recursos e locais de apoio: farmácias, mercados, restaurantes, hospitais e postos de saúde, hospedagem, postos policiais, oficinas mecânicas, etc.

1.2.3 Nível de Detalhamento e Precisão requerida

O nível de detalhamento de um inventário florestal está diretamente relacionado ao seu

objetivo e à criticidade da floresta envolvida.

➢ O nível de detalhamento depende: o Do objetivo e recursos financeiros; o Da criticidade para definir a precisão: o Da legislação e exigências dos órgãos de licenciamento; o Dos riscos decorrentes dos erros; ➢ Precisão requerida pode ser: o = 100%: censo; o < 100%: amostra; ➢ O detalhamento do inventário caracteriza-se pela intensidade amostral que depende do limite máximo de erro amostral admitido em relação à média; ➢ Para determinar a intensidade amostral é necessário: o Estabelecer o limite de erro em relação à média (E%): E% = percentagem de erro admitido x média o Determinar a média e variância por meio de um inventário piloto.

Inventário piloto, ou preliminar, é a amostragem de um pequeno número de unidades

amostrais para se determinar a média e variância preliminares para a população, que irão

permitir determinar a quantidade total de unidades amostrais necessárias para o limite máximo

de erro em relação à média (E%) estabelecido.

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1.2.4 Abordagem no tempo

Os inventários podem ser realizados em uma única ocasião para estabelecer a situação

atual da floresta e seus estoques, ou em múltiplas ocasiões para acompanhar seu crescimento

e evolução, sendo ditos temporários e contínuos, respectivamente. A abordagem no tempo

pode ser como segue:

➢ Inventários Florestais Temporários o Unidades amostrais temporárias; o Situação atual; o Única ocasião; o Esporádico; o Planejamento de curto prazo. ➢ Inventários Florestais Contínuos o Unidades amostrais (UA) permanentes; o Múltiplas ocasiões correlacionadas; o Crescimento; o Evolução; o Planejamento de médio e longo prazos.

1.3 INVENTÁRIO PILOTO

Usualmente, inicia-se um inventário florestal realizando uma amostragem de poucas

parcelas, idênticas às parcelas do inventário definitivo, para possibilitar a determinação de

quantas unidades amostrais serão necessárias no inventário definitivo. O número de unidades

amostrais do inventário piloto deve ser tal que permita se conhecer uma aproximação da média

e variância da população. Quanto mais heterogênea a população, tanto mais unidades devem

compor a amostragem piloto.

O inventário piloto tem como objetivos: ➢ determinar a média e variância preliminares; ➢ testar a metodologia escolhida; ➢ determinar o tempo necessário de deslocamento, marcação e medição das unidades amostrais; ➢ definir equipamentos e materiais necessários;

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1.4 MÉTODO, SISTEMA E PROCESSO DE AMOSTRAGEM

Um inventário florestal é caracterizado pelo método, sistema e processo de amostragem

utilizados, que irão depender da tipologia florestal, dimensões da floresta e facilidade de

acesso, principalmente, conforme segue:

➢ Método de amostragem: o Unidades amostrais de área fixa: quadradas, retangulares, circulares; o Unidades de área variável: amostragem de Bitterlich, de Strand, quadrantes, árvore mais próxima, etc; ➢ Sistema de amostragem: o Aleatória (com ou sem restrições) → ênfase na variância o Sistemática (com ou sem restrições) → ênfase na média ➢ Os principais processos de amostragem: o AAS – Amostragem Aleatória Simples; o AAE – Amostragem Aleatória Estratificada; o AS – Amostragem sistemática; ▪ Métodos

• Em linhas – as parcelas nas linhas são afastadas umas das outras;
• Em faixas – as parcelas nas linhas não têm espaços entre elas;
• Em redes – as parcelas são locadas no cruzamento de linhas horizontais e verticais equidistantes; ▪ Sistemas
• AS - Com um só início aleatório
• AS – Com múltiplos inícios aleatórios (Figura 1); o AC – Amostragem em Conglomerados; o AME – Amostragem em Múltiplos Estágios.

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FIGURA 1 - Inventário Florestal pelo método de amostragem em linhas, sistema de distribuição das parcelas sistemático com restrições e processo de amostragem em linhas com múltiplos inícios aleatórios.

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➢ Espécie(s) de árvores, diâmetro (d) , espessura de casca (e), altura (h), área basal (g), fator de forma (f), volume (v), volume sem casca (vs); ➢ Diâmetro da copa (DC), altura da base da copa (hbc), superfície de projeção da copa (SPC); ➢ Altura do fuste (hf), volume comercial (vc), ➢ Qualidade do fuste (QF); ➢ Sortimentos de madeira.

Variáveis Populacionais obtidas nos inventários florestais madeireiros são: ➢ Localização (coordenadas) e área; ➢ idade (t);

➢ diâmetro médio (𝑑̅ ), área basal média (𝑔̅ ), altura média (ℎ̅ ); ➢ número de árvores por hectare (N), área basal por hectare (G), volume por hectare (V), volume sem casca por hectare (Vs).

2.2 Atributos obtidos nos inventários florestais:

São as características qualitativas dos indivíduos da população ou comunidade estudada.

São enumerados no levantamento, ou seja, são contados, pois não são mensuráveis.

Exemplos de atributos: ➢ número de indivíduos atacados por doenças na população; ➢ Número de árvores por hectare (N); ➢ Qualidade ou aproveitamento do fuste (exemplo): o 1 - até 25%; o 2 - de 26 a 50%; o 3 - de 51 a 75%; o 4 - de 75 a 100%; ➢ Condições das árvores (exemplo): o normal - 0 ou N; o morta - 1 ou M; o bifurcada - 2 ou B; o doente/atacada - 3, ou D;

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o quebrada - 4 ou Q; o inclinada - 5 ou I; o outros - 6 ou X.

2.3 Principais estatísticas amostrais

As principais estatísticas amostrais determinadas nos inventários florestais são

relacionadas a seguir:

➢ Média (𝑋̅ ); ➢ Mediana (Med); ➢ Moda (Mo); ➢ Mínimo e Máximo (Mín e Máx) e amplitude; ➢ Variância (S²); ➢ Desvio padrão (S); ➢ Coeficiente de Variação (CV);

➢ Variância da média (𝑆𝑋^2 ̅);

➢ Erro Padrão da Média (𝑆𝑋̅ ); ➢ Limite de Erro Amostral (E%); ➢ Erro amostral absoluto (Ea); ➢ Erro amostral relativo (Er); ➢ Intervalo de Confiança (IC); ➢ Limite Inferior da média (LI); ➢ Limite Superior da média (LS); ➢ Estimativa mínima de confiança (EMC).

2.4 Populações finitas e infinitas

O tamanho da amostra em relação ao tamanho da população define se nossa população

é finita ou infinita. Uma população é considerada infinita se a amostra for menor do que 2% da

população.

Exemplo: se o conjunto de todas as unidades amostrais somam 3 hectares e a população

tem 100 hectares, a intensidade amostral é de 3%, portanto é >2% e a população é considerada