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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2022.tde-12072022-161536
Document
Author
Full name
Silvio Henrique Menezes Gomes
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2022
Supervisor
Committee
Batista, João Luis Ferreira (President)
Couto, Hilton Thadeu Zarate do
Silva, José Antonio Aleixo da
Vismara, Edgar de Souza
Title in Portuguese
Análise do efeito do espaçamento e material genético na forma do tronco de árvores de Eucalyptus spp. sob o prisma da modelagem
Keywords in Portuguese
Taper
Atributos de copa
Biometria florestal
Índices de qualidade de forma
Modelos biológicos
Abstract in Portuguese
Entender os fatores que interferem no crescimento das árvores, sobretudo as características que podem interferir na forma delas têm sido objeto de interesse no manejo florestal. Aspectos como densidade de plantio, copa, bem como o efeito do clima nas diferentes espécies do gênero Eucalyptus são fatores que podem direcionar as práticas de manejo para maior eficiência do uso dos recursos, sobretudo quando o interesse principal é obter produtos nobres da madeira. Portanto, o objetivo central do presente estudo foi avaliar os efeitos do espaçamento e material genético na forma das árvores de espécies de clones de Eucalyptus spp em situação experimental a partir da análise de modelos. Assim, o estudo foi conduzido na Estação Experimental de Ciências Florestais, no município de Itatinga, estado de São Paulo. Foi avaliado um experimento com seis materiais genéticos de Eucalyptus spp. em três espaçamentos (3mx1m, 3mx2m, 3mx4m). Técnicas de modelagem estatística foram utilizadas para interpretar os principais atributos da árvore e de povoamento. Neste sentido, modelos-hipóteses foram construídos a partir da análise de duas categorias de variáveis: atributos da árvore e de povoamento. Como atributos da árvore, foram utilizadas as principais variáveis como diâmetro e altura total. Outros atributos como variáveis de copa (altura da base da copa, comprimento e razão de copa) também foram avaliados. Ainda, medidas adicionais do tronco com base em conceitos teóricos da forma foram usadas: a altura de Pressler, os diâmetros de Hohenadl e de Hossfeld, além do próprio fator de forma artificial (ff); e para o povoamento, a área basal, o diâmetro médio quadrático, o espaçamento relativo e o Índice de Área Foliar (IAF). No segundo capítulo, foram obtidas as medidas de forma para determinar qual relação estas medidas possuem a partir da análise de diferentes categorias de modelos de taper. Nesta etapa exploratória não foi considerado o efeito do espaçamento e do material genético. Neste sentido, foi possível definir qual categoria de modelo foi mais plausível em detectar as medidas de forma e quais dessas medidas podem possuir maior sensibilidade aos aspectos silviculturais (clone e espaçamento). No terceiro capítulo, as categorias de modelo segmentado e expoente-variável foram comparadas considerando o efeito do espaçamento e material genético. No ajuste dos modelos o efeito da interação cloneXespaçamento se fez presente, embora na análise das estimativas das medidas de forma o efeito do espaçamento seja aparentemente dispensável. O modelo de expoente-variável foi melhor em descrever os perfis teóricos bem como nas estimativas das medidas de forma. O quociente de Hossfeld foi a medida mais realista em descrever as diferenças na forma dos materiais genéticos o que não ocorreu com a altura de Pressler. O fator de forma artificial, embora seja o referencial mais comum, não possuiu o realismo necessário. No quarto capítulo, as medidas de forma, de copa e de povoamento foram incorporadas como co-variáveis nos modelos de taper. O quociente de Hossfeld e a altura relativa de Pressler foram as únicas variáveis capazes de explicar o efeito do clone e espaçamento independentemente da categoria do modelo (segmentado e expoente-variável). A área basal em hectares consegue explicar apenas o efeito do espaçamento. As medidas de copa utilizadas, o comprimento e razão de copa, não conseguem explicar ambos efeitos. O Índice de Área Foliar consegue substituir o efeito das variáveis de copa, embora não seja um bom indicador de mudança na forma do tronco. No quinto e último capítulo, é sugerida uma nova abordagem baseada na categoria de modelo com interruptores numéricos, utilizando a altura de Pressler como referencial para mudança dos segmentos do tronco, bem como a aplicação da família Weibull na transição dos sólidos. Sugere ainda uma maneira de calcular a altura de Pressler quando esta não é mensurada com resultados promissores quando incorporada ao modelo.
Title in English
Analysis of the effect of spacing and genetic material on the shape of the tree trunk of Eucalyptus spp. under modeling approach
Keywords in English
Biological models
Crown attributes
Forest biometrics
Shape quality index
Taper
Abstract in English
Understanding the factors that interfere with the growth of trees, especially the characteristics that can interfere with their shape, has been an object of interest in forest management. Aspects such as planting density, canopy, as well as the effect of climate on different species of the Eucalyptus genus are factors that can guide management practices towards greater efficiency in the use of resources, especially when the main interest is to obtain noble products of wood. Therefore, the present study aimed to evaluate the effects of spacing and genetic material on the stem of Eucalyptus spp. clone species from an experimental condition in a modeling approach. Thus, the study was applied at the Experimental Station of Forest Sciences, in the municipality of Itatinga, state of São Paulo. An experiment with six genetic materials of Eucalyptus spp. under three spacings (3mx1m, 3mx2m, 3mx4m) was evaluated. Statistical modeling techniques were used to interpret the main tree and stand attributes. In this sense, hypothetical models were built from the analysis of two categories of variables: tree and stand attributes. As tree attributes, the main variables such as diameter and total height were used. Other attributes such as crown variables (crown base height, length and ratio) were also evaluated. Furthermore, additional measurements of the stem based on theoretical concepts of form were applied: Pressler height, Hohenadl and Hossfeld diameters, in addition to the artificial form factor (ff); and for the stand variables, the basal area, the mean square diameter, the relative spacing and the Leaf Area Index (LAI). In the second chapter, shape measurements were obtained to determine what relationship these measurements have from the analysis of different categories of taper models. In this exploratory stage, the effect of spacing and genetic material was not considered. In this sense, it was possible to define which model category was more plausible in detecting shape measurements and which of these measurements may have greater sensitivity to silvicultural aspects (clone and spacing). In the third chapter, the segmented model and exponent-variable categories were compared considering the effect of spacing and genetic material. In the fitting process, the effect of the cloneXspacing interaction was present, although in the analysis of the estimates of the form measurements the spacing effect is apparently unnecessary. The exponent-variable model was better at describing theoretical profiles as well as estimating form measurements. The Hossfeld quotient was the most realistic measure in describing differences in the shape of genetic materials, which was not the case with Presslers height. The artificial form factor, although it is the most common benchmark, lacked the necessary realism. In the fourth chapter, measures of shape, canopy and stand attributes were incorporated as co-variables into taper models. Hossfeld's quotient and Pressler's relative height were the only variables able to explain clone and spacing effects regardless of the model category (segmented and variable exponent). The basal area in hectares can only explain the spacing effect. The crown measurements used, crown length and ratio, cannot explain both effects. The Leaf Area Index replaces the effect of canopy variables, although it is not a good indicator of changes in the stem shape. In the fifth and final chapter, a new approach based on the model category with numerical switches is suggested, using the Pressler height as a reference for changing the bole segments, as well as the application of the Weibull function in the solids transition. It also suggests an expression to calculate the Pressler height when it is unknown with promising results when incorporated into the same model category.
 
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Publishing Date
2022-07-18
 
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