Diss. (sammanfattning) Uppsala : Sveriges lantbruksuniversitet, 2005. / Härtill 4 uppsatser.

Detecting climate-induced effects in forest ecosystems become increasingly important as more evidence of greenhouse-gas-related climate change were founded. The Forest Vegetation Simulator (FVS) is an important growth and yield model used to support management and planning on public forest lands over the southern United States, however its prediction accuracy was challenged due to its climate- insensitive nature. The goal of this study was to develop species-specific prediction models for eastern U.S. forest tree species with climate and soil properties as predictors in order to incorporate the effects of climate and soils-based variables on forest growth and yield into FVS-Sn. Development of climate- sensitive models for site index, individual-tree mortality and diameter increment were addressed separately, which were all developed using Random Forests on the basis of USDA Forest Service Forest Inventory and Analysis program linked to contemporary climate data and soil properties mapped in the USDA Soil Survey Geographic SSURGO database. Results showed climate was a stronger driver of site index than soils. When soils and climate were used together, site index predictions for species grouped as conifers or hardwoods were almost as precise as species-specific models for many of the most common eastern forest tree species. Model comparison was conducted to pursue the most suitable individual-tree mortality prediction model for 20 most important species among Logistic Regression, Random Forests, and Artificial Neural Networks. Results showed that Random Forests with all indicators involved generally performed well, especially sound for species with medium and high mortality. At a chosen threshold, it frequently achieved the equally highest value of sensitivity and specificity among chosen candidates. To evaluate the prediction ability of Random Forests model on individual-tree diameter increment, Multiple Linear Regression model was built as baseline on each of most common 20 species eastern U.S. area. Comparison results showed that Random Forests gained advantages in model validation and future projection under climate change. Using the developed climate-sensitive models, multiple maps were produced to illustrate how forest tree growth, yield, and mortality of individual tree may change in the eastern U.S. over the 21st century under several climate change scenarios. / Ph. D.

A floresta Amazônica possui um papel ambiental, social e econômico importante para a região, para o país e para o mundo. Dessa forma, técnicas de exploração que visam a diminuição dos impactos causados à floresta são essenciais. Com isso, o objetivo dessa tese é comparar a Exploração de Impacto Reduzido com a Exploração Convencional na Amazônia brasileira através de modelos empíricos de árvore individual de crescimento e produção. O experimento foi instalado na fazenda Agrossete, localizada em Paragominas - PA. Em 1993, três áreas dessa fazenda foram selecionadas para exploração. Na primeira área, 105 hectares foram explorados através da Exploração de Impacto Reduzido. Na segunda área, 75 hectares foram submetidos à Exploração Convencional. E, por fim, a terceira área foi mantida como área testemunha. A coleta de dados de diâmetro à altura do peito e a identificação das espécies dentro de uma parcela de 24,5 hectares, instalada aleatoriamente em cada área, foi realizada nos anos de 1993 (antes da colheita), 1994 (seis meses depois da colheita), 1995, 1996, 1998, 2000, 2003, 2006 e 2009. Dessa forma, as três áreas foram comparadas através do ajuste de um modelo de incremento diamétrico, considerando que efeito estocástico podia assumir outras quatro distribuições além da distribuição normal, de um modelo de probabilidade de mortalidade e de um modelo de probabilidade de recrutamento. O comportamento do incremento diamétrico indicou que as áreas que foram submetidas a exploração possuem o mesmo comportamento em quase todos os grupos de espécies, com exceção do grupo de espécies intermediárias. Os indivíduos que são submetidos a exploração possuem um maior crescimento em diâmetros quando comparados com área que não sofreu exploração. Além disso, assumir o efeito estocástico com distribuição Weibull melhorou o ajuste dos modelos. Em relação à probabilidade de mortalidade, novamente as áreas que sofreram exploração possuem comportamento semelhante quanto à mortalidade, mas diferente da área que não foi explorada, sendo que os indivíduos localizados nas áreas exploradas possuem uma maior probabilidade de morte em relação aos presentes na área não explorada. Os modelos de probabilidade de recrutamento indicaram diferença apenas entre as áreas exploradas e a área controle. Sendo que, as áreas exploradas apresentaram uma maior taxa de recrumento em comparação a área não explorada. Portanto, o comportamento individual das árvores após a exploração é o mesmo na Exploração Convencional e na Exploração de Impacto Reduzido. / The Amazon forest has an important environmental, social and economic role for the region, the country and the world. Thus, logging techniques aimed the mitigation of impacts caused to the forest are essential. Hence, the purpose of this thesis is to compare the Reduced Impact Logging to the Conventional Logging in the Brazilian Amazon through individual tree empirical yield and growth models. In 1993, three areas of this farm had selected for logging. In the first area, 105 hectares were harvested by Reduced Impact Logging. In the second area, 75 hectares underwent Conventional Logging. Finally, the third area was kept as a control area. The diameter at breast height and the species identification were collect inside a 24.5 hectares plot, located randomly in each area. The data were collect in 1993 (before harvest), 1994 (six months after the harvest ), 1995, 1996, 1998, 2000, 2003, 2006 and 2009. Therefore, the three areas were compared by adjusting a diameter increment model, whereas stochastic effect may take five different distributions, a survival probability model, and a recruitment probabil- ity model. The behavior of the diameter increment indicated the areas were subject to logging have the same behavior in almost every successional groups of species, except in the interme- diate species group. Individuals who are undergoing harvest have a greater diameter growth compared with the area that has not logged. Also, assume the stochastic effect with Weibull distribution improve the fit of models. Regarding the probability of survival, logged areas have similar behavior, but different from another area that has not harvest. The individuals located in the logged areas have an increased mortality rates. Recruitment probability models indicated a difference only between the logged area with not logged area. The logging areas presented a bigger recruitment rates than not logged area. Then, the individual behavior of trees after logging is the same for Reduced-Impact Logging and Conventional Logging.

A floresta Amazônica possui um papel ambiental, social e econômico importante para a região, para o país e para o mundo. Dessa forma, técnicas de exploração que visam a diminuição dos impactos causados à floresta são essenciais. Com isso, o objetivo dessa tese é comparar a Exploração de Impacto Reduzido com a Exploração Convencional na Amazônia brasileira através de modelos empíricos de árvore individual de crescimento e produção. O experimento foi instalado na fazenda Agrossete, localizada em Paragominas - PA. Em 1993, três áreas dessa fazenda foram selecionadas para exploração. Na primeira área, 105 hectares foram explorados através da Exploração de Impacto Reduzido. Na segunda área, 75 hectares foram submetidos à Exploração Convencional. E, por fim, a terceira área foi mantida como área testemunha. A coleta de dados de diâmetro à altura do peito e a identificação das espécies dentro de uma parcela de 24,5 hectares, instalada aleatoriamente em cada área, foi realizada nos anos de 1993 (antes da colheita), 1994 (seis meses depois da colheita), 1995, 1996, 1998, 2000, 2003, 2006 e 2009. Dessa forma, as três áreas foram comparadas através do ajuste de um modelo de incremento diamétrico, considerando que efeito estocástico podia assumir outras quatro distribuições além da distribuição normal, de um modelo de probabilidade de mortalidade e de um modelo de probabilidade de recrutamento. O comportamento do incremento diamétrico indicou que as áreas que foram submetidas a exploração possuem o mesmo comportamento em quase todos os grupos de espécies, com exceção do grupo de espécies intermediárias. Os indivíduos que são submetidos a exploração possuem um maior crescimento em diâmetros quando comparados com área que não sofreu exploração. Além disso, assumir o efeito estocástico com distribuição Weibull melhorou o ajuste dos modelos. Em relação à probabilidade de mortalidade, novamente as áreas que sofreram exploração possuem comportamento semelhante quanto à mortalidade, mas diferente da área que não foi explorada, sendo que os indivíduos localizados nas áreas exploradas possuem uma maior probabilidade de morte em relação aos presentes na área não explorada. Os modelos de probabilidade de recrutamento indicaram diferença apenas entre as áreas exploradas e a área controle. Sendo que, as áreas exploradas apresentaram uma maior taxa de recrumento em comparação a área não explorada. Portanto, o comportamento individual das árvores após a exploração é o mesmo na Exploração Convencional e na Exploração de Impacto Reduzido. / The Amazon forest has an important environmental, social and economic role for the region, the country and the world. Thus, logging techniques aimed the mitigation of impacts caused to the forest are essential. Hence, the purpose of this thesis is to compare the Reduced Impact Logging to the Conventional Logging in the Brazilian Amazon through individual tree empirical yield and growth models. In 1993, three areas of this farm had selected for logging. In the first area, 105 hectares were harvested by Reduced Impact Logging. In the second area, 75 hectares underwent Conventional Logging. Finally, the third area was kept as a control area. The diameter at breast height and the species identification were collect inside a 24.5 hectares plot, located randomly in each area. The data were collect in 1993 (before harvest), 1994 (six months after the harvest ), 1995, 1996, 1998, 2000, 2003, 2006 and 2009. Therefore, the three areas were compared by adjusting a diameter increment model, whereas stochastic effect may take five different distributions, a survival probability model, and a recruitment probabil- ity model. The behavior of the diameter increment indicated the areas were subject to logging have the same behavior in almost every successional groups of species, except in the interme- diate species group. Individuals who are undergoing harvest have a greater diameter growth compared with the area that has not logged. Also, assume the stochastic effect with Weibull distribution improve the fit of models. Regarding the probability of survival, logged areas have similar behavior, but different from another area that has not harvest. The individuals located in the logged areas have an increased mortality rates. Recruitment probability models indicated a difference only between the logged area with not logged area. The logging areas presented a bigger recruitment rates than not logged area. Then, the individual behavior of trees after logging is the same for Reduced-Impact Logging and Conventional Logging.

As árvores de espécies de eucalipto de rápido crescimento, nas plantações florestais no Brasil e de outras regiões do mundo, encontram-se sob o efeito das mudanças climáticas, do estresse hídrico e da baixa fertilidade do solo, afetando o seu crescimento, a formação e a qualidade do lenho. O estudo teve o objetivo de analisar a interação do crescimento e da qualidade do lenho das árvores de eucalipto, submetidas à redução das chuvas e nutrição de K e Na. A dinâmica da formação do lenho com avaliações mensais da atividade cambial, incremento em diâmetro do tronco e as características físicas, químicas e anatômicas do lenho de árvores de E. grandis no 12º, 24º e 36º mês de idade foram avaliados em parcelas experimentais implantadas em maio de 2010 na Estação Experimental de Itatinga- SP. Os tratamentos foram definidos por dois regimes hídricos (100% e 66% das chuvas, com redução artificial com lonas em polietileno) e três tipos de nutrição: K (K - 4,5 kmol/ha), N (Na - 4,5 kmol/ha) e controle. Foram selecionadas 54 árvores de eucalipto com dezoito meses de idade, avaliando-se o incremento em diâmetro do tronco a cada trinta dias, no período de novembro de 2011 a outubro de 2013, utilizando-se dendrômetros de aço. A sazonalidade cambial foi avaliada por coletas mensais de amostras do lenho e as análises anatômicas da camada cambial realizadas no primeiro ano de avaliação. As variáveis climáticas e a umidade do solo foram correlacionadas com o incremento em diâmetro do tronco e a sazonalidade da atividade cambial das árvores. Na amostragem do lenho foram selecionadas quatro árvores por tratamento no 12º, 24º e 36º mês para a determinação da densidade básica na direção sentido longitudinal do tronco. Amostras do lenho do DAP foram avaliadas em relação às fibras e vasos, densidade básica e aparente e composição química. Os resultados indicaram efeito da sazonalidade climática na atividade cambial e incremento em diâmetro do tronco das árvores, além da influência da defasagem (lag) no crescimento. O tratamento de aplicação do K e 100% de disponibilidade hídrica (K/+A) induziu maior valor de incremento do tronco e altura total das árvores. Houve diferença significativa nos tratamentos de nutrição e disponibilidade hídrica em relação ao crescimento das árvores, à densidade do lenho, dimensões das fibras e vasos e composição química do lenho. As imagens digitais do lenho obtidas pelo raios X permitiram analisar a variação da densidade aparente do lenho. A análise colorimétrica possibilitou detectar a formação do cerne no lenho das árvores no 36º mês. Os resultados do trabalho poderão ser utilizados como subsídios para a adoção de práticas silviculturais nas plantações florestais em áreas com estresse hídrico e/ou afetadas pelas mudanças climáticas, bem como a substituição parcial de K por Na. / The forest plantations of eucalyptus of fast growing in Brazil and other regions of the world are under the effect of climate change, water stress and low soil fertility, affecting growth and wood quality. The study aimed to analyze the interaction of growth and quality of the wood of eucalyptus trees, subjected to reduced rainfall and nutrition of K and Na. The dynamics of the formation of the wood with monthly assessment of the cambial activity, an increase in trunk diameter and the physical, chemical and anatomical characteristics of the wood of trees of E. grandis on the 12th, 24th and 36th month of age were evaluated in experimental plots established in May/2010 in Experimental Station of Itatinga - SP. Treatments were defined by two water regimes (100% and 66% of rainfall, artificial reduction with polyethylene tarps) and three types of nutrition : K (K - 4.5 kmol/ha ), N (Na - 4.5 kmol/ha) and control. 54 trees of eucalyptus were selected to 18th month of age by evaluating the increase in trunk diameter every thirty days, from November/2011 by October/2013, using steel dendrometers. The cambial seasonality was assessed monthly by sampling of the wood and anatomical analyzes of the cambial layer performed in the first year of assessment. The climatic variables and soil moisture were correlated with the increase in trunk diameter and seasonality of cambial activity of trees. In the sample of the wood have been selected four trees per treatment in the 12th, 24th and 36th months of age for the determination of the density in the longitudinal direction of the trunk. Samples of wood from DAP were evaluated in relation to fibers and vessels, basic density and chemical composition. The results showed the effect of seasonality on cambial activity and increase in diameter of trees, beyond the influence of lag in growth. The treatment of applying K and 100% water availability (K/+A) induced larger increment value and the total height of the trunk of the trees. There was a significant difference in nutrition and water availability of the treatments in relation to the growth of trees, density of wood, fiber dimensions and vessels and chemical composition of wood. Digital images of the samples obtained by X-ray, allowed to analyze the variation of the apparent density of the wood. The colorimetric analysis allowed to detect the formation of heartwood in the wood of trees in the 36th month. The results may be used as subsidies for the adoption of silvicultural practices in forest plantations in areas with water and/or affected by climate change stress as well as the partial replacement of K by Na.

As árvores de espécies de eucalipto de rápido crescimento, nas plantações florestais no Brasil e de outras regiões do mundo, encontram-se sob o efeito das mudanças climáticas, do estresse hídrico e da baixa fertilidade do solo, afetando o seu crescimento, a formação e a qualidade do lenho. O estudo teve o objetivo de analisar a interação do crescimento e da qualidade do lenho das árvores de eucalipto, submetidas à redução das chuvas e nutrição de K e Na. A dinâmica da formação do lenho com avaliações mensais da atividade cambial, incremento em diâmetro do tronco e as características físicas, químicas e anatômicas do lenho de árvores de E. grandis no 12º, 24º e 36º mês de idade foram avaliados em parcelas experimentais implantadas em maio de 2010 na Estação Experimental de Itatinga- SP. Os tratamentos foram definidos por dois regimes hídricos (100% e 66% das chuvas, com redução artificial com lonas em polietileno) e três tipos de nutrição: K (K - 4,5 kmol/ha), N (Na - 4,5 kmol/ha) e controle. Foram selecionadas 54 árvores de eucalipto com dezoito meses de idade, avaliando-se o incremento em diâmetro do tronco a cada trinta dias, no período de novembro de 2011 a outubro de 2013, utilizando-se dendrômetros de aço. A sazonalidade cambial foi avaliada por coletas mensais de amostras do lenho e as análises anatômicas da camada cambial realizadas no primeiro ano de avaliação. As variáveis climáticas e a umidade do solo foram correlacionadas com o incremento em diâmetro do tronco e a sazonalidade da atividade cambial das árvores. Na amostragem do lenho foram selecionadas quatro árvores por tratamento no 12º, 24º e 36º mês para a determinação da densidade básica na direção sentido longitudinal do tronco. Amostras do lenho do DAP foram avaliadas em relação às fibras e vasos, densidade básica e aparente e composição química. Os resultados indicaram efeito da sazonalidade climática na atividade cambial e incremento em diâmetro do tronco das árvores, além da influência da defasagem (lag) no crescimento. O tratamento de aplicação do K e 100% de disponibilidade hídrica (K/+A) induziu maior valor de incremento do tronco e altura total das árvores. Houve diferença significativa nos tratamentos de nutrição e disponibilidade hídrica em relação ao crescimento das árvores, à densidade do lenho, dimensões das fibras e vasos e composição química do lenho. As imagens digitais do lenho obtidas pelo raios X permitiram analisar a variação da densidade aparente do lenho. A análise colorimétrica possibilitou detectar a formação do cerne no lenho das árvores no 36º mês. Os resultados do trabalho poderão ser utilizados como subsídios para a adoção de práticas silviculturais nas plantações florestais em áreas com estresse hídrico e/ou afetadas pelas mudanças climáticas, bem como a substituição parcial de K por Na. / The forest plantations of eucalyptus of fast growing in Brazil and other regions of the world are under the effect of climate change, water stress and low soil fertility, affecting growth and wood quality. The study aimed to analyze the interaction of growth and quality of the wood of eucalyptus trees, subjected to reduced rainfall and nutrition of K and Na. The dynamics of the formation of the wood with monthly assessment of the cambial activity, an increase in trunk diameter and the physical, chemical and anatomical characteristics of the wood of trees of E. grandis on the 12th, 24th and 36th month of age were evaluated in experimental plots established in May/2010 in Experimental Station of Itatinga - SP. Treatments were defined by two water regimes (100% and 66% of rainfall, artificial reduction with polyethylene tarps) and three types of nutrition : K (K - 4.5 kmol/ha ), N (Na - 4.5 kmol/ha) and control. 54 trees of eucalyptus were selected to 18th month of age by evaluating the increase in trunk diameter every thirty days, from November/2011 by October/2013, using steel dendrometers. The cambial seasonality was assessed monthly by sampling of the wood and anatomical analyzes of the cambial layer performed in the first year of assessment. The climatic variables and soil moisture were correlated with the increase in trunk diameter and seasonality of cambial activity of trees. In the sample of the wood have been selected four trees per treatment in the 12th, 24th and 36th months of age for the determination of the density in the longitudinal direction of the trunk. Samples of wood from DAP were evaluated in relation to fibers and vessels, basic density and chemical composition. The results showed the effect of seasonality on cambial activity and increase in diameter of trees, beyond the influence of lag in growth. The treatment of applying K and 100% water availability (K/+A) induced larger increment value and the total height of the trunk of the trees. There was a significant difference in nutrition and water availability of the treatments in relation to the growth of trees, density of wood, fiber dimensions and vessels and chemical composition of wood. Digital images of the samples obtained by X-ray, allowed to analyze the variation of the apparent density of the wood. The colorimetric analysis allowed to detect the formation of heartwood in the wood of trees in the 36th month. The results may be used as subsidies for the adoption of silvicultural practices in forest plantations in areas with water and/or affected by climate change stress as well as the partial replacement of K by Na.

Diss. (sammanfattning) Umeå : Sveriges lantbruksuniv. / Härtill 4 uppsatser.