Orientador : Prof. Dr. Eduardo Todt / Coorientador : Prof. Dr. Carlos Sanquetta / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Informática. Defesa: Curitiba, 25/11/2016 / Inclui referências : f. 76-84 / Área de concentração : Ciência da computação / Resumo: Vive-se em um mundo onde a escassez de recursos naturais leva a um uso cada vez mais racional destes, seja água, recursos minerais, biológicos, hídricos e energéticos. Especificamente quando se trata de madeira, o homem evoluiu muito no manejo de florestas plantadas, aplicando técnicas de cultivo e planejamento de corte para a exploração. Estas técnicas fazem uso da mensuração florestal para medição e estimação de valores dendrométricos importantes, como altura, volume e biomassa. A estimativa de valores dendrométricos é de extrema importância, pois não é viável o abate de toda uma população para que sejam observados os exatos valores. Assim, pesquisadores fazem uso de ferramentas estatísticas em mensuração florestal há anos, com bastante sucesso em suas estimações. Recentemente, com o avanço da área da inteligência artificial, técnicas de aprendizado de máquina têm se mostrado também capazes de competir com os métodos estatísticos de regressão, abrindo assim um leque de opções aos pesquisadores. Inserido neste contexto, o objetivo deste trabalho é aplicar técnicas de aprendizado de máquina para resolução de problemas de mensuração florestal, mostrando também que este se encaixa como um processo de descoberta de conhecimento, inserido na área da Ciência da Computação. Foram realizados experimentos com dados de árvores de Acácia-negra para avaliação de biomassa e relação hipsométrica, Pinus para estimativa de volumes e relação hipsométrica, e com uma amostra de árvores de florestas tropicais de várias regiões do mundo, para estimativa de biomassa. Compararam-se modelos alométricos clássicos com Redes Neurais Artificiais (RNA), Máquinas de Vetores de Suporte (SVM) e Random Forest (RF), e em todos os testes realizados o modelo que obteve melhor correlação é uma técnica de aprendizado de máquina. Para a predição de volumes de Pinus, o melhor modelo foi SVM com correlação de 99,19%. Para estimativa de biomassa da Acácia-negra, SVM obteve a melhor correlação com 98,6%. Para estimativa de biomassa de florestas tropicais, o melhor modelo foi RNA com correlação de 98,06%. Para relação hipsométrica da Acácia-negra, o modelo de SVM obteve a melhor correlação, de 97,73%. Já para relação hipsométrica de Pinus, o modelo de melhor predição foi RNA com correlação de 98,02%. O teste de Friedman mostrou a presença de diferença estatística entre os métodos e, embora o pós-teste de Nemenyi não tenha conseguido evidenciá-la, foi detectada uma tendência a uma separação entre os métodos. Os resultados obtidos mostram fortemente que os modelos de aprendizado de máquina são uma alternativa competitiva frente aos métodos clássicos, superando-os nos experimentos aqui realizados. Palavras chave: Inventário Florestal, Mensuração Florestal, Descoberta de Conhecimento em Bases de Dados, Aprendizado de Máquina, Redes Neurais, Máquinas de Vetores de Suporte, Árvores de Modelos, Florestas Aleatórias. / Abstract: We live in a world where scarcity of natural resources leads to an increasing rational use of these resources, like water, minerals, biological or energetical. Specifically wood, man evolved much in the management of planted forests by applying cultivation techniques and cutting planning for exploration. These techniques make use of forest measurement to estimation of important dendrometric values such as height, volume and biomass. The estimation of dendrometric values is extremely important because is not feasible to cut down the whole population to note the exact values. Thus, researchers make use of statistical tools for measuring forest for years with success in their estimates. Recently, with the advancement of artificial intelligence, machine learning techniques have been able to compete with the statistical regression methods, thereby opening a range of options to researchers. Within this context, the objective of this work is to use machine learning techniques to resolution of forest measurement problems, showing that this is a process of knowledge discovery, from the area of Computer Science. Experiments were performed with data of Acacia-negra trees for evaluation of biomass and hypsometric relation, Pinus to estimate volumes and hypsometric relation, and with a sample of tropical forest trees of various regions to estimate biomass. Classical allometric models were compared with Artificial Neural Networks (ANN), Support Vector Machines (SVM) and Random Forest (RF), and in all tests the model that obtained the best correlation was a machine learning technique. For the prediction of Pinus volumes, the best model was SVM with correlation of 99.19 %. To estimate Acacia-negra biomass, SVM showed the best correlation with 98.6 %. To estimate biomass of tropical forest trees, the best model was RNA with a correlation of 98.06 %. For hypsometric relation of Acacia-negra, the SVM model obtained the best correlation, of 97.73 %. As for the hypsometric relation of Pinus, the best prediction model was RNA with a correlation of 98.02The Friedman test showed the presence of statistical difference between the methods and, although the Nemenyi post-hoc test was not able to show it, it was detectecd a tendency towards a separation of methods. The results obtained strongly show that machine learning models are a competitive alternative in comparison to the classical methods, surpassing them in the experiments carried out here. Keywords: Forest Inventory, Forest Measuring, Knowledge Discovery in Databases Machine Learning, Neural Networks, Support Vector Machines, Model Trees, Random Forest.

Resumo: A arborização de ruas é um patrimônio valioso para as cidades. Seus incalculáveis benefícios comprovam a importância das árvores para a qualidade de vida da população e qualidade ambiental nas cidades. No planejamento da arborização a avaliação quali-quantitativa é uma atividade de grande importância para o conhecimento desse patrimônio. Geralmente, para a realização de um inventário arbóreo convencional se utilizam inúmeras variáveis coletadas em campo que demandam altos custos aos cofres públicos, tanto pelo deslocamento nas ruas e formação de uma equipe de trabalho, como pelo tempo gasto para mensuração dessas variáveis. Muitas técnicas têm sido difundidas no Brasil a fim de monitorar a arborização, entre elas: o sensoriamento remoto e os sistemas de geoinformação. O uso desses sistemas ainda é escasso nas atividades da arborização viária e necessita de pesquisas que destaquem os benefícios de sua utilização no planejamento e execução dos inventários florestais urbanos. Esta pesquisa teve como objetivo aplicar o Sistema de Informações Geográficas (SIG) na mensuração de variáveis do inventário da arborização de ruas de Curitiba-PR, visando agilidade e redução nos custos deste serviço, para subsidiar o planejamento e monitoramento arbóreo urbano. Para a realização desta pesquisa foram selecionadas três unidades amostrais da arborização de ruas do município de Curitiba provenientes de um inventário arbóreo realizado em 1984. Os critérios de seleção dessas amostras foram: maior quantidade de árvores e maior diversidade de espécies. As unidades amostrais representaram os seguintes bairros: Água Verde, Bigorrilho e Jardim Social. As variáveis mensuradas foram: quantidade de árvores, área de copa e espaçamento entre copas. A mensuração dessas variáveis espaciais foi processada no programa ArCGIS 9.2 utilizando ortofotos das unidades amostrais. Estas variáveis foram comparadas estatisticamente com as mesmas variáveis obtidas através do inventário convencional (medido em campo). Foram calculados os seguintes índices espaciais da arborização viária: índice de cobertura arbórea (ICA), índice de densidade arbórea (IDA), índice de quilometro de calçada arborizada (IQCA) e índice de plena ocupação (IPO). Os resultados comprovaram que não houve diferença estatisticamente significativa entre o método convencional e método em ambiente SIG. As diferenças entre os valores obtidos nos métodos de coleta estão relacionadas com os seguintes fatores limitantes na detecção: a qualidade das bases cartográficas utilizadas; erros de observação e medição em inventários convencionais; o período e época de aquisição da imagem; a altura das edificações (sombras); o aspecto fenológico das espécies; os plantios de espécies que apresentam tamanhos diferentes. O ICA obtido das três amostras apresentou valor inferior ao da bibliografia consultada, indicando a necessidade de se realizar novos plantios nas áreas analisadas. Pela eficácia da coleta em ambiente SIG na aferição das variáveis, considera-se que esta técnica pode auxiliar e complementar o inventário convencional. Vale ressaltar que este método não substitui o método convencional, mas pode apoiar a execução do inventário, diminuindo as variáveis mensuradas em campo, que apresentam alto custo de aferição. Pelos resultados obtidos conclui-se que a obtenção de variáveis dendrométricas em ambiente SIG mostrou ser um método aplicável atualmente para as características da arborização de ruas de Curitiba, principalmente pela facilidade e disponibilidade de bases cartográficas municipais.

Orientador : Carlos Roberto Sanquetta / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias / Área de concentração: Manejo florestal / Resumo: O principal objetivo desta pesquisa foi apresentar um sistema de inventário florestal contínuo utilizado para monitorar o crescimento e a produção em florestas naturais para as condições de campo. O estudo de caso foi implementado em Floresta com Araucária no sul do Paraná, Brasil, cujos processos dinâmicos foram levados em consideração para o teste do sistema. A área de estudo está localizada no município de General Carneiro, em fazendas da empresa Indústrias Pedro N. Pizzatto Ltda., que possui uma área total de 3.045 hectares de floresta sob manejo sustentável. Oito parcelas permanentes de um hectare cada foram instaladas na área de estudo no ano de 1998, onde cada parcela foi dividida em 25 subparcelas de 400 m2 cada (20 m x 20 m). Na parcela, todas as árvores com DAP superior a 10 cm foram identificadas, etiquetadas, pintadas e medidas o DAP e também a altura total das árvores. Os dados foram tomados e registrados em fichas de campo. Foram feitos croquis de localização das árvores que ocorreram nas parcelas em uma escala de 1:100 usando distâncias tomadas com trena até os limites da parcela. Estes mapas feitos em papel milimetrado e utilizados para localizar as árvores durante as remedições. Todos os dados foram transferidos em planilhas do Excel®. Remedições anuais subseqüentes foram feitas em todas as parcelas, e complementar atividade de georeferência das parcelas usando GPS no ano 2000. Mudanças estruturais foram estudadas durante as remedições, fazendo estimativas dos parâmetros horizontais como densidade, dominância e freqüência, bem como os parâmetros verticais (distribuição hipsométrica e estratificação vertical). A análise dimensional foi complementada com a avaliação da distribuição diamétrica. Os processos dinâmicos da floresta, como o crescimento em diâmetro, mortalidade e ingresso foram estudados para o período de 1998 a 2000. Um total de 3.524 árvores foram encontradas nas parcelas com média de 403 árv/ha. Importantes famílias ocorreram nas parcelas como Araucariaceae (28%), Aquifoliaceae (18%), Lauraceae (9%) e Myrtaceae (5% do total da densidade). A área basal ao ano de 1998 da floresta foi de 25,71 m2lha, onde o pinheiro representou 52% desta variável com 13 m²/ha, 4 m²/ha para a imbuia e 2 m²/ha para a erva-mate. A altura média do pinheiro foi de 15,73 m, enquanto a imbuia e a erva-mate tiveram altura média de 12,67 m e 7,63 m, respectivamente. A floresta apresentou dois estratos verticais, 10% abaixo de 12,5 m de altura e 90% acima de 12,5 m de altura. A distribuição de diâmetros da floresta apresentou curva de "J-invertido", com 63% das árvores incluídas na primeira classe (10 a 20 cm). A taxa média de crescimento em diâmetro durante o período analisado foi de 0,1276 cm/ano, onde 0,1298 e 0,0034 cm/ano foram os valores para o pinheiro e erva-mate, respectivamente. A taxa de mortalidade foi de 1,84% para a densidade inicial, e a taxa de recrutamento foi de 5,03%. A configuração do sistema de inventário florestal continuo provou ser para muitos usos, prático e apropriado para análises de dinâmica florestal, com especial referência para avaliação de crescimento, mortalidade e ingresso, sendo estes os parâmetros mais importantes para considerar na produção sustentável no manejo de florestas naturais. / Abstract: This research has a main objective to present a continuous forest inventory (FCI) system developed to monitoring growth and yield of natural forests under field conditions. The case study was the natural araucaria forest (Araucaria angustifolia) in southern Parana, Brazil, whose the dynamic processes were taken into consideration to test the system. The study site is located in General Carneiro district, on lands of the Indústrias Pedro N. Pizzatto Ltda Company, which owns a total are of 3.045 hectares under sustainable forest management. Eight permanent plot of 1 hectare were established in the study site in 1998, which were divided in 25 subplots of 400 m2 each (20 m x 20 m). In the plot, all trees above 10 cm DBH were identified, tagged, marked in its measurement position and measured in DBH and total trunk height. The data were colleted and registered on field sheets. Maps of the trees in a 1:100 scale occurring in the plots were drawn by using distance measurements taken with conventional tapes. These maps drawn on millimeter paper were useful for finding the trees during the remeasurements. Data were transferred to Excel® spreadsheets. Subsequent annual remeasurements were carried out in all plots, and complementary georreference activities using GPS were conducted during year 2000. Structural changes during the remeasurement horizon were studied, taking into account horizontal parameters such as density (abundance), dominance and frequency as well as vertical parameters (tree height frequency and vertical stratification). Size analysis were also carried out through diameter distribution evaluation. Forest dynamic processes, as diameter growth, mortality and recruitment were studied for the period of 1998 to 2000. A total of 3,524 were recorded in the plots, with average of 403 trees/ha. Important families occurring in the plots were Araucariaceae (28%), Aquifoliaceae (18%), Lauraceae (9%) and Myrtaceae (5% of the total abundance). Initial basal area of the forest was 25.71 m2/ha, where Araucaria represented 52% of this variable, with 13 m2/ha, followed by Imbuia (4 m2/ha) and Erva-mate (2 m2/ha). Araucaria mean height was 15.73 m, while Imbuia's and Erva-mate's mean height were 12.67 m and 7.63, respectively. Forest showed two vertical strata under and above 12.5 m (90% above and 10% below). Diameter distribution of the forest as a whole was typically a "J-reverse", with 63% of the trees included in the lowest class (10 to 20 cm). However, Araucaria diameter distribution was rather different. Mean diameter growth rate during the period of analysis was 0.1276 cm/ha/year, while 0.1298 and 0.0034 cm/ha/year were the values for Araucaria and Erva-mate, respectively. Mortality rate was 1.84% of the initial density, whereas recruitment rate was 5.03%. Araucaria recruitment was 7.68%, higher than mortality. The configuration of the FCI system proved to be very useful, practical and appropriate for forest dynamics analysis, with special reference to growth, mortality and recruitment evaluation, those most important parameters to judge sustainable yield in managed natural forests.

O objetivo deste trabalho foi estimar o volume de madeira de um povoamento jovem de Pinus elliottii, localizado no litoral sudeste do Rio Grande do Sul, com imagens dos sensores LISS-III/ResourceSat-1 e TM/Landsat 5, comparando o desempenho destes para tal. Obtiveram-se imagens de setembro de 2010, mês coincidente com o inventário florestal feito na área de estudo. Os valores de reflectância espectral de superfície foram recuperados das imagens originais. Após o georreferenciamento, dos pixels coincidentes com a localização das unidades amostrais do inventário florestal foram extraídos os valores das reflectâncias nas quatro bandas espectrais equivalentes aos dois sensores, cujas respostas foram comparadas. Além das bandas espectrais foram utilizados os índices de vegetação (IV’s) SR, NDVI, SAVI, MVI e GNDVI. Também, foi proposto o ajuste destes IV’s originais pela idade do povoamento, os quais foram identificados por SR_i, NDVI_i, MVI_i e GNDVI_i. A aplicação do logaritmo nas bandas espectrais melhorou os valores dos coeficientes de correlação linear (r), à exceção do IVP, retornando valores entre 0,69 (IVP) a 0,83 (Verde) para o LISS-III e entre 0,68 (Vermelho) a 0,79 (IVM) para o TM; Com os IV’s o logaritmo melhorou os valores de r somente para os IV’s originais, retornando valores de r entre 0,77 (NDVI) a 0,84 (GNDVI) com o LISS-III e entre 0,73 (NDVI) a 0,82 (MVI) para o TM. Com os IV’s ajustados pela idade do povoamento a logaritimização não se mostrou necessária para melhorar a associação linear, retornando valores de r entre 0,79 (NDVI_i) a 0,82 (MVI_i) com o LISS-III e entre 0,74 (SR_i) a 0,80 (MVI_i) com o TM. Além disso, o ajuste pela idade aumentou o intervalo dinâmico dos IV’s ajustados, e, aparentemente, aumentou a sensibilidade nos povoamentos de maior volume. Diferenças significativas na associação linear entre os dados espectrais do TM e LISS-III com o volume só foram encontradas na banda equivalente do verde. Com dados TM, a equação melhor ajustada explicou 68% da variabilidade do volume; com dados LISS-III a equação explicou 72% da variabilidade. Estas equações geraram dois mapas de volume de madeira, onde as médias das estimativas obtidas com LISS-III estiveram dentro do intervalo de confiança da média do inventário florestal em 70% dos talhões considerados; para o TM a coincidência foi de 65% dos talhões. Conclui-se que os sensores LISS-III e TM apresentam alta similaridade e que a metodologia empregada pode ser utilizada para auxiliar no inventário florestal dos povoamentos jovens de P. elliottii na área de estudo principalmente pelo fato das estimativas obtidas pelas imagens cobrirem todo o talhão, ao passo que a amostragem do inventário florestal contempla menos de 2% da área. / The aim of this work was to estimate the wood volume of a young stand of Pinus elliottii, located on the southeastern coast of the state of Rio Grande do Sul, by imagery from LISS-III/ResourceSat-1 and TM/Landsat 5 sensors, comparing their performance for such. Images were obtained on September 2010, the month coincident with the forest inventory made in the study area. The surface spectral reflectance values were retrieved from the original images. After the georeferencing, the sampling units location from the forest inventory were used to select the pixels to extract the reflectance values on the four spectral bands equivalents for the two sensors, which answers were compared. In addition to the bands were used the Vegetation Indices (VI’s) SR, NDVI, SAVI, MVI and GNDVI. Also proposed was the adjusting of these original VI’s by the stand age, which ones were identified by SR_i, NDVI_i, MVI_i and GNDVI_i. The application of logarithm in the spectral bands improved the r values, with exception to NIR, achieving values between 0.69 (NIR) and 0.83 (Green) for LISS-III and between 0.68 (Red) and 0.79 (SWIR) for TM; With the VI’s, the logarithm improved the r values only for the original VI’s, returning r values from 0.77 (NDVI) to 0.84 (GNDVI) with LISS-III and r values from 0.73 (NDVI) to 0.82 (MVI) for TM. With the VI’s adjusted by stand age the logarithm was not necessary to improve the linear association, returning r values from 0.79 (NDVI_i) to 0.82 (MVI_i) with LISS-III and r values from 0.74 (SR_i) to 0.80 (MVI_i) with TM. Moreover, adjusting by age increased the dynamic range of the VI’s adjusted, and apparently increased the sensitivity in stands with larger volume. Significant differences in the linear association between TM and LISS-III spectral data with volume were just found on the green equivalent band. With TM data, the best fitted model explained 68% of the volume variability; with LISS-III data the model explained 72% of the variability. These models generated two wood volume maps, where the average of the estimates achieved with LISS-III were within the confidence level of the average from the forest inventory on 70% of the compartments considered; for TM the coincidence was on 65% of the compartments. It is conclude that the sensors LISS-III and TM presented high similarity and the methodology applied can be used to aid in forest inventory of young stands of P. elliottii in the study area mainly because the estimates obtained by the images cover the entire compartment, while the forest inventory sampling contemplates less than 2% of the area.

Submitted by Dominick Jesus (dominickdejesus@hotmail.com) on 2015-12-23T14:28:21Z No. of bitstreams: 2 Dissertação_Lucas Kosvoski de Ourique.pdf: 4577131 bytes, checksum: 051515947484e187baa6aed27d160782 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-23T14:28:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação_Lucas Kosvoski de Ourique.pdf: 4577131 bytes, checksum: 051515947484e187baa6aed27d160782 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2014-03-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The above ground production in tropical forest has the litter and trunk increment of trees the main components of net primary production. The growth in the trunk is the way to capture carbon from the atmosphere and allocate in woody tissues. The litter fall is like as loss of carbon in the system, but is essential for the recycling of nutrients, which keeps the Amazon forest with high biomass in poor soils. The different types of soils and rainfall seasonality in central Amazon require adaptive differences of vegetation, and thus, the growth and yield of trees variable depending on their position. Therefore, the study objects to quantify litter fall production and the trunk increment of trees in two topographic classes (plateau and “baixio”), with different soils and their relations with precipitation and soil moisture in an old growth forest in central Amazon. This study was carried out in the ZF-2 Experimental Station of the National Institute for Research in the Amazon (INPA), some 90 km North of Manaus, Brazil. Litter production and diameter increment in two transects with (20x2500m) were monitored. The collection was performed with 120 litter traps (60 plateau, 60 “baixio”) with dimensions of 0.5 x 0.5 meters, with an area of 0.25 m2 were systematically arranged in two equidistant lines at 40 meters. The material was collected in the period 15-30 days, dried 65°C until constant weight, and separated into leaves, twigs (diameter < 2cm) and miscellaneous for weight. The collection of diametric increment was performed in 250 trees with “dendrometer” bands, with 125 in each topographic class (plateau and valley), randomly distributed among individual trees of different diameters. The data accumulated rainfall and soil water potential were collected with the aid of automatic equipment installed in the study area. Litter production and diameter increment were analyzed with a factorial analysis of variance with repeated measures. Pearson correlations with Bonferroni probability were performed to verify the tightness of the relationships analyzed in the study. Sampling was conducted between September 2012 and October 2013. Litter production on the plateau was 7.1 ± 0.2 Mg. ha- 1.yr - 1 (CI=95%) and was significantly higher than in the valley 6.3 ± 0.1 Mg. ha- 1.yr - 1 (n = 120 p = 0.008). Litter production for the period was variable during the year, with peak production in the dry season (June to October), with a correlation with rainfall (r = -0.77, p = 0.0029 ). Litter production had leaf production with approximately 70% of the total, with most of the production. The increase in mean diameter was 1.43 ± 0.18 millimeters.yr-1 did not differ between the topographies. However, the increments were slightly higher on the plateau. Rates increase followed trends in rainfall, where diameter growth was higher in the rainy season than in the dry season (r=0.56, p = 0.005). Trees with a diameter greater than 30 cm showed higher increments. The increment and litter fall showed no correlation with soil water potential. The correlation between litter production and the increment was (r=-0.60, p=0.06) where as the highest values for litter fall with to the smallest increment values. These results suggest that trees in the study site invest in growth propitious moments, especially with the presence of abundant water. When there is less water available, the plant decreases the cambial activity and is intended to maintain the minimum investment in your physiology / A produção da floresta acima do solo tem a serapilheira e o incremento das árvores como os componentes principais da produção primária líquida. O crescimento do tronco é a forma captar carbono da atmosfera e alocar em tecidos lenhosos. A serapilheira funciona como perda de carbono no sistema, porém é essencial para a reciclagem de nutrientes, o que mantém a floresta amazônica com alta biomassa em solos pobres. Os diferentes tipos de solos e a sazonalidade das chuvas da Amazônia central exigem diferenças adaptativas da vegetação, sendo nesse sentido, o crescimento e a produção das árvores variável em função da sua posição. Assim, este estudo teve como objetivo quantificar a produção de serapilheira e o incremento de árvores em duas classes topográficas (platô e baixo), com solos distintos e as suas relações com a precipitação e a umidade dos solos em uma floresta madura na Amazônia central. A área de estudo encontra-se na estação de silvicultura tropical do INPA no ramal ZF2, em duas transecções com (20x2500m). A coleta de serapilheira foi realizada com 120 coletores (60 platô, 60 baixio) com dimensões de 0,5 x 0,5 metros, com área de 0,25 m2 que foram dispostos sistematicamente em 2 linhas equidistantes em 40 metros. O material foi coletado em período de 15 a 30 dias, foi secado 65°C até obter peso constante, sendo separado em folhas, galhos (diâmetro < 2cm) e miscelânea e pesado. A coleta de incremento diamétrico foi realizada em 250 árvores com bandas dendrométricas, sendo 125 em cada classe topográfica (platô e baixio), distribuídas aleatoriamente entre indivíduos arbóreos de diferentes diâmetros. Os dados de precipitação acumulada e potencial hídrico dos solos foram coletados com o auxilio de equipamentos automáticos instalados na área de estudo. A produção de serapilheira e o incremento em diâmetro foram analisados com uma análise de variância fatorial, com medidas repetidas. As correlações de Pearson com a probabilidade de Bonferroni foram feitas para verificar a relação entre as variáveis analisadas no estudo. As coletas foram realizadas entre o mês de setembro de 2012 a outubro de 2013. A produção de serapilheira no platô foi de 7,1 ± 0,2 t.ha- 1.ano-1 (IC 95%) e foi significativamente maior do que no baixio 6,3 ± 0,1 t.ha-1.ano-1 (n=120 p = 0,008). A produção de serapilheira para o período foi variável durante o ano, tendo pico de produção no período mais seco (junho a outubro), com uma correlação com a precipitação (r=-0,77, p =0,0029). A produção de folhas com aproximadamente 70% do total da serapilheira foi a maior parte da produção. O incremento em diâmetro médio foi de 1,43 ± 0,18 milímetros.ano-1, que não diferiram entre as topografias. Porém, os incrementos foram levemente superiores no platô. As taxas de incremento seguiram as tendências das chuvas, onde o crescimento do diâmetro foi maior no período chuvoso do que no período mais seco (r=0,56, p=0,005). As árvores com diâmetro acima de 30 cm apresentaram maiores taxas de incrementos. O incremento e a produção de serapilheira não apresentaram correlações com o potencial hídrico dos solos. A correlação entre a produção de serapilheira e o incremento foi de (r=-0,60, p=0,06) sendo que os maiores valores de serapilheira se correlacionaram com os menores valores de incremento. Estes resultados sugerem que as árvores no local de estudo investem em crescimento em momentos propícios, principalmente com a presença de água abundante. Quando há menores quantidades de água disponível, a planta diminuí a atividade cambial e destina investimento em manter ao mínimo a sua fisiologia, dispersando material senil e se preparando para renovar suas folhas e reproduzir.

Orientadora : Profª. Drª. Daniela Biondi / Coorientador : Prof. Dr. Rogério Bobrowski / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 21/02/2017 / Inclui referências : f. 90-102 / Resumo: As florestas urbanas vêm se tornando um elemento indispensável nas cidades. Entretanto muitos gestores desconhecem a real dimensão destas nas calçadas de suas cidades. Nesse sentido, este trabalho teve por objetivo realizar o inventário quali-quantitativo da arborização viária no município de Itanhaém - SP, buscando fornecer informações sobre a composição atual da arborização, as principais práticas de manejo a serem adotadas, as relações das árvores com o meio urbano, as características espaciais e ecológicas da vegetação. O inventário quantitativo foi realizado por meio de censo, contabilizando todos os indivíduos de porte arbóreo localizados nas áreas urbanizadas do município. O inventário qualitativo foi realizado por amostragem estratificada, considerando as 15 regionais do município, onde foram avaliadas as espécies e o posicionamento de mudas e indivíduos adultos. As características dendrométricas, a, as condições estruturais, fitossanitárias, de raiz e a necessidade de manejo foram avaliadas somente para os indivíduos de porte arbóreo. Com base nos resultados obtidos no inventário foram realizadas a caracterização do meio físico, a análise qualitativa, parâmetros fitossociológicos e os índices ecológicos. Para caracterização do meio físico foram avaliados a quilometragem de vias urbanizadas, o número de árvores e a largura da calçada. Para a análise qualitativa avaliou-se a condição estrutural e fitossanitária, condição das raízes, análises dendrométricas e necessidade de manejo. A análise fitossociológica foi realizada de três maneiras diferentes na obtenção do Índice de Valor de Importância (IVI), utilizando-se como fator descritor da dominância o DAP, a Área de Copa e o Índice de Performance da Espécie (IPE). Os índices ecológicos foram obtidos por meio dos Índices de Diversidade de Shannon, de Dominância de Simpson, de Riqueza Específica de Margalef e de Equidade de Pielou. Foram encontrados 18.128 indivíduos de porte arbóreo em 421,56 km de vias urbanizadas do município, divididos em 109 espécies e 41 famílias botânicas. Os índices espaciais da arborização indicaram que o município apresenta 21,5 árvores por quilômetro de calçadas, com 2,35% das calçadas apresentando cobertura arbórea e um índice de plena ocupação de 105.390 árvores, resultando na necessidade de implantação de 87.262 árvores. As espécies mais frequentes da arborização foram Terminalia catappa (chapéu-de-sol), Ficus benjamina (ficus) e Dypsis lutescens (areca). Observou-se que há predominância (60,5%) de espécies exóticas da Mata Atlântica. A maioria dos indivíduos da arborização urbana do município apresentam boas condições estruturais e fitossanitárias, raízes profundas e sem necessidade de manejo. A vegetação é caracterizada por indivíduos jovens e/ou de pequeno porte, com a maioria entre 0 e 6 metros de altura e DAP entre 0 e 20 cm. A análise fitossociológica demonstrou que as 10 espécies com maior IVI foram as mesmas nos diferentes fatores de descrição da dominância. Os índices ecológicos demonstraram que há uma boa diversidade de espécies, tendendo a uniformidade sem dominância. Conclui-se, com relação a espacialização da arborização, que o município é pouco arborizado, porém bem arborizado, pois a arborização existente apresenta em sua maioria boas condições físicas, fitossanitárias e de raiz. Palavras-chave: Floresta urbana. Diagnóstico da arborização viária. Fitossociologia urbana. Índices ecológicos. / Abstract: As urban forests have become an indispensable element in cities. However many managers are unaware of a true dimension of their sidewalks in their cities. In this sense, the objective of this work was to carry out the qualitative and quantitative inventory of the road tree in the municipality of Itanhaém, SP, searching for information on the current composition of the tree planting, as the main management practices to be adopted, Urban, as spatial and ecological characteristics of vegetation. The quantitative inventory was carried out by means of a census, counting all individuals of arboreal size located in the urbanized areas of the municipality. The qualitative inventory was made by stratified sampling, considering as 15 regional of the municipality, where they were evaluated as species and the positioning of seedlings and adult individuals. As dendrometric characteristics, a, as structural, phytosanitary, root and method management conditions were evaluated only for individuals of arboreal size. Based on the results obtained without inventory, a characterization of the physical environment, a qualitative analysis, phytosociological and ecological indexes were carried out. For the characterization of the physical environment in a mileage of urbanized roads, the number of trees and a width of the sidewalk. For a qualitative analysis, a structural and phytosanitary structure, root condition, dendrometric analysis and management need were evaluated. A phytosociological analysis was carried out in three different layers to obtain the Import Value Index (IVI), being used as descriptor of the dominance of DAP, Cup Area and Species Performance Index (IPE). Ecological indices were obtained using the Shannon Diversity Indexes, Simpson Dominance Index, Margalef Specific Wealth, and Pielou Equity Indexes. There were 18,128 individuals of tree size in 421.56 km of urbanized roads of the municipality, divided into 109 species and 41 botanical families. The spatial indices of afforestation indicate that the municipality presents 21.5 trees per kilometer of sidewalks, with 2.35% of the trees presenting tree cover and a full occupancy index of 105,390 trees, resulting in a need to implant 87,262 trees. As the most frequent species of the arborization were: Terminalia catappa, Ficus benjamina and Dypsis lutescens. It was observed that there is predominance (60.5%) of exotic species of the Atlantic Forest. Most of the individuals of the urban arborization of the municipality present good structural and phytosanitary conditions, deep roots and without management necessity. The vegetation is characterized by small children and small children, with more than 0 and 6 meters in height and DAP between 0 and 20 cm. A phytosociological analysis showed that 10 species with higher IVI were like the same factors of dominance description. The ecological indexes show that there is a good diversity of species, tending to uniformity without dominance. It is concluded, with a relation of the afforestation, that the municipality is little woody, but well wooded, for an existing planting to present in its majority good physical, phytosanitary and root conditions. Keywords: Urban forests. Diagnosis of afforestation. Phytosociology of afforestation. Ecological indices.

Orientadora : Profª. Drª. Daniela Biondi / Coorientador : Prof. Dr. Rogério Bobrowski / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 22/02/2017 / Inclui referências : f. 81-89 / Resumo: O diagnóstico por meio da avaliação da arborização viária é fundamental para o planejamento e manutenção deste patrimônio de modo a maximizar os benefícios proporcionados pelas árvores nas cidades. O objetivo desta pesquisa foi realizar o diagnóstico quali-quantitativo da arborização viária do município de Bonito-MS, bem como analisar a percepção e preferência dos moradores e turistas quanto a este patrimônio. Para tanto foram contabilizados todos os indivíduos da área pavimentada do município e para a avaliação qualitativa realizou-se um inventário por amostragem aleatória com parcelas lineares de 400 m de comprimento. No inventário foram obtidas as variáveis: CAP, altura total, altura de bifurcação, diâmetro de copa, condição física e fitossanitária, necessidade de tratamento, condição de raiz, área de canteiro, posição da árvore em relação à construção e ao meio-fio e distância entre árvores. Com estes dados foi possível determinar as características fitossociológicas da arborização e o Índice de Performance por Espécie. As árvores avaliadas qualitativamente foram cadastradas espacialmente em ferramenta SIG. Para a avaliação da percepção ambiental foram aplicados dois questionários distintos para moradores e turistas e posteriormente analisados estatisticamente por meio de análise de correspondência canônica. Enumerou-se 6.524 indivíduos na área pavimentada de Bonito-MS, havendo 70 árvores/km de calçada. O Índice de Plena Ocupação, entretanto, evidenciou um déficit de 3.556 árvores. No levantamento qualitativo foram encontrados 947 indivíduos arbóreos e não arbóreos, distribuídos em 62 espécies pertencentes a 24 famílias. Verificou-se o predomínio da espécie Licania tomentosa (Benth.) Fritsch. (oiti) compondo 63,27% da arborização viária. As distribuições diamétrica e hipsométrica evidenciaram uma tendência unimodal com maior frequência de indivíduos nas classes centrais. A distribuição em classes de área de copa demonstrou uma alta proporção de indivíduos com área de copa pequena, provenientes da arborização jovem e podas inadequadas. Em torno de 80% dos indivíduos possui altura da primeira bifurcação inferior a 1,8 m. Mais de 50% das árvores foram classificadas como regulares, com condição física e vigor medianos. A largura de calçada encontrada atende às normas de acessibilidade, não havendo problemas de incompatibilidade com as árvores. Sugere-se a adoção de medidas de introdução de novas espécies a fim de diminuir a frequência de oitis, bem como a suspensão de novos plantios desta espécie. Espécies promissoras, de acordo com o índice de performance, que podem ser incrementadas em novos plantios são: Lagerstroemia indica (extremosa), Schinus molle (aroeira-salsa), Handroanthus ochraceus (ipê-amarelo), Tabebuia roseoalba (ipê-branco) e Tabebuia avellanedae (ipê-rosa). As entrevistas com os moradores evidenciaram que estes aprovam a existência das árvores nas ruas, reconhecem a contribuição destas para o meio urbano e demonstram preocupação em relação a sua manutenção. A maioria dos turistas afirmou não ter se deparado com problemas envolvendo a arborização e classificaram Bonito-MS como razoavelmente arborizada. A adoção de medidas de manejo e manutenção adequadas para a aborização viária com a implementação das diretrizes contidas no Plano Diretor de Arborização Urbana irão proporcionar um ambiente de melhor qualidade e valorizar ainda mais o município que já é um destino turístico internacionalmente apreciado. Palavras-chave: Diagnóstico. Floresta urbana. Planejamento. Oiti. / Abstract: The diagnostic through street trees evaluation is fundamental to the planning and maintenance of this patrimony in order to maximize the benefits provided by trees in the cities. The main goal of this research was to carry out the quali-quantitative diagnostic of street afforestation of the city of Bonito-MS, as well as analyze the perception and preferences of citizens and tourists in relation to this patrimony. All trees in the municipality's paved area were counted and for the qualitative analysis, a random sampling inventory was performed with linear parcels of 400 m. In the inventory, the following variables were obtained: CBH, total height, bifurcation height, canopy diameter, physical and phytosanitary condition, need of treatment, root condition, bed area, tree position in relation to the construction and to the curb and distance between trees. With these data, it was possible to determine the phytosociological characteristics of the afforestation and the Species Performance Index. The trees qualitatively analyzed were spatially registered using GIS tools. For the environmental perception evaluation, two distinct questionnaires for both citizens and tourists were applied and data were posteriorly statistically analyzed through canonical correspondence analysis. There were counted 6524 individuals in the paved area of Bonito-MS, having 70 trees/ km of sidewalk. The Full Occupation Index, however, evidenced a deficit of 3556 trees. In the qualitative survey, 947 arboreal and non-arboreal individuals were found, distributed in 62 species belonging to 24 families. The predominance of the species Licania tomentosa (Benth.) Fritsch. (oiti) was verified, composing 63.27% of street afforestation. The diametric and hypsometric distributions evidenced a unimodal tendency with greater frequency of individuals in the central classes. The distribution into canopy area classes demonstrated a high proportion of individuals with small canopy area from the young afforestation and poorly executed pruning. Around 80% of the trees had height of first bifurcation inferior to 1.8 m. More than 50% of the trees were classified as regulars, with median physical condition and vitality. The sidewalk width found meets the accessibility standards and there were no problems of incompatibility with trees. The adoption of actions to introduce new species is advisable in order to decrease the frequency of oitis, as well as the suspension of new planting of the species. Promising species, according to the performance index, that can be incremented in new plantings are: Lagerstroemia indica (extremosa), Schinus molle (aroeira-salsa), Handroanthus ochraceus (ipêamarelo), Tabebuia roseoalba (ipê-branco) e Tabebuia avellanedae (ipê-rosa). The interviews with citizens evidenced that they approve the existence of trees in the streets, recognize their contribution to the urban environment and demonstrate concern about their maintenance. Most tourists affirmed they had not encountered problems involving the afforestation and had classified Bonito-MS as resonably afforested. Adoption of adequate management and maintenance actions for street afforestation with implementation of standards contained in the Urban Forest Director Plan will provide a better quality environment and further increase the value of the city that is already an internationally appreciated tourist destination. Key-words: Diagnostic. Urban forest. Planning. Oiti.

Resumo: O presente trabalho de pesquisa teve como principal objetivo avaliar diferentes intensidades de amostragem e diferentes formas e tamanhos de unidades amostrais para as estimativas da área basal por hectare, do número de árvores por hectare e dos índices fitossociológicos para oito espécies florestais. Os valores estimados foram comparados com os valores paramétricos obtidos com a realização do censo florestal de 20 hectares em povoamento florestal localizado na Floresta Nacional de Chapecó, município de Guatambu, Santa Catarina. A tipologia florestal da área de estudo corresponde a Floresta Ombrófila Mista. Os índices fitossociológicos estimados foram a dominância absoluta, dominância relativa, densidade absoluta, densidade relativa e o índice de valor de cobertura IVC. Foram utilizados oito tamanhos de unidades amostrais abrangendo de 200 m2 a 4.000 m2 e as intensidades de amostragem utilizadas foram de 4%, 1 O% e 1 6%. totalizando 24 simulações da amostragem sistemática. Foram calculados os erros reais e os erros de amostragem para as estimativas da área basal média por hectare e do número de árvores por hectare (englobando todas as espécies), da área basal por hectare e por espécie, do número de árvores por hectare e por espécie e para os índices fitossociológicos. As estimativas da área basal média por hectare e do número de árvores por hectare, englobando todas as espécies, foram precisas resultando em erros reais menores de 12% para as unidades amostrais e para as intensidades de amostragem utilizadas. As estimativas da área basal por espécie, do número de árvores por espécie e dos índices fitossociológicos não foram precisas para os tamanhos das unidades amostrais testadas e para as intensidades de amostragem utilizadas.