INDICES DE DIVERSIDAD ESTRUCTURAL EN MASAS FORESTALES · 2007-11-14 · - Función K(d) (Ripley...

INDICES DE DIVERSIDAD ESTRUCTURAL EN MASAS FORESTALES

Miren del RíoGrupo de Selvicultura

CIFOR-INIA

Jornada técnica SELVIRED:Selvicultura en la Red Natura 2000

Necesidad de mayor información sobre los sistemas forestales

- Conferencia de Río de Janeiro 1992- Conferencias Ministeriales Europeas -Estrategia Española para la Conservación y Usos sostenible de la Diversidad Biológica

-Estrategia Forestal Española

Mar

co in

stitu

cion

alIntroducción

GESTIÓN FORESTAL SOSTENIBLE

CONSERVACIÓN DE LA DIVERSIDAD BIOLÓGICA

¿POR QUÉ ESTUDIAR LA ESTRUCTURA?

ESTRUCTURA

Fase de dinámicaCrecimientoEstabilidadProducciónDiversidad

Selvicultura aplicada

Introducción

Crecimiento árbol Espacio vital

Estructura

SELVICULTURA

Introducción

CO2

T

H2O

Variables de árbol Estacióny de masa

SELVICULTURA

ESTRUCTURA

Introducción

ESTABILIDADDensidadForma de copaEsbeltezConicidadEspecieVigor

Estudio de la biodiversidad mediante la estructura

Estructura del rodal •Dosel de copas•Bordes•Madera muerta

•Pies gruesos

Biodiversidad de los sistemas forestales

Introducción

Red Natura 2000

Estado de conservación favorable de un hábitat (Directiva 92/43/CEE):

-área de distribución-mantenimiento de la estructura y funciones a largo plazo-estado de conservación favorable de las especies típicas

Bases ecológicas para la gestión :-identificación y evaluación de especies típicas-factores, variables y/o índices para evaluar el estado de

conservación

Introducción

IntroducciónESTRUCTURA: • Componentes - Árboles

- Regenerado- Estrato arbustivo

y herbáceo- Madera muerta

• Densidad

• Diversidad estructural- Patrón espacial- Grado de mezcla-diversidad- Diferenciación

PATRÓN ESPACIAL:

Distribución espacial de individuos de una masa depende:

o competencia, asociacióno estrategias de regeneracióno fase de desarrollo del rodalo intervenciones selvícolas y

perturbaciones

PATRÓN ESPACIAL:

• Distribución de referencia: POISSON

a) CE =1,11

b) CE =0,50

c) CE =1,63

λλ −⋅= en

pn

n ! SN

=λ

0

5

10

15

20

25

30

0 1 2 3 4 5

O bservada Esperada

a) CE =1,11

PATRÓN ESPACIAL:

Tipos de índices de patrón espacial:

Varianza/no posición de árboles:

- Índice de Cox

- Cuadrantes

Posición de árboles (microestructura)

- Métodos de distancia al vecino más cercano (Clark y Evans)

- Función K(d) (Ripley 1977)

Métodos geoestadísticos (macroestructura)

Índices no dependientes de la posición de los árboles

PATRÓN ESPACIAL:

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xsI x

Cox

2

=•Índice de Cox

•Índice de uniformidad de ángulos de Gadow

∑⋅= ijG zn

I 1

•Métodos basados en cuadrantes

⎢⎣

⎡>≤αααα

ij

ijij si

siz

01

αijαij

α=120º

Índices dependientes de la posición de los árboles:Métodos de distancia al vecino más cercano

PATRÓN ESPACIAL:

• Índice de Clark y Evans

λ⋅

==

21iobservada

iesperada

iobservada dddCE

>1 regular=1 Poisson<1 agregados

observada

esperadaiobservadaiR

ddTσ

−=Test: ( ) 2

12

26136,0

SN

observada =σ

*Corrección según forma y tamaño de parcela de muestreo

Índices dependientes de la posición de los árboles

Métodos de distancia al vecino más cercano

PATRÓN ESPACIAL:

• Índice de Eberhardt( )2

2

i

i

ddIe =

( ) nnrIp i /12 −=⋅⋅= λπ• Índice de Pielou

Índices dependientes de la posición de los árboles

métodos de distancia entre todos los árboles

PATRÓN ESPACIAL:

,,)(

)( 11 jind

dK ijnj

ni ≠∑∑= ==

δλ•Función K(d) de Ripley

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 10 20 30 40

⎢⎣

⎡>≤

ddifddif

dij

ijij 0

1)(δ

a) CE =1,11 b) CE =0,50 c) CE =1,63

- 2

- 1

0

1

2

3

4

0 1 0 2 0

d(m)

- 3

- 2

- 1

0

1

2

3

4

5

6

0 1 0 2 0

d(m)

- 5

- 4

- 3

- 2

- 1

0

1

2

3

0 1 0 2 0

d(m)

PATRÓN ESPACIAL:

ddKdL −=π

)()(Representación gráfica:

DIVERSIDAD DE ESPECIES:

Diversidad:

1. Dominancia y riqueza

2. Mezcla de especies

DIVERSIDAD DE ESPECIES:

Diversidad: dominancia y riqueza- Riqueza N

- Índice de Shanonsuperficie

espe

cies

∑=

⋅−=s

iii ppH

12log

*Corrección según nº especies y tamaño de la muestra

DIVERSIDAD DE ESPECIES:

Diversidad: dominancia y riqueza

- Índice de uniformidad

- Índice de Simpson

∑=

⋅−=s

iii ppH

12log sHE log/=

( )2

11 ∑

=

−=s

ipiI

DIVERSIDAD DE ESPECIES:Mezcla de especies:- Índice de Pielou

esperado

observado

ss

S −= 1

( )mwnv

cbNS⋅+⋅

+⋅−=1

Árbol de Vecino más próximoreferencia Especie 1 Especie 2 TotalEspecie 1 a b m=a+bEspecie 2 c d n=c+d

v=a+c w=b+d N

DIVERSIDAD DE ESPECIES:DIVERSIDAD DE ESPECIES:Mezcla de especies:- Índice de Pielou

Masa mixta de Piceaabies y Fagus sylvatica

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0 20 40 60 80 100 120 140

Edad

S Claras bajas Claras selectivas

DIVERSIDAD DE ESPECIES:Mezcla de especies:

- Índice de Gadow

∑= inDMN

nDM )(1)(

∑= iji Vn

nDM 1)(

⎢⎣

⎡=≠

SpjSpjsiSpjSpisi

dVij 01

)(

0

20

40

60

80

100

0 0,33 0,67 1 DM(3) i

Nº pies%

Total

Ps

Qp

0

20

40

60

80

100

0 0,33 0,67 1 DM(3) i

Nº pies%

Total

Ps

Qp

S=-0.68 DM(3)=0.653 S=-0.96 DM(3)=0.102

DIFERENCIACIÓN:

- Distribución diamétrica

- Distribución h y h/d

0100200300400500

2.5 22.5 42.5 CD

n pi

es/h

a

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

<50 60 70 80 90 100 >110ESBELTEZ (h/d)

Nº pies árboles dañadosárboles no dañados

0

500

1000

1500

2000

5 10 15 20 25 30 40 d(cm)

Nºtrees/ha

0

5

10

15

20H (m)P-7 (A) P-4 (E)

DIFERENCIACIÓN:

- Índice de diferenciación de Gadow

X- diámetro, altura, longitud de copa

∑= iTDnN

nTD 1)( ∑ −=max

min11)(xx

nnTD i

DIFERENCIACIÓN:

- Índice de diferenciación de Gadow

Diámetro TD(3)

Longitud de copa K(3)

TD(3)=0,49

0

5

10

15

20

25

0,05 0,25 0,45 0,65 0,85TD( 3)i

%TD (3)=0,07

0

20

40

60

80

100

0,05 0,25 0,45 0,65 0,85TD( 3)i

%

K( 3)=0,83

0

10

20

30

40

50

0.05 0.25 0,45 0,65 0,85K( 3)i

%K( 3)=0,11

010203040506070

0,05 0,25 0,45 0,65 0,85K( 3)i

%

DIFERENCIACIÓN:-índice de Shannon aplicado a estratos

-Diversidad foliar por estratos

h>7,6 m

0,7<h<7,6 m

h<0,7 m

ii ppFHD ln⋅−= ∑

INDICES CONJUNTOS:

)(')(')(')(' EHVHSHSVEH SVS ++=

•Weber: índice de Shannon

)(')(' VHpVH iiS ∑ ⋅=

)(')(' EHppEH ijjiSV ∑ ⋅⋅=

NSVEHEv

log)('

=

Parcelas permanentes

ANALISIS DE LA DINÁMICA:

Método longitudinal

ANALISIS DE LA DINÁMICA:

regeneración

crecimiento

madurez

decaimiento

Método transversal

ANALISIS DE LA DINÁMICA:

Modelos de crecimiento• árbol individual• estimación de copa • posicionamiento de los árboles

Simulación distribuciones espaciales

APLICACIONES:

-Estudio de la dinámica natural y de masas no intervenidas

-Caracterización de rodales de especial interés

-Estudio de la influencia de la estructura en:crecimiento del árbolestabilidad producción

-Efecto de los tratamientos selvícolas sobre la estructura.

-Estudios de hábitats forestales: estudio del estado de conservación y tendencia.

¡MUCHAS GRACIAS!