1.2: Rilevamento degli alberi: metodo di campionamento a quarti centrati su un punto

1. Indagine sugli alberi

1. Stabilire un transetto di 150 m nella foresta.
2. Posiziona un palo ogni 50 m. Ogni palo (punto) rappresenta il centro di quattro direzioni della bussola (N, E, W, S) che dividono il sito di campionamento in quattro quarti.
3. In ogni trimestre, la distanza viene misurata dal palo all'albero più vicino ≥ 40 cm, indipendentemente dalla specie. Dovrebbe essere misurato un solo grande albero per trimestre, quindi un totale di 16 alberi sono registrati nella categoria degli alberi grandi. Registrare la distanza in cm per ciascuno.
4. Raccogli un campione di foglie da ogni albero. Assicurarsi di notare se le foglie sono opposte, alternate o wholred (Figura 1) prima di rimuoverle. Posizionare il campione sulla carta dell'erbario, correttamente etichettato con il numero dell'albero, e posizionarlo in una pressa per piante per una successiva identificazione.
5. Utilizzando un nastro di misurazione sul campo, misurare il diametro dell'albero a 4 piedi e mezzo sopra il grado esistente (dbh). Registrare il dbh. Se si utilizza un nastro dbh, leggere il diametro direttamente dal nastro. Se si utilizza un normale metro a nastro, misurare la circonferenza dell'albero e quindi calcolare il diametro utilizzando la formula C = π d.
6. Ripetere i passaggi da 1,3 a 1,5 per l'albero più vicino < 40 cm e > 2,5 cm in ciascun quadrante. Questi alberi sono etichettati come la categoria di piccoli alberi.
7. Utilizzando i campioni di foglie, identificare le specie di ciascun albero nelle categorie 16 grandi alberi e 16 piccoli alberi.

Figura 1. Esempi di disposizioni di foglie opposte, alternate e a spirale.

2. Calcoli

(Esegui analisi separate per alberi di grandi dimensioni e piccoli alberi.)

1. Calcola la distanza media punto-albero per l'intero campione di alberi di grandi dimensioni, indipendentemente dalla specie. Calcola la distanza media punto-albero per l'intero campione di piccoli alberi, indipendentemente dalla specie.
2. Calcola la densità media (il numero di alberi/ettaro) sia per gli alberi grandi che per gli alberi piccoli.
         
3. Determinare la densità per specie sia per i grandi alberi che per i piccoli alberi. Quindi, contare il numero di individui nel campione per ogni specie e registrare (Tabella 1). Il numero totale di individui contati è 16.
   Densità relativa = (numero di individui di una specie/16) x 100%
   E
   Densità = (Densità relativa/100) x Densità media
4. Determinare e registrare l'area basale per specie (Tabella 2).
   1. Convertire le misure di diametro in aree per tutti gli alberi campionati (a = π r²).
   2. Calcola l'area basale media per ogni specie, cioè prendi la media.
   3. Per ogni specie, calcolare l'area basale e l'area basale relativa.
      Area basale = Densità x Area basale media
      E
      Area basale relativa = (Area basale / Area basale totale) x 100
      L'area basale totale è l'area basale totale per tutte le specie (somma di tutti i LAI).
5. Determinare e registrare la frequenza per specie (Tabella 3).
   Frequenza = (no. dei punti in cui si verificano le specie/numero totale. di punti campionati)
   E
   Frequenza relativa = (Frequenza/Frequenza totale per tutte le specie) x 100
   1. La frequenza di ciascuna specie è determinata confrontando il numero di punti in cui quella specie si è verificata tra i 4 punti campionati. Ad esempio, se un olmo americano si trova in tutti e 4 i punti, la frequenza sarebbe 4/4 = 1. Se un acero argentato si trova in 2 dei 4 punti, la frequenza sarebbe 2/4 = 0,5.
6. Calcolare e registrare un valore di importanza e un valore di importanza relativa per specie (Tabella 4).
   Valore di importanza = Densità relativa + Frequenza relativa + Area basale relativa
   E
   Valore di importanza relativa = (Valore di importanza / Valore di imp. totale per tutte le specie) x100
7. Crea un grafico che descriva il valore di importanza per ogni specie sull'asse y e la specie sull'asse x. Posizionali sull'asse y in ordine di valori di importanza crescente. Ci dovrebbe essere una linea per i grandi alberi e una linea per i piccoli alberi.

Tabella 1. Una tabella per compilare le informazioni riguardanti la densità di alberi grandi e piccoli.

Tabella 2. Una tabella per compilare le informazioni riguardanti l'area basale di alberi grandi e piccoli.

Tabella 3. Una tabella per compilare le informazioni riguardanti la frequenza di alberi grandi e piccoli.

Tabella 4. Una tabella per compilare le informazioni relative al valore di importanza e al valore di importanza relativa di alberi grandi e piccoli.

Le indagini sugli alberi sono importanti per valutare la biodiversità nelle foreste e chiarire la struttura e la salute delle aree boschive. Il metodo di campionamento a quarto centrato sul punto è una tecnica comune utilizzata per quantificare la composizione del bosco.

I boschi sono un'importante risorsa naturale e aiutano a mantenere l'ambiente, pur avendo un impatto sulla salute e sulla qualità della vita delle popolazioni umane. Una buona comprensione della composizione delle foreste è essenziale per mantenere questa risorsa. Se una foresta è molto diversificata, può ridurre al minimo l'impatto di parassiti o malattie specie-specifiche. Se gli alberi invasivi dominano il sottobosco, ciò potrebbe indicare un futuro spostamento degli alberi autoctoni.

Il campionamento trimestrale centrato sul punto è un metodo comunemente usato nelle comunità forestali. Viene utilizzato per raccogliere informazioni sulla densità, la frequenza e la copertura delle specie arboree presenti in una foresta. I dati raccolti con questo metodo forniscono la possibilità di stimare la frequenza con cui si verifica una specie arborea, quanto sono comuni le specie rispetto ad altre e le dimensioni degli alberi, che possono fornire una stima dell'età dell'albero e dello spazio che occupano nell'ecosistema.

Il metodo centrato sul punto presenta vantaggi rispetto ad altri tipi di rilevamento degli alberi. È più efficiente dell'analisi standard dei lotti perché richiede solo un piccolo campionamento in tutto il bosco, invece di rilevare tutti gli alberi presenti. Sebbene meno laborioso, ha dimostrato di fornire risultati comparabili.

Questo video illustra come eseguire un campione di un quarto centrato sul punto, come calcolare i dati dell'albero correlati e come analizzare i risultati di un'indagine sull'albero del quarto centrato sul punto.

Il metodo di indagine del quarto di albero centrato sul punto produce tre principali misure quantitative per una specifica specie arborea: densità relativa, frequenza relativa e area basale relativa. Questi tre valori vengono poi sommati per ottenere un "Valore di Importanza" di quella specie, che può essere convertito in un "Valore di Importanza Relativa". Questo valore fornisce una quantificazione numerica della prevalenza e dell'abbondanza di una specie arborea all'interno della foresta.

Il metodo del quarto centrato sul punto utilizza una misura dell'albero chiamata Diametro all'altezza del seno, o DBH. Questo è misurato a 4,5 piedi sopra il grado esistente. Dopo che è stato selezionato un luogo di rilevamento, viene stabilito un transetto, viene scelto un punto nella foresta lungo quel transetto e l'area circostante separata in quattro quarti. In ogni quarto viene identificato l'albero più vicino con un DBH superiore a 40 cm. Questa raccolta è considerata il campione di albero di grandi dimensioni.

Successivamente, in ogni quarto, viene identificato l'albero più vicino con un DBH superiore a 2,5 cm, ma inferiore a 40 cm. Questi sono etichettati come il campione di piccolo albero. L'identificazione di un albero grande e di un albero piccolo in ogni quadrante consente di confrontare la vegetazione alta e a baldacchino che forma il sottobosco con la crescita del sottobosco di livello inferiore.

Utilizzando queste semplici misurazioni, è possibile calcolare l'area basale e il valore di importanza di ciascuna specie arborea. L'area basale è l'area della sezione trasversale di un singolo albero a DBH. Il calcolo dell'area basale totale di tutti gli alberi di una specie è un modo più accurato per comprendere la densità delle specie e viene utilizzato al posto del numero di alberi per sito per tenere conto delle dimensioni degli alberi.

Il valore di importanza di ciascuna specie è calcolato per stimare la dominanza relativa di una particolare specie in una comunità forestale. Tiene conto della frequenza con cui una specie si trova in tutta la foresta, del numero totale di individui della specie e della quantità totale di area forestale occupata dalla specie.

Ora che abbiamo familiarità con l'importanza dei sondaggi sugli alberi e i principi dei sondaggi trimestrali centrati sul punto, diamo un'occhiata a come vengono eseguiti sul campo.

Una volta identificato un sito boschivo, stabilire un transetto di 150 m nella foresta. Questo può iniziare ovunque nel bosco, ma dovrebbe preferibilmente essere lontano dal bordo della foresta per ridurre al minimo gli effetti del confine da fonti esterne, come le strade.

Posiziona un paletto ogni 50 m lungo il transetto. Ogni paletto rappresenta il centro di quattro direzioni della bussola che dividono il sito di campionamento in quattro quarti. Se lo si desidera, questi possono essere numerati in base alla posizione da un'estremità.

In ogni quarto, viene misurata la distanza dal palo all'albero più vicino, di qualsiasi specie, di diametro superiore a 40 cm. Dovrebbe essere misurato un solo albero di grandi dimensioni per trimestre, quindi nella categoria degli alberi di grandi dimensioni vengono registrati un totale di 16 alberi. Registra la distanza dal paletto in centimetri per ciascuno.

Ad ogni albero misurato, nota se le foglie sono disposte in una disposizione alternativa, a spirale o opposta. Quindi, raccogli un campione di foglie per ciascuno degli alberi misurati.

Posizionare i campioni di foglie su carta per erbario ed etichettarli in base al sito di raccolta, quindi metterli in una pressa per piante per una successiva identificazione.

Per ogni albero di campioni, utilizzando un nastro di misurazione sul campo, registrare il DBH. Se si utilizza un nastro DBH specifico, leggere direttamente il diametro. Con un normale metro a nastro, misurare la circonferenza dell'albero, quindi calcolare il diametro utilizzando la formula.

Quindi, ripeti queste misurazioni per ogni quadrante, in ogni segmento del transetto per l'albero più vicino di diametro inferiore a 40 cm e superiore a 2,5 cm. Registrali in una categoria separata, etichettati come piccoli alberi.

Tornato in laboratorio, calcola la distanza media da punto ad albero, la densità e l'area basale per ogni specie. Queste informazioni possono quindi essere utilizzate per generare il valore di importanza. Innanzitutto, utilizzando una guida all'identificazione degli alberi o una chiave ID, identifica ciascuno degli alberi misurati sia nella categoria degli alberi grandi che in quelli piccoli.

Calcola la distanza media da punto ad albero per l'intero campione di alberi grandi e piccoli. Questo è il valore medio per la distanza del gruppo di alberi dal punto di transetto.

Quindi, calcola la densità media o il numero di alberi per ettaro sia per l'albero grande che per i piccoli gruppi di alberi utilizzando l'equazione mostrata. Registra il numero di individui di ciascuna specie arborea per gruppo, quindi determina la densità per specie sia per l'albero grande che per il gruppo di alberi piccoli.

Converti le misure del diametro in aree per tutti gli alberi campionati. Calcola l'area basale media per ogni specie calcolando la media. L'area basale di una specie è l'area basale media di quella specie moltiplicata per la sua densità. Successivamente, per ogni specie, calcola l'area basale relativa.

Determina la frequenza con cui ogni specie si verifica in ciascun gruppo. Questo è determinato confrontando il numero di punti in cui quella specie si è verificata rispetto ai 4 punti campionati. Ad esempio, se un olmo americano si trova in tutti e quattro i punti di un quadrante, la frequenza sarebbe uguale a 1. Se un acero argentato si trova in 2 punti su 4, la frequenza sarebbe pari a 0,5 Ora, determina la frequenza relativa di ogni specie, per ogni gruppo.

Il valore di importanza di una specie può ora essere calcolato. Sommare la densità relativa alla frequenza relativa più l'area basale relativa. Infine, determina il valore di importanza relativa per ogni specie.

Per riassumere, inserisci questi dati in un grafico che rappresenta il valore di importanza per ciascuna specie sull'asse Y, disposto in ordine crescente di importanza, e il nome della specie sull'asse X. I dati devono essere presentati come una barra per gli alberi grandi e una barra per gli alberi piccoli.

Il valore di importanza di una specie può raggiungere un massimo di 300 in un'indagine in cui si osserva una sola specie arborea. Alto valore di importanza non significa necessariamente che una specie sia importante per la salute della foresta. Invece, è semplicemente un'indicazione che la specie è attualmente dominante nella struttura forestale.

I sondaggi sugli alberi vengono utilizzati per informare gli scienziati o i gestori del territorio su una varietà di argomenti importanti. Il metodo del trimestre centrato sul punto può essere applicato in una varietà di scenari di raccolta di informazioni.

Una comunità può trarre vantaggio da un inventario degli alberi per determinare la necessità di un programma forestale se c'è un'alta frequenza di alberi morti o malati nei boschi locali. Tali alberi possono rappresentare un rischio per la salute a causa della caduta dei rami o un rischio di infezione per gli altri. Trovare molti alberi morti o malati in una foresta solleverebbe preoccupazioni per gli scienziati ambientali e potrebbe essere un indicatore precoce di cattive condizioni ambientali, tra cui le piogge acide o l'inquinamento da ozono.

Conoscere la diversità delle specie in una foresta può aiutare i gestori del territorio a sviluppare strategie di piantagione. Possono essere informati di stabilire linee guida per limitare o eliminare la piantumazione di alberi comuni, aggiungendo specie benefiche nuove o non comuni per mantenere la diversità. I dati di un'indagine sugli alberi possono anche consentire ai gestori di calcolare il valore dei servizi forniti da specifiche specie arboree, come il controllo dell'inquinamento atmosferico o la cattura e lo stoccaggio del carbonio, e di personalizzare le strategie di piantagione sulla base di questi dati.

Hai appena visto l'introduzione di JoVE al rilevamento degli alberi utilizzando il metodo del trimestre centrato sul punto. A questo punto è necessario comprendere l'importanza dei rilevamenti sugli alberi, come eseguire un rilevamento trimestrale centrato sul punto e come calcolare la struttura della foresta in base alle misurazioni del rilevamento. Grazie per l'attenzione!