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Tree Survey: metodo di campionamento del quarto centrato sul punto

Overview

Sono disponibili diversi metodi per il campionamento delle comunità forestali. Il quarto centrato sul punto è uno di questi metodi. Viene utilizzato per raccogliere informazioni sulla densità, la frequenza e la copertura delle specie arboree che si trovano in una foresta. Queste informazioni forniscono la possibilità di stimare il numero di singoli alberi incontrati, la frequenza con cui si verifica un determinato albero, la frequenza con cui si verifica un determinato albero, la modalità comune rispetto ad altri alberi e le dimensioni dell'albero. Rispetto all'analisi standard del grafico, il metodo del quarto centrato sul punto è più efficiente, il che è un grande vantaggio. In un campionamento di appezzamenti ad area fissa, viene esaminata una piccola parte della superficie totale della foresta. In questo piccolo sottocampione, la densità viene determinata direttamente contando e identificando ogni albero. Il rapporto tra le dimensioni della sottotrama e la dimensione complessiva della foresta viene utilizzato per determinare la densità per l'intera foresta.

Principles

Nel metodo del quarto centrato sul punto, viene identificato un punto nella foresta e l'area intorno ad esso è separata in quattro quarti. In ogni quarto, viene identificato l'albero più vicino con un diametro all'altezza del seno (dbh) di ≥ 40 cm. Questo è considerato il campione di "grande albero". In ogni quarto viene identificato l'albero più vicino con un dbh > 2,5 cm e < 40 cm. Questo è considerato il campione di "piccolo albero". Il dbh è il diametro (in cm) di un albero misurato a 4 piedi e mezzo sopra il grado esistente. Identificare un grande albero e un piccolo albero in ogni quadrante offre la possibilità di confrontare il piano generale (gli alberi in una foresta le cui corone costituiscono lo strato più alto di vegetazione in una foresta, in genere formando la chioma) con il sottobosco (vegetazione che cresce sotto la chioma della foresta senza penetrarlo in alcuna misura).

Utilizzando queste misurazioni, viene calcolata l'area basale e il valore di importanza di ciascuna specie arborea. L'area basale è l'area della sezione trasversale (in m2) di un singolo albero all'altezza del seno (4 piedi e mezzo dal suolo). L'area basale di tutti gli alberi di una specie può essere calcolata per comprendere la densità di specie in un sito. Questo viene utilizzato, invece del numero di alberi per area, per tenere conto delle dimensioni degli alberi. Il valore di importanza di ciascuna specie viene calcolato per comprendere la dominanza relativa di quella specie in una comunità forestale. Si basa su quanto comunemente una specie si verifica in tutta la foresta, il numero totale di individui della specie e la quantità totale di area forestale occupata dalla specie.

Procedure

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.

Figure 1
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.
           Equation 1
  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.

Grandi Alberi

Numero di individui Densità relativa (%) Densità
(alberi/ettaro)
Specie 1 _______
Specie 2 _______
Specie 3 _______
Specie 4 _______
Specie 5 _______
Specie 6 _______

Piccoli alberi

Numero di individui Densità relativa (%) Densità
(alberi/ettaro)
Specie 1 _______
Specie 2 _______
Specie 3 _______
Specie 4 _______
Specie 5 _______
Specie 6 _______

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

Grandi Alberi

Area basale media
(m2)
Area basale
(m2)
Area basale relativa
Specie 1 _______________
Specie 2 _______________
Specie 3 _______________
Specie 4 _______________
Specie 5 _______________
Specie 6 _______________
TOTALE Area basale totale =

Piccoli alberi

Area basale media
(m2)
Area basale
(m2)
Area basale relativa
Specie 1 _______________
Specie 2 _______________
Specie 3 _______________
Specie 4 _______________
Specie 5 _______________
Specie 6 _______________
TOTALE Area basale totale =

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

Grandi Alberi

Numero di punti Frequenza Frequenza relativa
Specie 1 _______________
Specie 2 _______________
Specie 3 _______________
Specie 4 _______________
Specie 5 _______________
Specie 6 _______________
TOTALE Frequenza totale =

Piccoli alberi

Numero di punti Frequenza Frequenza relativa
Specie 1 _______________
Specie 2 _______________
Specie 3 _______________
Specie 4 _______________
Specie 5 _______________
Specie 6 _______________
TOTALE Frequenza totale =

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

Grandi Alberi

Relativo
Densità
Relativo
Frequenza
Relativo
Basale
Area
Importanza
Valore
Relativo
Importanza
Valore
Specie 1 _______________
Specie 2 _______________
Specie 3 _______________
Specie 4 _______________
Specie 5 _______________
Specie 6 _______________
Totale IV =

Piccoli alberi

Relativo
Densità
Relativo
Frequenza
Relativo
Basale
Area
Importanza
Valore
Relativo
Importanza
Valore
Specie 1 _______________
Specie 2 _______________
Specie 3 _______________
Specie 4 _______________
Specie 5 _______________
Specie 6 _______________
Totale IV =

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 del 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, 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-specifici. Se gli alberi invasivi dominano il sottobosco, questo potrebbe indicare un futuro spostamento di alberi nativi.

Il campionamento del quarto 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 che si trovano in una foresta. I dati raccolti tramite questo metodo forniscono la possibilità di stimare la frequenza con cui si verifica una specie arborea, quanto le specie comuni sono relative 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 indagine ad albero. È più efficiente dell'analisi standard della trama perché richiede solo un piccolo campionamento attraverso il bosco, invece di rilevare tutti gli alberi presenti. Anche se meno laborioso, è stato dimostrato che fornisce risultati comparabili.

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

Il metodo di indagine del quarto d'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 quindi sommati per dare 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 misurazione 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 intorno ad esso 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 grande campione di albero.

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 piccolo campione di albero. L'identificazione di un grande albero e di un piccolo albero in ogni quadrante consente di confrontare l'alta vegetazione a baldacchino che forma la vegetazione del 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. Calcolare l'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 viene calcolato per stimare la dominanza relativa di una particolare specie in una comunità forestale. Tiene conto di quanto comunemente una specie si presenti nella foresta, del numero totale di individui della specie e della quantità totale di area forestale che la specie occupa.

Ora che abbiamo familiarità con l'importanza delle indagini sugli alberi e i principi delle indagini trimestrali centrate sul punto, diamo un'occhiata a come queste vengono svolte 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 di confine da fonti esterne, come le strade.

Posiziona un palo ogni 50 m lungo il transetto. Ogni palo rappresenta il centro di quattro direzioni della bussola che dividono il sito di campionamento in quattro quarti. Questi possono essere numerato per posizione da un'estremità, se lo si desidera.

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

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

Posizionare i campioni di foglie su carta da erbario ed etichettare in base al sito di raccolta, quindi posizionarli in una pressa vegetale per una successiva identificazione.

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

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

Tornati al laboratorio, calcolate la distanza media punto-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 dell'albero o una chiave ID, identifica ciascuno degli alberi misurati sia nelle categorie di alberi grandi che in quelli piccoli.

Calcola la distanza media punto-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 i grandi alberi che per i piccoli gruppi di alberi usando l'equazione mostrata. Registrare il numero di individui di ciascuna specie arborea per gruppo, quindi determinare la densità per specie sia per l'albero grande che per il piccolo gruppo di alberi.

Convertire 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 volte la sua densità. Successivamente, per ogni specie, calcolare l'area basale relativa.

Determinare 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 sui 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 dei 4 punti, la frequenza sarebbe uguale 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. Aggiungere la densità relativa alla frequenza relativa più l'area basale relativa. Infine, determinare il valore di importanza relativa per ogni specie.

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

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

Le indagini sugli alberi vengono utilizzate per informare scienziati o 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 delle informazioni.

Una comunità può beneficiare di 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 rivelarsi un rischio per la salute derivante dalla caduta di 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 uno dei primi indicatori di cattive condizioni ambientali, tra cui piogge acide o 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 piantagione di alberi comuni aggiungendo al contempo specie benefiche nuove o non comuni per mantenere la diversità. I dati di un'indagine sugli alberi possono anche consentire ai manager 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 personalizzare le strategie di piantagione basate su questi dati.

Hai appena visto l'introduzione di JoVE al Tree Surveying usando il metodo del quarto centrato sul punto. Ora dovresti capire l'importanza delle indagini sugli alberi, come eseguire un'indagine trimestrale centrata sul punto e come calcolare la struttura della foresta in base alle misurazioni dell'indagine. Grazie per l'attenzione!

Results

Il metodo di indagine del quarto albero centrato sul punto produce tre misure quantitative: la densità relativa, la frequenza relativa e l'area basale relativa. Questi tre valori vengono sommati per dare il valore di importanza di quella specie. Questo viene quindi convertito in un valore di importanza relativa (Tabella 5).

Il valore di importanza di una specie può raggiungere un massimo di 300 in un'indagine che trova solo una specie presente. Un valore di grande importanza non significa necessariamente che la specie sia importante per la salute della foresta; significa semplicemente che la specie attualmente domina la struttura forestale (Figura 2).

Gli alberi sono un'importante risorsa naturale che aiuta l'ambiente, la salute e la qualità generale della vita di una città. Pertanto, avere una buona comprensione della composizione della foresta è essenziale per mantenere questa risorsa. Ad esempio, se la foresta è molto diversificata, può aiutare a ridurre al minimo l'impatto di un insetto o di una malattia specie-specifica. Se il sottobosco mostra un'alta frequenza di alberi invasivi, potrebbe indicare che stanno iniziando a superare e spostare gli alberi nativi.

Figure 4
Figura 2. Un grafico a barre del valore di importanza degli alberi in Sommes Woods.

Tabella dati: CATEGORIA GRANDE (dbh ≥ 40 cm)

Numero albero Numero di punti Quadrante Specie arboree Distanza dal punto Dbh
centimetro m centimetro m
1L 1 NE Basswood americano 500 5.0 49.1 .491
2L 1 SE Acero Argentato 12300 12.3 51.2 .512
3L 1 NW Olmo americano 530 5.3 72.3 .723
4L 1 SW Acero Argentato 620 6.2 50.1 .501
5L 2 NE Frassino Bianco 890 8.9 49.3 .493
6L 2 SE Quercia rossa settentrionale 560 5.6 52.2 .522
7L 2 NW Olmo americano 10500 10.5 63.4 .634
8L 2 SW Frassino Bianco 12200 12.2 70.5 .705
9L 3 NE Quercia rossa settentrionale 750 7.5 42.2 .422
10L 3 SE Olmo americano 880 8.8 45.1 .451
11L 3 NW Quercia rossa settentrionale 13100 13.1 52.0 .520
12L 3 SW Frassino Bianco 14000 14.0 63.5 .635
13L 4 NE Acero Argentato 10200 10.2 70.1 .701
14L 4 SE Acero Argentato 650 6.5 72.6 .726
15L 4 NW Frassino Bianco 320 3.2 82.1 .821
16L 4 SW Quercia rossa settentrionale 12200 12.2 42.5 .425

Tabella dati: CATEGORIA PICCOLA (dbh < 40 cm)

Numero albero Numero di punti Quadrante Specie arboree Distanza dal punto Dbh
centimetro m centimetro m
1S 1 NE Acero da zucchero 750 7.5 10.3 .103
2S 1 SE Frassino Bianco 520 5.2 12.1 .121
3S 1 NW Frassino Bianco 360 3.6 9.5 .095
4S 1 SW Caprifoglio dell'Amur 650 6.5 14.1 .141
5S 2 NE Olivello spinoso europeo 330 3.3 3.4 .034
6S 2 SE Frassino Bianco 420 4.2 30.2 .302
7S 2 NW Acero da zucchero 510 5.1 22.5 .225
8S 2 SW Caprifoglio dell'Amur 660 6.6 17.2 .171
9S 3 NE Acero da zucchero 810 8.1 31.1 .311
Anni '10 3 SE Caprifoglio dell'Amur 430 4.3 21.5 .215
11S 3 NW Frassino Bianco 370 3.7 18.0 .180
12S 3 SW Olivello spinoso europeo 470 4.7 5.6 .056
13S 4 NE Olivello spinoso europeo 820 8.2 6.2 .062
14S 4 SE Olivello spinoso europeo 650 6.5 8.5 .085
15S 4 NW Olivello spinoso europeo 490 4.9 9.1 .091
16S 4 SW Acero da zucchero 310 3.1 13.3 .133

Tabella 5. Una tabella che descrive in dettaglio i risultati rappresentativi raccolti dal metodo di indagine ad albero centrato sul punto.

Applications and Summary

Le indagini sugli alberi sono una tecnica importante sia per le parti interessate private che pubbliche. Possono fornire informazioni utili per consentire ai gestori del territorio di prendere decisioni informate. Una comunità potrebbe voler fare un inventario degli alberi per determinare se c'è bisogno di un programma forestale. Ad esempio, l'indagine può rivelare molti alberi morti o malati (Figura 3) e indicare la necessità di ulteriori piantagioni. L'indagine può anche aiutare la comunità a stabilire un programma di manutenzione per prevenire danni da alberi pericolosi. Infine, l'indagine può aiutare le comunità con le decisioni di gestione del territorio. Conoscere la diversità delle specie in una foresta può consentire ai gestori di sviluppare un piano per la semina (Figura 4). Ad esempio, possono impostare linee guida come "Non piantare alberi da una specie che comprende più dell'x% della foresta".

Le indagini sugli alberi aiutano a quantificare il valore di una foresta come risorsa naturale. Conoscere la struttura forestale consente ai gestori forestali di calcolare il valore dei servizi forniti dagli alberi, come il controllo dell'inquinamento atmosferico, la cattura e lo stoccaggio del carbonio e la riduzione del consumo di energia.

Figure 5
Figura 3. Una foto di una foresta con alberi potenzialmente malati. Un'indagine sugli alberi potrebbe aiutare a rilevare la presenza di alberi morenti, in modo che i manager possano piantare nuovi alberi per mantenere i livelli delle foreste.

Figure 6
Figura 4. Una foto di una foresta sana e diversificata. Un'indagine sugli alberi potrebbe aiutare i manager a sviluppare un piano per piantare alberi adeguati per mantenere i livelli di un numero di specie particolari (quindi un tipo di albero non prende il controllo di una foresta, per esempio).

Transcript

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