Compatible Taper and Volume Systems Based on Volume Ratio Models for Four Pine Species in Oaxaca Mexico

Estimating tree volume components is an essential element in sustainable forest management. Compatible taper and merchantable outside-bark volume systems based on volume ratio models were globally fitted to four pine species (reduced models) with the aim to select the best reduced model and to fit it with dummy variables and additive effects using Pinus pseudostrobus Lindl as a base species. The study was carried out in the northern mountains of Oaxaca, Mexico. To fit the taper, merchantable volume, stem volume, branch volume, and total tree volume (stem volume and branch volume) equations, a taper dataset of 222, 230, 245, and 333 trees of Pinus douglasiana Martínez (Pd), Pinus oaxacana Mirov (Po), Pinus patula Schltd (Pp), and Pinus pseudostrobus Lindl (Pps), respectively, was used. In general, the compatible systems explained more than 97% in the observed variability for the four studied components: outside-bark diameter (d), merchantable outside-bark volume (Vm), stem outside-bark volume (Vs), and total tree volume (Vt). Alternatively, more than 52% of the observed variability for branch volume (Vb) was also explained. The developed compatible systems based on volume ratio models are a simple and consistent alternative for estimating the outside-bark diameter and variable outside-bark volume, as well as the components of commercial species for uneven-age and mixed-species forests in Oaxaca, MexicoThis study was partially financed by the CONAFOR—CONACYT funding for the project called Biometric system for the planning of sustainable forest management of ecosystems with timber potential in MexicoS

Considering neighborhood effects improves individual dbh growth models for natural mixed-species forests in Mexico

International audienceAbstractKey messageMore accurate diameter at breast height (dbh)-growth models are needed for developing management tools for mixed-species forests in Mexico. Individual distance-dependent dbh growth models that quantify local neighborhood effects have been developed for four species groups in such forests. The performance of the models is improved by distinguishing between inter- and intraspecific group competitions.ContextThe management of mixed-species forests in the northwest of Durango, Mexico, is mainly based on the selection method. Understanding the interspecific and intraspecific competition is critical to developing management tools for such mixed-species forests.AimsAn individual-based distance-dependent modeling approach was used to model the growth of dbh and to evaluate neighborhood effects for four species groups in Mexican mixed-species stands.MethodsTwenty-two species were classified into four groups: Pinus (seven species), other conifers (three species), other broadleaves (four species), and Quercus (eight species). Four methods were used to select neighboring trees and 12 competition indices (CIs) were calculated. Comparisons of the neighboring trees selection methods and CIs and tests of assumptions about neighborhood effects were conducted.ResultsIntra-species-group competition significantly reduced diameter growth for all species groups, except for the Quercus group. The Pinus, other conifers, and Quercus groups had significant and negative neighborhood effects on the other broadleaves species group, and not vice versa. The Quercus group also had negative neighborhood effect on the Pinus and other conifers species groups, and not vice versa. The Pinus and other conifers species groups had negative neighborhood effects on each other. All fitted age-independent dbh growth models showed a good of fit to the data (adjusted coefficient of determination larger than 0.977).ConclusionThe growth models can be used to predict dbh growth for species groups and competition in mixed-species stand from Durango, Mexico

Función ahusamiento-volumen comercial de Abies religiosa (Kunth) Schltdl. & Cham. en varias regiones de México

The taper-volume relationship is an essential tool for planning silvicultural management in forests with the final aim of promoting the distribution of products. The objective of this study is the generation of a compatible model that allows an accurate estimation of the taper-volume of Abies religiosa in several regions of Mexico. A data set of 2608 values was considered for the analysis of the information; the model was simultaneously adjusted by seemingly unrelated regression (SUR) for the estimation of compatible parameters. The model generated coefficients of determination with fit levels higher than 97 %, roots mean square less than 0.40, biases lower than 0.11, with certainty to model each forest region, which are complemented with their respective Akaike information criteria (AIC). In most cases, the shape factor of the species went from neiloid to paraboloid. This information will be useful for timber forest inventories.La relación ahusamiento-volumen es indispensable para la planeación del manejo silvícola en los bosques con la finalidad de favorecer la distribución de los productos. Por esta razón, el objetivo del presente estudio fue generar un modelo compatible que permitiera estimar de forma precisa el volumen-ahusamiento de Abies religiosa en varias regiones de México. Se utilizaron 2608 datos en el análisis de la información y el modelo se ajustó simultáneamente mediante la regresión aparentemente no relacionada (RAN) para la estimación de parámetros compatibles. El modelo generó coeficientes de determinación ajustados superiores al 97 %, raíces del medio cuadrático menores al 0.40, sesgos menores a 0.11, con certeza para modelar cada región forestal; datos que fueron complementados con sus respectivos criterios de información Akaike (AIC). En la mayoría de casos el factor de forma de la especie fue neiloide a paraboloide, información que será de utilidad para la elaboración de inventarios forestales

Sistema de crecimiento explícito para plantaciones forestales comerciales de Pinus patula schiede ex schltfl. Et cham

Se desarrolló un sistema de crecimiento y rendimiento maderable explícito, para la Cooperativa Integradora Forestal de Zacualpan, Veracruz, debido a que no contaban con estudios que permitieran predecir el crecimiento maderable para programar cosechas y evaluar financieramente las plantaciones. En su construcción se estableció una red de 50 sitios de remedición bajo un muestreo sistemático estratificado por edad para pino patula. El registro dasométrico se hizo en parcelas de forma rectangular, cubriendo una superficie de 400 m2, cada uno de los sitos conformados de tres a cinco parcelas por edad oscilando éstas, entre los 3 y 21 años. El sistema utiliza un ajuste simultáneo de los componentes vía regresión aparentemente no relacionada y dos modelos para la estimación de área basal por ha. El ajuste explícito sugiere que el turno técnico en volumen se alcanza a los 20 años en el sitio promedio. Comparando estos resultados con los obtenidos en rodales puros repoblados naturalmente de P. patula en Zacualtipán, Hidalgo donde el turno técnico se da también a los 20 años en el sitio promedio se tiene un rendimiento de 250m3/ha contra 420 m3/ha estimados en las plantaciones a la edad de 20 años

Diagrama para manejo de la densidad en rodales de Pinus patula Schiede ex Schltdl. & Cham. en Puebla, México

Un diagrama para el manejo de la densidad (DMD) es una herramienta técnica para aplicar silvicultura cuantitativa, la que contribuye a mejorar el manejo técnico de los bosques. El objetivo fue generar un diagrama para manejar la densidad con base en el índice de densidad de rodal de Reineke en bosques coetáneos de Pinus patula en Puebla, México. Se procesó una muestra compuesta por 252 sitios de muestreo para inventario seleccionados en condiciones de máxima densidad, que cubrió todas las condiciones de crecimiento y del intervalo de edades. La información de densidad y diámetro cuadrático se procesó mediante regresión estadística ajustando la relación funcional tamaño-densidad de Reineke. Se comparó la técnica de mínimos cuadrados ordinarios contra la de regresión frontera estocástica en sus modalidades de modelo semi-normal, normal truncado y normal exponencial. Una evaluación de la calidad de ajuste estadístico y gráfico evidenció que la técnica de regresión frontera estocástica en su modalidad semi-normal fue superior, por lo que se seleccionó para determinar la línea de autoaclareo. El índice de densidad máximo fue de 1 078 árboles ha-1 para un Dq de referencia de 20 cm. El DMD se generó con la definición de las diferentes zonas de crecimiento de Langsaeter. El DMD es útil para gestionar y prescribir la intensidad de aclareos como tratamientos silvícolas intermedios, en términos del número de árboles en una hectárea por remover y su equivalente en área basal por hectárea para rodales coetáneos

Distribución weibull para Pinus patula schiede ex schltdl. Et. Cham. En plantaciones forestales comerciales

Los sistemas de rendimiento que proveen estimaciones de volumen maderable por clase diamétrica (predicción implícita) son una herramienta de alto valor para la planificación del manejo forestal, ya que, al revelar la estructura del rodal, permite definir los tratamientos silvícolas que se pueden aplicar y saber a qué edad y diámetro se encuentra la mayor concentración de volumen. Sin embargo, la Cooperativa Integradora Forestal de Zacualpan, Veracruz (CIFZA) ha establecido 3,000 ha con Pinus patula durante los  últimos 14  años,  y no  cuenta con  estudios  que permitan  estimar  productividad o  predecir  el crecimiento maderable para programar la cosecha. Considerando lo anterior, se desarrolló un sistema en base a distribuciones diamétricas. En su construcción se utilizó información dasométrica derivada de dos remediciones en 50 parcelas permanentes de muestreo de 400 m2; en una crono-secuencia de edades que van de manera compacta de los 3 a los 11 años pero que tienen parcelas aisladas de hasta 21 años.  El sistema implícito se desarrolló tomando como base la distribución Weibull de tres parámetros y sugiere que a los 15 años la distribución diamétrica más probable concentra el 45.17% del volumen de árboles mayores de 25 cm. Evidentemente en plantaciones forestales comerciales se requiere de prácticas silvícolas intensivas y bien programadas a fin de maximizar el potencial de crecimiento durante los primeros 20 años

Can an Exponential Function Be Applied to the Asymptotic Density–Size Relationship? Two New Stand-Density Indices in Mixed-Species Forests

This study presents two stand-density indices (SDIs) based on exponential density decline as a function of quadratic mean diameter for all species combined in mixed-species forests with 22 species mix grouped in four species groups. The exponential-based density–diameter relationship, as well the density index corresponding to the slope or instantaneous mortality rate parameters, was compared with those based on power-law density–diameter relationship. A dataset of 202 fully stocked circular plots at maximum density was used for fitting the models, and a dataset of 122 circular plots was used for validation stand density index for all species combined of mixed-species stands. The dataset for validation was independent of dataset for model development. The first stand-density index showed a density management graphic (DMG) with a variable intercept and common instantaneous mortality rate, and the second index showed a DMG with common intercept and variable mortality rate. Additionally, the value of the initial density of the fitted line was more realistic than those generated by the potential model for all species combined. Moreover, the density management diagrams showed a curvilinear trend based on the maximum stand density index in graphical log–log scale. The DMGs could be interpreted as forest scenarios based on variable initial density and common management objectives or the same density and different management objectives for forest-rotation periods involving all species combined in mixed-species stands. The fitting of exponential and potential equations for species or species groups showed that the density–size relationships in mixed-species forests should be modeled for all species combined because the disaggregation of mixture species represented a weak tendency for each species or species group and the resultant fitted equations were unrealistic

¿Cómo corregir la heterocedasticidad y autocorrelación de residuales en modelos de ahusamiento y crecimiento en altura?

En la modelación del ahusamiento y del crecimiento en altura dominante con datos de series de tiempo, es muy común la presencia de heterocedasticidad y autocorrelación de los errores. Funciones de varianza (varFunc) y estructuras de correlación (corStruct) para corregir la heterocedasticidad y modelar dependencia de los errores, respectivamente. Estas fueron combinadas y evaluadas en ecuaciones de ahusamiento y crecimiento en altura de Pinus teocote en Durango, México. La base de datos se obtuvo de 51 análisis troncales con 768 observaciones de ahusamiento y 634 de altura. Las varFunc utilizadas fueron: 1) función de potencia (varPower); 2) función exponencial (varExp); 3) función constante y de potencia (varConstPower); y 4) función combinada de potencia y exponencial (varComb). Las corStruct incluyeron: simetría compuesta (corCompSymm), autorregresiva de orden 1 (corAR1), autorregresiva continua (corCAR1), autorregresiva de media móvil (corARMA2-0), corARMA1-1, corARMA2-1, corARMA2-2, corARMA3-1 y corARMA3-2. Las ecuaciones se ajustaron por mínimos cuadrados generalizados no lineales; y se evaluaron con un sistema de calificación con los estadísticos de ajuste: RMSE, R2, AIC, BIC, LogLik, CV y sesgo promedio. Con base en la calificación, las mejores combinaciones para el ahusamiento y crecimiento en altura fueron 1-9, 2-5, 3-8 y 4-6 y 1-6, 2-9, 3-7 y 4-4, respectivamente. En el ahusamiento solo la combinación 2-5 fue homocedástica con residuales independientes al igual que las ecuaciones de altura seleccionadas y las varFunc y corStruct presentaron influencia en la trayectoria de las curvas de índice de sitio construidas

Resilience of <i>Pinus durangensis</i> Martínez in Extreme Drought Periods: Vertical and Horizontal Response of Tree Rings

Extreme drought events reduce the productivity of forest ecosystems. One approach for estimating the effects of drought on forests is by assessing their resilience. The objective of this study was to estimate resilience rates at different heights along the tree stem of Pinus durangensis Martínez. The radial growth of 200 cross sections extracted at four heights of tree stems (0.07–0.15, 1.3, 6.3, and 11.0–12.0 m) was analyzed and subsequently transformed into ring-width indices (RWI). These indices were correlated with the Standardized Precipitation-Evapotranspiration Index on a six-month time scale (accumulated drought of six months in the period February–May; SPEI06FM). Seven extreme drought events were identified (1890, 1902, 1956, 1974, 1999, 2006, 2011), and radial growth before, during, and after each event was determined. Based on ring-width index values, resistance, recovery, and resilience indices were calculated. The results indicated a significant correlation (p ≤ 0.05) between annual radial increment and climate indices along the stem (0.56 to 0.80). Climatic sensitivity was higher in the lower part of the stem, with mean sensitivity (MS) and expressed population signal (EPS) values of 0.38 and 0.97, respectively. Resistance index values ranged from 0.44 to 0.76 and were better expressed in higher sections of the stem. Resilience indices changed over time. Regardless of the height of the tree stem, the latest extreme drought events (1999, 2006, and 2011) have led to a lower resilience of trees, indicating that their recovery capacity has decreased. Therefore, forestry practices in the study area may consider managing tree density as a strategy to regulate the stress in competition and to increase the tolerance of trees to drought