Analysis of biomass expansion factors for the most important tree species in Portugal

Mestrado em Engenharia Florestal e dos Recursos Naturais - Instituto Superior de AgronomiaNo presente trabalho são incluídos dois estudos cuja ligação é a espécie florestal, Pinheiro bravo. A finalidade de ambos foi fornecer instrumentos para a quantificação de biomassa e de carbono na floresta portuguesa. O objectivo do primeiro estudo foi melhorar as equações existentes conferindolhes um carácter de aplicação geral para Portugal, agrupando os dados recolhidos em diferentes locais do país. Apresentam-se dois sistemas de equações para a espécie pinheiro bravo (Pinus pinaster Aiton), para estimar ao nível da árvore individual, a biomassa aérea e a biomassa para as principais componentes da árvore (lenho, casca, ramos e agulhas). Um dos sistemas de equações poderá ser aplicado em povoamentos irregulares ou povoamentos regulares de idade desconhecida e o outro em povoamentos regulares, cuja idade é conhecida. Os sistemas de equações foram obtidos por ajustamento simultâneo pelo método dos mínimos quadrados não lineares generalizados. Para a validação das equações seleccionadas foi aplicado o método Jack Knife, porque a grandeza da amostra não permitiu a separação em dois conjuntos, um para ajustamento e outro para validação. A selecção dos sistemas obtidos teve em consideração a melhor performance dos modelos e a inclusão de variáveis dendrométricas e variaveis do povoamento disponibilizadas pelo inventário florestal nacional. O segundo estudo teve como finalidade avaliar e quantificar o sequestro de carbono na floresta, resultante da aplicação de diferentes métodos de estimação da biomassa do povoamento. Para o efeito foram aplicadas as actuais equações de biomassa existentes para as principais espécies florestais portuguesas. Como método alternativo, foram aplicados os factores de expansão de biomassa, publicados no relatório do Inventário Nacional de Emissões por Fontes e Remoções por Sumidouros de Poluentes Atmosféricos por espécie, pela simples multiplicação destes valores constantes pelo volume do povoamento. A utilização de factores de expansão de biomassa, em relação à determinação da biomassa com recurso a equações alométricas da árvore, tem a vantagem de ser aplicável em dados já processados e em modelos de crescimento do povoamento que não incluem o módulo de biomassa. Com base na conclusão de diversos estudos de que o factor de expansão de biomassa não é constante ao longo do tempo, foram ajustadas equações para estimar factores de expansão de biomassa em função de variáveis do povoamento facilmente obtidas com os dados de inventário florestal. Estas equações foram utilizadas para estimar a biomassa do povoamento de algumas espécies florestais, nomeadamente: pinheiro bravo, eucalipto, sobreiro, pinheiro manso e castanheiro. Os resultados da sua aplicação são comparados com os resultados obtidos com os métodos anteriormente descritos.-------------------------------------This study contains two working papers that are linked to a final objective: biomass and carbon estimates of Portuguese forests. The link is also established by one forest species, the Maritime pine. Two systems of compatible equations were developed in the first study for the maritime pine species, to estimate tree aboveground biomass and biomass per tree component at Portugal level. One of the systems may be applied to uneven aged stands or to even-aged stands in which the age is unknown and the other system can be applied to even-aged stands where age is known. The aim of the second study was to support a critical analysis comparing different methods to estimate stand biomass: i) applying the current tree level biomass equations; ii) using biomass expansion factors that have been published in the Portuguese National Inventory Report on greenhouse gases; iii) using models developed under this study, for the prediction of biomass expansion factors as a function of stand variables. This second study was developed for five of the main forest species in Portugal: maritime pine, eucalyptus, cork oak, umbrella pine and chestnut

SUBER v.5.0 - Manual do utilizador

Os primeiros trabalhos referentes ao desenvolvimento de um modelo de crescimento e produção para o montado de sobro em Portugal, iniciaram-se no final da década de 90. A primeira versão do modelo SUBER foi desenvolvida no final da década de 90 (Tomé et al. 1998, 1999) e encontrava-se implementada num programa em linguagem Fortran 77 (Intel® Visual Fortran Compiler) para o sistema VAX/VMS. Entre 2000 e 2011 outras versões do modelo SUBER foram sendo desenvolvidas em resultado do trabalho de projectos de investigação decorridos no Centro de Estudos Florestais no Instituto Superior de Agronomia, que culminaram com a versão v5.0 (Paulo 2011). Esta versão do modelo, para além de apresentar progressos no que diz respeito à estrutura, foi também implementada numa plataforma amigável do utilizador designada sIMfLOR, desenvolvida em em linguagem Microsoft VB.NET©. Esta opção permitiu ultrapassar algumas dificuldades de utilização que se encontravam nas versões anteriores. O presente relatório diz respeito à forma de utilização desta versão do modelo, através da plataforma sIMfLOR onde está implementado. Nas secções seguintes descrevem-se em detalhe os passos para a criação dos ficheiros de input, as formas distintas de utilização do modelo através da interface sIMfLOR, os ficheiros de output produzidos e as formas de efectuar a sua visualização e/ou análiseN/

Lessons learnt: montados in Portugal

The AGFORWARD research project (January 2014 - December 2017), funded by the European Commission, is promoting agroforestry practices in Europe that will advance sustainable rural development. The project has four objectives: 1. to understand the context and extent of agroforestry in Europe, 2. to identify, develop and field-test innovations (through participatory research) to improve the benefits and viability of agroforestry systems in Europe, 3. to evaluate innovative agroforestry designs and practices at a field-, farm- and landscape scale, 4. to promote the wider adoption of appropriate agroforestry systems in Europe through policy development and dissemination. This report contributes to the second objective and Deliverable 2.5 which describes the lessons learnt from innovations within agroforestry systems of high natural and cultural value. Within the project, there were ten stakeholder groups focused on such systems (e.g. dehesas, montados, other wood pastures, and bocage). This report focuses on a trial established to understand the effect of understory management alternatives on the tree and cork growth, in pure cork oak woodlands, also commonly known in Portugal as ”Montado”N/

Predicting site index from climate and soil variables for cork oak (Quercus suber L.) stands in Portugal

Comunicação OralN/

Impacto de diferentes alternativas de gestão na biomassa do subcoberto e no crescimento da árvore e da cortiça

N/

Biomass allometry and carbon factors for a Mediterranean pine (Pinus pinea L.) in Portugal

Forests play an important role in the global carbon balance because they offset a large portion of the carbon dioxide emitted through human activities. Accurate estimates are necessary for national reporting of greenhouse gas inventories, carbon credit trading and forest carbon management but in Portugal reliable and accessible forest carbon measurement methodologies are still lacking for some species. The objective of this study was to provide forest managers with a comprehensive database of carbon factors and equations that allows estimating stand-level carbon stocks in Pinus pinea L. (P. pinea), regardless of the tree inventory information available. We produced aboveground biomass and stem volume equations, biomass expansion factors (BEF) by component as well as wood basic density (WBD) and component carbon fraction in biomass. A root-to-shoot ratio is also presented using data from trees in which the root system was completely excavated. We harvested 53 trees in centre and south Portugal covering different sizes (6.5 to 56.3 cm), ages (10 to 45 years) and stand densities (20 to 580 trees ha–1). The results indicate that aboveground allometry in P. pinea is not comparable with other pines and varies considerably with stand characteristics, highlighting the need to develop stand-dependent factors and equations for local or regional carbon calculations. BEFaboveground decreases from open (1.33 ± 0.03 Mg m–3) to closed stands (1.07 ± 0.01 Mg m–3) due to a change in biomass allocation pattern from stem to branches. Average WBD was 0.50 ± 0.01 Mg m–3 but varies with tree dimensions and the root-to-shoot ratio found was 0.30 ± 0.03. The carbon fraction was statistically different from the commonly used 0.5 factor for some biomass components. The equations and factors produced allow evaluating carbon stocks in P. pinea stands in Portugal, contributing to a more accurate estimation of carbon sequestered by this forest type

Predicting site index from climate and soil variables for cork oak (Quercus suber L.) stands in Portugal

Site productivity, assessed through site index, was modelled using partial least squares regression as a function of soil and climatic variables. Two alternative models were developed: a full model, considering all available explanatory variables, and a reduced model, considering only variables that can be obtained without digging a soil pit. The reduced model was used for mapping the site index distribution in Portugal, on the basis of existing digital cartography available for the whole country. The developed models indicate the importance of water availability and soil water holding capacity for site index value distribution. Site index was related to climate, namely evaporation and frost, and soil characteristics such as lithology, soil texture, soil depth, thickness of the A horizon and soil classification. The variability of the estimated values within the map (9.5–16.8 m with an average value of 13.4 m) reflects the impact of soil characteristics on the site productivity estimation. These variables should be taken into consideration during the establishment of new plantations of cork oak, and management of existing plantations. Results confirm the potential distribution of cork oak in coastal regions. They also suggest the existence of a considerable area, located both North and South of the Tagus river, where site indices values of medium (]13;15]) to high (]15;17]) productivity classes may be expected. The species is then expected to be able to have good productivity along the northern coastal areas of Portugal, where presently it is not a common species but where, according to historical records, it occurred until the middle of the sixteenth century. The present research focused on tree growth. Cork growth and cork quality distribution needs to be further researched through the establishment of long term experimental sites along the distribution area of cork oak, namely in the central and northern coastal areas of the countryinfo:eu-repo/semantics/publishedVersio

Using neighbourhood vegetation information on cork oak growth and yield modelling

Doutoramento em Engenharia Florestal e dos Recursos Naturais / Instituto Superior de Agronomia. Universidade de LisboaThe present work contributes to information regarding the competition on the tree and cork growth, by evaluating the neighbourhood vegetation and local tree density impact. From a specific trial established to compare the effect on the tree of different understory management options, along a cork rotation cycle of 9 years, cork samples were taken at the beginning and at the end of the cycle on trees within lagged cycles. Former results revealed no effect on cork annual growth and wood increment for the trees growing under lupine periodical seeding. When analysing the interaction between cork ring age and understory operations, different thresholds were linked to the shrubs’ maintenance and the lupine seeding. Later, this trial was monitored to compare the shrubs’ maintenance versus removal with or without NP soil fertilization. On the set of selected trees, diameter increment was monthly monitored, as well as, leaves nutrients seasonal variability, and differences were found in the treatment with soil fertilization. Data gathered from a Portuguese network of permanent plots across the cork oak species distribution area was used to model tree variables including the site characteristics. Focusing the analysis on young plantations and never debarked stands, the relationship of the diameter relative growth rate over tree dimension showed signs of inter-tree competition before the first cork extraction in older high-density stands. A crown width model developed with a fixed-effect approach was applied using national forest inventory datasets. Subsequently, a decrease in crown cover was identified in Portugal over ten years. Using the Portuguese dataset with a Spanish dataset, a diameter increment model was developed applying two methodologies: age-independent difference equations and potential growth times a modifier. This Iberian dataset allowed testing the inclusion of stand variability associated with climate and soil site conditionsO presente trabalho contribui com informação sobre competição, avaliando o impacto da vegetação vizinha e da sua densidade, no crescimento da árvore e da cortiça. Para comparar o efeito na árvore da gestão do subcoberto, durante um ciclo de descortiçamento (9 anos), foram recolhidas amostras de cortiça, no início e final do ciclo, em árvores sujeitas a ciclos desfasados num ensaio específico. Primeiramente não foi encontrado efeito no crescimento anual da cortiça e no incremento em madeira entre árvores sujeitas a diferente gestão. Mas analisando a interação entre a idade do anel de cortiça e as operações realizadas, foram associados diferentes limites à manutenção dos arbustos e à sementeira de tremocilha. Este ensaio foi continuado para comparar a manutenção com a remoção dos arbustos, com ou sem fertilização NP do solo, monitorizando um conjunto de árvores selecionadas. Analisando o registo do incremento em diâmetro mensal e da variabilidade sazonal dos nutrientes das folhas, foram encontradas diferenças no tratamento com fertilização do solo. Os dados recolhidos numa rede de parcelas permanentes localizadas na área de distribuição de sobreiro em Portugal, foram utilizados para analisar e modelar variáveis arbóreas. Abordando apenas dados de plantações jovens e povoamentos não descortiçados, a relação entre a taxa de crescimento relativo em diâmetro com a dimensão da árvore mostrou sinais de competição nas árvores não descortiçadas, em povoamentos adultos de elevada densidade. Foi desenvolvido um modelo predição do diâmetro da copa que aplicado aos dados do inventário florestal nacional, indicaram uma diminuição da percentagem de coberto, num horizonte de dez anos. Juntando a este conjunto, dados de parcelas espanholas, foi desenvolvido um modelo para o incremento em diâmetro, com a inclusão da variabilidade local associada ao clima e ao solo, abordando duas metodologias: equações às diferenças independentes da idade e potencial de crescimento multiplicando um modificadorN/