Guia do inventário de florestas plantadas

Transcrição

1 Parte I

2 Índice Guia do inventário de florestas plantadas Cálculos do Inventário Florestal e suas Interpretações Índice Sobre a autora Introdução Cálculos Variância Desvio padrão Coeficiente de variação Erro de amostragem Intervalo de confiança Equação de volume Cálculo de amostragem com o mata nativa Referência bibliográfica 2

3 Cálculos do Inventário Florestal e suas Interpretações Sobre a autora Sobre a autora Fernanda de Carvalho é Engenheira Florestal formada pela Universidade Federal de Viçosa. Continuou seus estudos na Technische Universität München, Alemanha, onde cursou disciplinas do Mestrado em Manejo de Recursos Sustentáveis com ênfase em Silvicultura e Manejo da Vida Selvagem. 3

4 Introdução Cálculos do Inventário Florestal e suas Interpretações Introdução O Inventário Florestal é o procedimento para obter informações sobre as características quantitativas e qualitativas da floresta, tendo como objetivo principal, a quantificação do volume ou biomassa de madeira existente em uma determinada área com adequada precisão e custos compatíveis. Além dessas características, um inventário florestal pode fornecer diversas outras informações, tais como: estimativas de área, descrição da topografia, mapeamento da propriedade e estimativas de crescimento. De modo geral, a determinação dos elementos do inventário, será baseada nos objetivos do inventário. 4

5 Cálculos do Inventário Florestal e suas Interpretações Introdução A obtenção dos dados do inventário pode ser feita através de censo ou amostragem. No censo, todos os indivíduos da população são observados e medidos, obtendo-se os valores reais ou verdadeiros, isto é, os parâmetros da população. Já na amostragem, observa-se apenas parte da população e obtém-se uma estimativa dos seus parâmetros, a qual traz consigo um erro de amostragem. Existem diversos tipos de amostragem, e o método a ser utilizado, deve ser escolhido de acordo com o objetivo do projeto. 5

6 Cálculos Cálculos do Inventário Florestal e suas Interpretações Cálculos Os cálculos são considerados a parte mais difícil do inventário florestal, principalmente porque demandam conhecimento teórico. Não existem muitos softwares ou ferramentas para auxiliar nesse trabalho e realizar os cálculos em planilhas pode ser bem dispendioso. O software mais completo disponível no mercado, é o Mata Nativa, que é um software que possui as principais técnicas de inventário e análise fitossociológica, com aplicação efetiva em todos os biomas brasileiros. 6

7 Ele conta também com uma versão para dispositivos móveis, que agiliza a coleta de dados em campo e elimina o processo de digitação das fichas de campo, diminuindo o tempo de elaboração do projeto e Cálculos do Inventário Florestal e suas Interpretações Cálculos consequentemente reduzindo o custo do inventário florestal. O Mata Nativa permite, dentre muitas análises, realizar diagnósticos qualitativos e quantitativos de formações vegetacionais, análises fitossociológicas completas, elaborar inventários e planos de manejo, monitorar a floresta através de inventários contínuos acompanhando o crescimento e desenvolvimento das espécies e analisando as características de valoração e exploração florestal. Como se trata de um tema muito extenso, focaremos principalmente nos cálculos de amostragem casual simples. 7

8 Cálculos do Inventário Florestal e suas Interpretações Variância Variância Nos povoamentos florestais, os diâmetros dos árvores apresentam alguma variação e por isso, o conhecimento sobre a dispersão dos valores dos diâmetros é importante. A variação mais empregada para expressar a dispersão dos dados é a variância, que é dada por: 8 onde: S² = variância estimada; Xi = valor da característica de interesse na i-nésima unidade de amostra; = Média aritmética estimada; n = número de unidade de amostra.

9 Cálculos do Inventário Florestal e suas Interpretações Variância A variância de uma variável aleatória, na teoria da probabilidade e na estatística, é a medida da sua dispersão estatística que indica quão distante em geral os seus valores se encontram do valor esperado. A unidade de variância é o quadrado da unidade de observação. Assim, a variância de um volume medido em metros cúbicos, será dada em metros cúbicos ao quadrado. A variância determina o grau de dispersão da variável de interesse em relação a sua média. Quanto maior a variância, maior a dispersão. 9

10 Cálculos do Inventário Florestal e suas Interpretações Desvio-padrão Desvio-padrão O desvio-padrão é uma medida de dispersão em torno da média populacional de uma variável aleatória, dado por: onde: S² = variância estimada; O desvio padrão mostra o quanto de variação existe em relação ao valor esperado. Um baixo desvio padrão indica que os dados tendem a estar próximos da média, enquanto o desvio padrão alto indica que os dados estão espalhados por uma gama de valores. 10

11 Cálculos do Inventário Florestal e suas Interpretações Coeficiente de variação Coeficiente de variação O coeficiente de variação é uma medida de dispersão relativa, empregada para estimar a precisão de experimentos e representa o desvio-padrão expresso como percentagem da média. Sua principal qualidade é a capacidade de comparação de distribuições diferentes. E é dado por: 11 Onde, S é o desvio-padrão e é a média aritmética estimada. O Coeficiente de variação deixa a expressão da variabilidade em uma base relativa. Ele expressa, em percentagem, uma medida de variabilidade dos dados em relação à média. Resumindo, o CV facilita a interpretação da variação dos dados, devendo-se buscar o menor coeficiente de variação.

12 Cálculos do Inventário Florestal e suas Interpretações Coeficiente de variação Exemplo: Nesse exemplo, os volumes de três florestas foram apresentados em m³ por parcela. Mesmo que as três florestas tenham uma mesma produção volumétrica média, o que poderia ser considerado uma igualdade entre elas, é muito visível que elas são diferentes. As diferenças entre os volumes de cada árvore observados, evidenciam maior ou menor variação entre elas. 12

13 Cálculos do Inventário Florestal e suas Interpretações Coeficiente de variação Exemplo: Podemos observar que na floresta I, a variação foi zero, pois os volumes são iguais. Já nas florestas II e III, pudemos observar a variação, principalmente na floresta III, que apresentou valores muito diferentes entre uma árvore e outra. Assim, quanto maior for a diferença entre os volumes, maiores serão as medidas de dispersão: variância, desvio-padrão e coeficiente de variação. 13

14 Cálculos do Inventário Florestal e suas Interpretações Erro de Amostragem Erro de Amostragem O erro-padrão é um desvio-padrão entre as estimativas médias, em vez de ser entre as unidades de amostra individuais: Com o erro-padrão é possível calcular o erro de amostragem, de acordo com a equação: Onde: Sx = erro-padrão da média; E% =erro de amostragem; 14 O valor de t, é obtido da tabela de distribuição de Student.

15 Cálculos do Inventário Florestal e suas Interpretações Erro de Amostragem Todas as estimativas feitas por amostragem estão sujeitas a erros que são normalmente medidos pelo erro padrão da média ou erro de amostragem. Uma estimativa será tão precisa quanto menor for o erro de amostragem a ela associado. Entretanto, não se deve esquecer da validade e dos aspectos práticos do inventário. Deve-se sempre lembrar que o objetivo principal de um levantamento é obter a melhor estimativa para uma população e não somente uma estimativa exata do erro de amostragem. Se o número de parcelas medidas não for suficiente, o erro de amostragem será maior que o esperado. Por isso, algumas vezes retorna-se a campo para medir mais parcelas. Nós sabemos que o retorno a campo pode representar um gasto enorme, tendo em vista o planejamento de uma nova empreitada e os custos que ela gerará. 15

16 Cálculos do Inventário Florestal e suas Interpretações Erro de Amostragem Com o Mata Nativa móvel é possível calcular o erro de amostragem ainda em campo, garantindo que não será preciso retornar para coletar dados em mais parcelas. Durante muito tempo utilizou-se fichas de campo para a anotação das informações coletadas em campo. Esse método traz consigo vários pontos negativos: as fichas voltam sujas, desorganizadas, com diferentes caligrafias e em caso de chuva, essas fichas podem ser inutilizadas. 16

17 Cálculos do Inventário Florestal e suas Interpretações Erro de Amostragem Muitas vezes, principalmente quando se tem que digitar muitas fichas de campo, podem acontecer erros de digitação, que comprometerão a efetividade dos cálculos realizados. Nesse contexto, o aplicativo móvel do Mata Nativa para dispositivos móveis funciona perfeitamente para evitar todos esses problemas, e além de otimizar o tempo de campo, ele extingue o trabalho de digitação dos dados em planilhas. 17

18 Cálculos do Inventário Florestal e suas Interpretações Intervalo de confiança Intervalo de confiança As estimativas dos inventários florestais podem ser expressas num intervalo, com uma probabilidade associada, denominado intervalo de confiança. Ele descreve os limites dentro dos quais se espera encontrar o verdadeiro valor do parâmetro da população, a um dado nível de probabilidade. Os limites superior e inferior do intervalo de confiança para a média são expressos pelo correspondente erro de amostragem. Dessa forma, o intervalo de confiança é dado por: 18

19 Cálculos do Inventário Florestal e suas Interpretações Intervalo de confiança O valor de t, é obtido da tabela de distribuição de Student, usando-se n-1 graus de liberdade, em que n é o tamanho da amostra. Sx é o erro-padrão. A estimativa da quantidade de madeira obtida em um inventário, pode ser expressa também pela Estimativa Mínima Confiável (EMC), que expressa a quantidade mínima de madeira que se esperava encontrar, associada a um nível de probabilidade: 19

20 Cálculos do Inventário Florestal e suas Interpretações Equação de volume Equação de volume O volume do fuste das árvores pode ser expresso como uma porcentagem do volume de um cilindro. Assim, o volume do fuste de uma árvore pode ser obtido por: 20

21 Cálculos do Inventário Florestal e suas Interpretações Intervalo de confiança Porém, o volume de uma árvore não é definido somente pela altura e diâmetro, sendo assim, outros fatores devem ser considerados. Foi assim que surgiram os modelos volumétricos. Com estes modelos é possível ajustar a equação de volume. Vale lembrar que existem modelos já ajustados de acordo com os biomas e até mesmo modelos específicos para algumas espécies. É recomendável que se faça uma pesquisa em relação às equações de volume que deverão ser utilizadas no trabalho de inventário. 21

22 Cálculos do Inventário Florestal e suas Interpretações Cálculos de amostragem com o Mata Nativa (casual simples) Cálculos de amostragem com o Mata Nativa (casual simples) A realização dos cálculos com o Mata Nativa é um processo muito simples. Basicamente, importa-se os dados e depois de poucos cliques, tem-se todos os resultados. Na tela inicial do Mata Nativa, basta clicar em novo, escolher um dos métodos de amostragem, cadastrar o nome do projeto, a data e clicar em OK. 22

23 Cálculos do Inventário Florestal e suas Interpretações o Mata Nativa (casual simples) Cálculos de amostragem com No módulo dados, na aba árvore, você pode importar os dados de uma planilha previamente preparada ou digitar os dados diretamente no Mata Nativa. Caso tenha coletado os dados utilizando o Mata Nativa Móvel, esses poderão ser sincronizados no passo anterior. 23

24 Cálculos do Inventário Florestal e suas Interpretações Cálculos de amostragem com o Mata Nativa (casual simples) Após a importação, clique em cálculos, vá para a aba amostragem e clique em calcular. 24

25 Cálculos do Inventário Florestal e suas Interpretações o Mata Nativa (casual simples) Cálculos de amostragem com 25 Ao clicar em calcular, a janela de opções de cálculo será aberta. Deverão ser preenchidos: a área total, o erro %, selecionar o nível de probabilidade e o parâmetro (volume, área basal ou número de indivíduos). Além disso, deve-se selecionar a fórmula do cálculo de volume a ser utilizada e clicar em calcular.

26 Cálculos do Inventário Florestal e suas Interpretações Cálculos de amostragem com o Mata Nativa (casual simples) A tela com os resultados da amostragem será exibida. Viu como é fácil? 26

27 Referência bibliográfica: SOARES, Carlos Pedro Boechat; NETO, Francisco de Paula; SOUZA, Agostinho Lopes de. Dendrometria e Inventário Florestal. 2ª. ed. Viçosa: Editora UFV, p.

28 O Mata Nativa é o software que realiza todos cálculos de inventário florestal e análise fitossociológica, com aplicação efetiva em todos os biomas brasileiros. Além do software ele possui uma versão para dispositivos móveis, que agiliza a coleta de dados em campo e elimina o processo de digitação das fichas de campo, diminuindo o tempo de elaboração do projeto e consequentemente reduzindo o custo do inventário florestal. BAIXE GRÁTIS O SOFTWARE MATA NATAVA

29 O Mata Nativa Móvel, é um aplicativo para agilizar a coleta de dados em campo, eliminando o processo de digitação das fichas de campo, e assim reduzir o tempo de elaboração do projeto. Os principais objetivos do Mata Nativa Móvel são: Agilizar a coleta dos dados do inventário florestal; Calcular a estatística completa da amostragem, informando ao profissional a suficiência amostral com o número ótimo de parcelas; Transferir os dados coletados no campo diretamente para o software Mata Nativa, eliminando a digitação das fichas de campo no computador. BAIXE GRÁTIS O MATA NATAVA MÓVEL

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