Dendrometria - Cubatura, necromassa e LIDAR

STATISTICHE DESCRITTIVE

Oltre alle misure di tendenza centrale (come la media, ma anche mediana e moda) sono importanti le misure di dispersione (come la deviazione standard). Se guardassimo solo la media saremmo portati a pensare che siano molto simili, con la deviazione standard capiamo che non lo sono.

La devianza è la sommatoria delle differenze al quadrato rispetto alla media. Prendo ogni individuo (x), la sua distanza dalla media (x-mu). Dalla devianza derivano le altre misure di dispersione:

• DEVIANZA
• VARIANZA
• DEVIAZIONE STANDARD
• ERRORE STANDARD
• COEFFICIENTE DI VARIAZIONE

Distorsione, Precisione e Accuratezza sono 3 misure che ci informano quanto le osservazioni distano dal valore che vogliamo stimare che di solito non è conosciuto. Ad esempio, quando l'area basimetrica stimata dalle aree di saggio dista (cioè è una stima realistica) dall'area basimetrica dell'intero bosco. Il centro del bersaglio è il valore reale che vogliamo stimare.

pocadistorsione.Esempio4 aree di saggio, area basimetrica rilevata: 20.2; 18.4; 20.8; 20.6 (m2 ha-1)

Stima dell'area basimetrica = 20m2 ha-1

Deviazione standard = 1.1 m2 ha-1 (basso, inquanto i valori sono molto simili tra loro)

Coef. Di variazione = 5%

Il bosco in realtà ha area basimetrica di 31. La misura è distorta (sottostima di 11 m2 ha-1), e poco precisa.

Nella realtà di solito non conosciamo il valore reale della popolazione!

Procedimento Prendere aree di saggio, fare una stima, misurare deviazione standard e coefficienti di variazione e capire se siamo stati precisi o meno ma non sapremo se è distorto o meno.

RIDURRE LA DISTORSIONE

Nella realtà non si conosce quasi mai il valore reale riferito al popolamento ma si può immaginare quali siano le fonti di distorsione. Per ridurre la distorsione è necessario:

Tutte le possibili fonti di errore sistematico negli strumenti e degli operatori

Predisporre i punti di campionamento

in modo corretto, in modo che rappresentino il popolamento: campionamento probabilistico.

DISEGNI DI CAMPIONAMENTO

A. Campionamento non probabilistico

B. Campionamento probabilistico

1. Casuale (o random)
2. Sistematico
3. Stratificato

CAMPIONAMENTO SOGGETTIVO o NON PROBABILISTICO

È un campionamento non probabilistico. Le unità campionare non hanno tutte la stessa probabilità di essere selezionate, perché saranno, + o – coscientemente, scelte. È un tipo di campionamento che porta a distorsione. Inoltre, non è ripetibile e quindi confrontabile nel tempo.

Rovi, rocce affioranti, pendii scoscesi, schianti alto rischio di distorsione, in particolare sovrastima dei valori della popolazione.

- Caso particolare di campionamento soggettivo Aree di studio permanente: nella ricerca, si fanno spesso delle aree di studio di grandi dimensioni (0.5 – 4 ha), con rilievi intensivi. Le aree di studio "permanenti" vengono studiate per decenni per

Seguire le dinamiche del bosco, e ogni albero viene etichettato. Spesso viene fatta la mappatura (etichettamento) di tutti gli individui vivi e della necromassa. La scelta della collocazione dell'area è soggettiva.

Area di saggio scelta soggettivamente, le 40 aree di saggio seguono uno schema. Facendo la media di tutti i punti si sono ottenuti dei valori diversi rispetto a quelli ottenuti nell'area permanente. Il campionamento soggettivo o in questo caso l'area di studio permanente non rappresenta bene il bosco, dobbiamo fare un campionamento oggettivo in cui viene campionato tutto senza un altro filtro + o - soggettivo.

CAMPIONAMENTO PROBABILISTICO

1. CASUALE

La localizzazione delle aree di saggio viene scelta casualmente da un software. Dal punto di vista statistico è la scelta migliore, perché non c'è alcuna fonte di distorsione nel campionamento. Ogni punto corrisponde ad un'area di saggio.

Ci possono essere dei problemi:

1. i.

E' possibile che alcune parti anche grandi del bosco non siano campionate, soprattutto se il numero di aree non è elevato;

E' possibile che alcune parti del bosco che hanno composizione o struttura diversa siano poco rappresentate

2. SISTEMATICO

Le aree di saggio sono distribuite in modo uniforme, a intervalli regolari. Tutta la superficie forestale è coperta in modo omogeneo. Le problematiche relative al campionamento random sono ridotte.

Possono esserci delle distorsioni, soprattutto nei casi in cui la popolazione sia distribuita in modo non omogeneo.

55% taglio raso

45% non tagliato

8 aree nella zona tagliata

2 aree nella zona tagliata

Per stabilire come posizionare le aree, è necessario stabilire:

Il numero di aree da campionare (n)

Il passo, ossia la distanza fra due punti adiacenti

Ogni punto si trova su una griglia ideale, che suddivide l'area totale in quadrati di dimensione S/n.

Es. se ho 15 ha e voglio fare 15 aree di saggio, ogni area di

Sonomisurati in una mediaponderata = area basimetricadella media fertilità * sua S,lo stesso per media e altafertilità / numero totale di ha

Quale proporzione di aree di saggio (unità campionarie) per strato?

Uniforme: numero costante per strato, non ci interessa quanto siano grandi

Proporzionale: numero proporzionale alla dimensione dello strato, più aree di saggio nell'area più grande

Metodo Neyman: numero proporzionale alla dimensione dello strato e alla varianza nello strato.

Accorgimento: le riserve (non devo distribuirle tutte nello stesso punto)

In bosco, uno dei problemi più comuni è l'impossibilità di raggiungere alcune aree. Qualunque sia il tipo di campionamento, conviene prevedere dall'inizio alcune riserve, da campionare al posto delle aree irraggiungibili. Supponendo di dover campionare 9 aree. Se ne prevedo 12, di cui 3 riserve. Nel caso un'area sia irraggiungibile, verrà sostituita

dalla riserva.

Campionamento a grappoli

Il raggiungimento delle aree di saggio richiede tempi lunghi. Per ridurli, è previsto il campionamento a grappoli. Mi sposto seguendo le 4 diagonali. Il problema è che ci sono grandi aree che non vengono considerate

Area di saggio: forma e dimensione

Le aree di saggio circolari sono le più usate, richiedono un solo punto di controllo, al centro. Le aree quadrate o rettangolari richiedono 4 punti di controllo ai vertici. Per una certa area, il cerchio ha un perimetro inferiore alle altre figure geometriche. Il perimetro è sempre problematico per definire se la pianta è dentro o fuori l'area. Con gli strumenti di oggi, che misurano la distanza topografica, è facile realizzare aree circolari con un operatore al centro.

Poche aree grandi o molte piccole su un'area totale campionata di 1ha (considerando lo stesso sforzo campionario in questo caso anche lo stesso numero totale di piante)? Conviene farne molte

piccole inquanto le "poche grandi" danno scasa copertura della superficie da investigare. "Molte piccole" invece comportano maggiori tempi di spostamento tra aree di saggio, ma anche una maggiore variabilità tra le aree di saggio. Questo concetto è valido anche per le aree relascopiche, avrò un fattore di numerazione basso (banda dell'1) con poche aree grandi poche aree non colgono la variabilità del popolamento. Userò un fattore di numerazione alto (banda del 4) con tante aree piccole aree piccole includono piche piante e possono essere molto variabili. Ricerca: Uno studio su dimensione e strategia campionaria. Iran, foresta vetusta mista a prevalenza di Fagus orientalis. Su 16 ettari vengono misurate tutte gli alberi vivi e morti, hanno poi suddiviso i 16 ettari inquadranti, ciascuno da 25m x 25m. Simulando delle aree di saggio posiamo misurare precisione e accuratezza. Qual è la strategia più efficace tra random,ggiatura. Semi-random e sistematico? I 3 disegni sperimentali forniscono precisione simile, con piccole differenze tra le variabili studiate.

E' più efficiente campionare AdS piccole o poche grandi? E' meno efficiente campionare aree di saggiograndi.

AdS concentriche

Nell'area più ampia si rilevano le piante più grandi, che sono meno concentrate. Nell'area più piccola si rilevano le piante più piccole, ad esempio della rinnovazione, che sarebbero troppo numerose nell'area grande.

TRANSETTI LINEARI

Consiste in un segmento, solitamente tracciato con cordella metrica. Gli individui che intersecano il segmento vengono conteggiati (eventualmente misurati) oppure quelli che toccano il transetto ogni tot metri. Molto usato per stimare l'abbondanza relativa alla specie, coprendo una certa distanza e riducendo lo sforzo di campionamento rispetto ad un'area di saggiatura.