Modelagem da biomassa de árvores para assegurar aditividade dos seus componentes

Abstract

Resumo: Neste trabalho é discutido o tema aditividade dos componentes da biomassa de árvores. Foram apresentados procedimentos para estabelecer sistemas de equações de biomassa aditivos, propriedade indispensável e que determina ser as estimativas de biomassa dos componentes equivalente à biomassa total. Para avaliar e discutir tal contexto várias indagações foram feitas, que estão apresentadas no texto, e que foram devidamente respondidas por meio de informações da literatura e pelas avaliações experimentais discutidas e avaliadas no conteúdo deste trabalho. Um experimento em florestas de Acacia mearnsii De Wild. (acácia negra) foi conduzido nos locais que concentram os plantios da espécie no estado do Rio Grande do Sul. Para tais condições foram ajustadas equações de biomassa total e para os componentes copa e fuste por meio de weighted-nonlinear seemingly unrelated regressions (WNSUR, estimador de sistemas de equações) e por meio de generalized nonlinear least squares (GNLS, estimador independente). Na análise do desempenho dos estimadores, especialmente no que se refere às estimativas de biomassa e das estatísticas de ajuste das equações, pode-se concluir a respeito da indiferença do emprego de equações ajustadas por meio dos estimadores independentes e de sistemas de equações. Por outro lado, essa conclusão diverge quando avaliada a consistência biológica e a eficiência dos estimadores. Estimar as equações de biomassa para os componentes e para a biomassa total independentemente não é realista, pois do ponto de vista biológico as estimativas de biomassa são inconsistentes, ou seja, não são aditivas. As estimativas de biomassa dos componentes e da biomassa total resultantes de equações ajustadas por meio de sistemas de equações viabilizaram intervalos de confiança menores em relação às equações ajustadas independentemente, sendo mais eficientes. O estimador WNSUR apresenta melhores propriedades biológicas e estatísticas para estimar equações alométricas de biomassa dos componentes e biomassa total quando comparado com a estimação independente, sendo o método que deve ser utilizado. Por fim, os exemplos apresentados na revisão da literatura são úteis para a compreensão dos princípios envolvidos e também para propósitos de difusão das técnicas. Palavras-chave: Consistência biológica. Estimador eficiente. Derivação de pesos. Intervalo de confiança.

Abstract:This study discusses the additivity of the components of tree biomass. Procedures have been presented to establish additive biomass equation systems, essential property to determine the estimated biomass of components equivalent to total biomass. To evaluate and discuss this context, several inquiries were made, which are presented in the text, which were duly answered by the literature information and by the experimental evaluations discussed in the content of this work. An experiment in forests of Acacia mearnsii De Wild. (black wattle) was conducted on sites that concentrate the plantations of the species in the state of Rio Grande do Sul. For such conditions, equations for total biomass, canopy and stem components were fitted by weighted-nonlinear seemingly unrelated regressions (WNSUR, estimator of equation systems) and by generalized nonlinear least squares (GNLS, independent estimator). In the performance of the estimators' analysis, especially with regard to biomass estimates and fitted statistics of the equations, it can be concluded about the equivalence of using equations adjusted by means of independent estimators or by system of equations. Moreover, this conclusion diverges when evaluating the biological consistency and efficiency of estimators. Estimating the biomass equations of the components and the total biomass independently is not realistic, because biologically these biomass estimates are inconsistent, i.e. they are not additive. The biomass estimates resultant from components and from total biomass, when adjusting system of equations, turns possible getting smaller confidence intervals than using equations adjusted independently, what make them more efficient. The estimator WNSUR provides better biological properties and statistics to estimate biomass allometric equation of components and total biomass when compared to independent estimators, thus this should be the method to be used. Finally, the examples presented in the literature review are useful for understanding the principals involved and dissemination purposes of these techniques. Keywords: Biological consistency. Efficient estimator. Derivation of weights. Confidence interval.