Ecuaciones para estimar la altura total de culmos comerciales en tres especies de bambú
DOI:
https://doi.org/10.19136/era.a10n3.3696Palabras clave:
Bambúes gigantes, efectos aleatorios, error de predicción, funciones no lineales, relaciones alométricasResumen
La altura total (At) de los culmos de bambú es fundamental para realizar inventarios de volumen, biomasa, almacenes de carbono y distribución de productos. Su medición directa en campo se dificulta por la alta densidad del dosel y la inclinación natural de la parte alta de la copa. Las ecuaciones alométricas son una alternativa viable para estimar eficientemente la altura en función del diámetro normal (Dn). El objetivo fue evaluar la calidad de ajuste de modelos matemáticos At-Dn y seleccionar el de mejor capacidad predictiva para estimar la At de culmos de Bambusa oldhamii Munro, Guadua aculeata Rupr. y Guadua angustifolia Kunth en la Sierra Nororiental de Puebla, México. En el análisis se utilizaron 101 pares de observaciones At-Dn con los que se ajustaron por regresión no lineal seis modelos alométricos y tres de crecimiento. Se compararon las técnicas de mínimos cuadrados ordinarios no lineales con variables indicadoras (MCO-NL-VI) y modelos de efectos mixtos no lineales (MEM-NL), se usó el paquete “nlme” del programa R. Los modelos se evaluaron con base en el coeficiente de determinación ajustado (R2adj), la raíz del error medio cuadrático (REMC) y el sesgo promedio (S). MCO-NL-VI explicó el 83.5 % y MEM-NL el 83.2 % de la variabilidad observada. El modelo con el mejor desempeño fue el Logístico ajustado con MCO-NL-VI (R2adj = 0.835, REMC= 2.280 m y S= 0.005 m). El modelo At-Dn generado es factible para estimar la At para culmos de los tres taxones de bambú con errores bajos.
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Abedi R, Abedi T (2020) Some non-linear height-diameter models performance for mixed stand in forests in Northwest Iran. Journal of Mountain Science 17: 1084-1095. DOI: 10.1007/s11629-019-5870-4.
Aguirre-Cadena JF, Cadena-Iñiguez J, Ramírez-Valverde B, Juárez-Sánchez JP, Caso-Barrera L, Martínez-Carrera DC (2018) Sistemas de producción de Bambú (Guadua angustifolia Kunth y Bambusa oldhamii Munro) en la Sierra Nororiental del de Puebla, México. Agro Productividad 11: 167-175. DOI: 10.32854/agrop.v11i8.1114.
Bates DM, Pinheiro JC (1998) Linear and nonlinear mixed-effects models. Conference on Applied Statistics in Agriculture. https://newprairiepress.org/cgi/viewcontent.cgi?article=1273&context=agstatconference. Fecha de consulta: 9 de marzo de 2023.
Bronisz K, Mehtätalo L (2020) Mixed-effects generalized height-diameter model for young silver birch stands on post-agricultural lands. Forest Ecology and Management 460: 1-9. DOI: 10.1016/j.foreco.2020.117901.
Camargo-García JC, Arango-Arango AM y Trinh L (2023) The potential of bamboo forests as a carbon sink and allometric equations for estimating their aboveground biomass. Environment, Development and Sustainability 1-29. DOI: 10.1007/s10668-023-03460-1.
Camarillo-Cuenca AY, León-Merino A, Sangerman-Jarquín DM, Hernández-Juárez M, Zamora-Martínez MC (2020) Aspectos socioeconómicos del aprovechamiento del bambú en una comunidad rural de Veracruz, México. Revista Mexicana de Ciencias Forestales 11: 33-54. DOI: 10.29298/rmcf.v11i62.815.
Castañeda-Mendoza A, Vargas-Hernández J, Gómez-Guerrero A, Valdez-Hernández JI, Vaquera-Huerta H (2005) Acumulación de carbono en la biomasa aérea de una plantación de Bambusa oldhamii. Agrociencia 39: 107-116.
Ceccon E, Gómez-Ruiz PA (2019) Las funciones ecológicas de los bambúes en la recuperación de servicios ambientales y en la restauración productiva de ecosistemas. Revista Biología Tropical 67: 679-691.
CONAFOR (2022) Reglas CONAFOR de operación 2023 del programa Desarrollo Forestal Sustentable para el Bienestar. Diario Oficial. https://www.conafor.gob.mx/apoyos//docs/adjuntos/c973f53fba23d9b486bd63939 008b358.pdf. Fecha de consulta: 9 de marzo de 2023.
Corral-Rivas S, Silva-Antuna AM, Quiñonez-Barraza G (2019) Modelo generalizado no-lineal altura-diámetro con efectos mixtos para siete especies de Pinus en Durango, México. Revista Mexicana de Ciencias Forestales 10: 86-117.
Cortés-Sánchez BG, Ángeles-Pérez G, Santos-Posadas HM, Ramírez-Maldonado H (2019) Ecuaciones alométri- cas para estimar biomasa en especies de encino en Guanajuato, México. Madera y Bosques, 25(2). DOI: 10.21829/myb.2019.2521799.
Coutinho VM, de Oliveira TWG, Fiorentin LD, Sanquetta MNI, Sanquetta CR, Corte APD (2021) How to estimate black wattle aboveground biomass from heteroscedastic data?. Floresta 51: 028-036.
Crecente-Campo F, Tomé M, Soares P, Diéguez-Aranda U (2010) A generalized nonlinear mixed-effects height- diameter model for Eucalyptus globulus L. in northwestern Spain. Forest Ecology and Management 259: 943-952.
Cui K, Wu X, Zhang C, Zhao X, Gadow Kv (2022) Estimating height-diameter relations for structure groups in the natural forests of Northeastern China. Forest Ecology and Management 519: 120298. DOI: 10.1016/j.foreco. 2022.120298.
Demidenko E (2013) Mixed models: Theory and applications with R. Second edition. John Wiley & Sons. Hobo- ken, NJ, USA. 717p.
Duan G, Gao Z, Wang Q, Fu L (2018) Comparison of different height-diameter modelling techniques for prediction of site productivity in natural uneven-aged pure stands. Forests 9(2): 63. DOI: 10.3390/f9020063.
Dutca ̆ I, McRoberts RE, Næsset E, Blujdea VN (2022) Accommodating heteroscedasticity in allometric biomass models. Forest Ecology and Management 505: 119865. DOI: 10.1016/j.foreco.2021.119865.
Ercanli Í (2015) Nonlinear mixed effect models for predicting relationships between total height and diameter of Oriental beech trees in Kestel, Turkey. Revista Chapingo Serie Ciencias Forestales y del Ambiente 21(1): 185-202.
Fonseca-González W, Rojas-Vargas M (2016) Biomass and carbon accumulation and prediction in bamboo plan- tations in Costa Rica. Ambiente y Desarrollo 20: 85-98.
Gao X, Li Z, Yu H, Jiang Z, Wang C, Zhang Y, Qi L, Shi L (2016) Modeling of the height-diameter relationship using an allometric equation model: a case study of stands of Phyllostachys edulis. Journal of Forestry Research 27: 339-347.
García E (2004) Modificaciones al sistema de clasificación climática de Köppen. Instituto de Geografía, Univer- sidad Nacional Autónoma de México. 98p.
García-Cuevas X, Hernández-Ramos J, Tamarit-Urias JC, Hernández-Ramos A, Buendía-Rodríguez E (2022) Modelo local altura-diámetro para Metopium brownei (Jacq.) Urb. en Quintana Roo, México. Revista Mexicana de Ciencias Forestales 13(73). DOI: 10.29298/rmcf.v13i73.1199.
García-Soria D, Abanto-Rodríguez C, Del Castillo-Torres D (2015) Determinación de ecuaciones alométricas para la estimación de biomasa aérea de Guadua sarcocarpa Londoño & P. M. Peterson de la comunidad nativa Bufeo Pozo, Ucayali, Perú. Folia Amazónica 24: 139-144.
Guerra-De la Cruz V, Islas-Gutiérrez F, Flores-Ayala E, Acosta-Mireles M, Buendía-Rodríguez E, Carrillo-Anzures F, Tamarit-Urías JC, Pineda-Ojeda T (2019) Modelos locales altura-diámetro para Pinus montezumae Lamb. y Pinus teocote Schiede ex Schltdl. en Nanacamilpa, Tlaxcala. Revista Mexicana de Ciencias Forestales 10: 133-156.
Hernández-Ramos J, Tamarit-Urias JC, García-Cuevas X, Hernández-Ramos A, Reynoso-Santos R, Reyes- Hernández V (2019) Modelos alométricos altura-diámetro para Bucida buceras (pukté) en Quintana Roo, México. Bosque 40: 267-276. DOI: 10.4067/S0717-92002019000300267.
Hernández-Santiago A, Torres-Hoyos D (2020) Sistema constructivo con Guadua aculeata para la producción social de la vivienda. Ciencia 22: 57-71. DOI: 10.24133/ciencia.v22i1.1290.
Huy B, Long TT (2019) A manual for bamboo forest biomass and carbon assessment. Technical Report. Inter- national Bamboo and Rattan Organization (INBAR). Beijing, China. 155p.
INBAR (2014) El bambú: un recurso estratégico para que los países reduzcan los efectos del cambio climático, Red Internacional del Bambú y el Ratán. Pekín 100102, República Popular China. https://www.inbar.int/wp- content/uploads/2020/05/1491016275.pdf. Fecha de consulta: 9 de marzo de 2023.
Inoue A, Kunisaki T, Kitahara F, Suga H (2011) Modeling height-diameter relationship for bamboo, Phyllostachys bambusoides. Bamboo Journal 28: 1-9. DOI: 10.1007/s11676-015-0145-6.
Inoue A (2013) Culm form analysis for bamboo, Phyllostachys pubescens. Journal of forestry research 24: 525- 530. DOI: 10.1007/s11676-013-0383-4.
Inoue A, Sakamoto S, Suga H, Kitazato H, Sakuta K (2013) Construction of one-way volume table for the three major useful bamboos in Japan. Journal of Forestry Research 18: 323-334. DOI: 10.1007/s10310-012- 0366-x.
Lebedev A, Kuzmichev V (2020) Verification of two-and three-parameter simple height-diameter models for birch in the European part of Russia. Journal of Forest Science 66: 375-382. DOI: 10.17221/76/2020-JFS.
Liu M, Feng Z, Zhang Z, Ma C, Wang M, Lian BL, Zhang L (2017) Development and evaluation of height diameter at breast models for native Chinese Metasequoia. PloSONE 12(8): e0182170. DOI: 10.1371/jour- nal.pone.0182170.
Lombardo E (2022) An overview of bamboo cultivation in Southern Italy. Advances in Bamboo Science 1: 100002. DOI: 10.1016/j.bamboo.2022.100002.
Magalhães TM (2017) Site-specific height-diameter and stem volumen equations for Lebombo-ironwood. Annals of Forest Research 60: 297-312. DOI: 10.15287/afr.2017.838.
Mehtätalo L, Kansanen K (2022) lmfor: Functions for Forest Biometrics. R package version 1.6, . Fecha de consulta: 9 de febrero de 2023.
Mehtätalo L, Lappi J (2020) Biometry for forestry and environmental data: With examples in R. First edition. Chapman and Hall/CRC. Boca Raton, FL, USA. 411p.
Mehtätalo L, de-Miguel S, Gregoire TG (2015) Modeling height-diameter curves for prediction. Canadian Journal of Forest Research 45: 826-837.
Miranda-Leão F, Mendes-Nascimento RG, Emmert F, Alves-Santos GG, Moraes-Caldeira NA, ¿Souza-Miranda I (2021) How many trees are necessary to fit an accurate volume model for the Amazon forest? A site- dependent analysis. Forest Ecology and Management 480: 118652. DOI: 10.1016/j.foreco.2020.118652.
Montgomery DC, Runger GC (2018) Applied statistics and probability for engineers. 7th ed. Hoboken, Wiley. NJ, USA. 720p.
Muñoz-Flores HJ, Sáenz-Reyes J, Hernández-Ramos J, Orozco-Gutiérrez G, Barrera-Ramírez R (2021) Plantación de cuatro especies de bambú establecidas en el trópico seco de Michoacán, México. Revista Mexicana de Ciencias Forestales 12: 45-66. DOI: 10.29298/rmcf.v12i65.788.
Ogana FN (2022) A mixed-effects height-diameter model for Gmelina arborea Roxb stands in Southwest Nigeria. Journal of Forest Research 27(1): 1-7. DOI: 10.1080/13416979.2021.1989131.
Ogana FN, Ercanli I (2022) Modelling height-diameter relationships in complex tropical rain forest ecosystems using deep learning algorithm. Journal of Forestry Research 33: 883-898. DOI: 10.1007/s11676-021- 01373-1.
Ogana FN, Holmström E, Sharma RP, Langvall O, Nilsson U (2023) Optimizing height measurement for the long- term forest experiments in Sweden. Forest Ecology and Management 532: 120843. DOI: 10.1016/j.foreco. 2023.120843.
Ordóñez-Prado C, Tamarit-Urias JC, Buendía-Rodríguez E, Orozco-Gutiérrez G (2022) Estimación e inventario de biomasa y carbono del bambú nativo Guadua aculeata Rupr. en Puebla, México. Tropical and Subtropical Agroecosystems 25(2). DOI: 10.56369/tsaes.3787.
Ordóñez-Prado C, Tamarit-Urias JC, Nava-Nava A, Acosta-Rodríguez M, Fuentes-López ME (2023) Mathematical system based on taper functions for distribution by structural product of culms in three giant bamboo taxa. Forest systems 32(2): e010. DOI: 10.5424/fs/2023322-19641.
Patrício MS, Dias CR, Nunes L (2022) Mixed-effects generalized height-diameter model: A tool for forestry management of young sweet chestnut stands. Forest Ecology and Management 514: 120209. DOI: 10.1016/j.foreco.2022.120209.
Pérez-García N, Rueda-González M, Rojo-Martínez GE, Martínez-Ruiz R, Ramírez-Valverde B, Juárez-Sánchez JP (2009) El bambú (Bambusa spp.) como sistema agroforestal: Una alternativa de desarrollo mediante el pago por servicios ambientales en la sierra nororiental del Estado de Puebla. Ra Ximhai 5: 35-346.
Pinheiro J, Bates D, R Core Team (2022) nlme: Linear and nonlinear mixed effects models. In https://CRAN.R- project.org/package=nlme. Fecha de consulta 9 de febrero de 2023.
Poudel KP, Cao QV (2013) Evaluation of methods to predict Weibull parameters for characterizing diameter distributions. Forest Science 59: 243-252. DOI: 10.5849/forsci.12-001.
Quiñonez-Barraza G, Zhao D, De los Santos-Posadas HM (2020) Height-diameter-age equation systems for Pi- nus arizonica Engelmann and Pinus durangensis Martinez in mixed-species stands in Durango, Mexico. Re- vista Chapingo Serie Ciencias Forestales y del Ambiente 26: 221-240. DOI: 10.5154/r.rchscfa.2019.07.057.
R Core Team (2021) R: A language and environment for statistical computing. In R Foundation for Statistical Computing. https://www.r-project.org/. Fecha de consulta 9 de febrero de 2023.
Raptis DI, Kazana V, Onisiforou N, Stamatiou C, Kazaklis A (2021) Height Allometry of Pinus nigra Arn. in Troodos National Forest Park, Cyprus. Sustainability 13(11): 5998. DOI: 10.3390/su13115998.
Rubio-Camacho EA, Corral-Rivas S, López-Hernández JA, Chávez-Durán ÁA, Xelhuantzi-Carmona J, Nagel J (2022) Generalized height-diameter models with random effects for natural forests of central Mexico. CERNE 28: e-103033. DOI: 10.1590/01047760202228013033.
Ruiz-Sánchez E (2019) Los bambúes de México: diversidad, conservación y uso. Biodiversitas 143: 13-16.
Santiago-García W, Jacinto-Salinas AH, Rodríguez-Ortiz G, Nava-Nava A, Santiago-García E, Ángeles-Pérez G (2020) Generalized height-diameter models for five pine species at Southern Mexico. Forest Science and Technology 16: 49-55. DOI: 10.1080/21580103.2020.1746696.
Seki M, Sakici OE (2022) Ecoregion-based height-diameter models for Crimean pine. Journal of Forest Research 27: 36-44. DOI: 10.1080/13416979.2021.1972511.
Sharma RP, Vacek Z, Vacek S (2016) Nonlinear mixed effect height-diameter model for mixed species forests in the central part of the Czech Republic. Journal of Forest Science 62: 470-484. DOI: 10.17221/41/2016-JFS.
Sharma RP, Vacek Z, Vacek S, Kucˇera M (2019) Modelling individual tree height-diameter relationships for multi- layered and multi-species forests in central Europe. Trees 33: 103-119. DOI: 10.1007/s00468-018-1762-4.
Shen C, Feng Z, Chen P, Chen S, Ullah T (2020) Research and evaluation of growth rate model for native chinese moso bamboo. Applied Ecology & Environmental Research 18: 1459-1470. DOI: 10.15666/aeer/1801_1459 1470.
Tang C, Wang CS, Pang SJ, Zhao ZG, Guo JJ, Lei YC, Zeng J (2017) Stem taper equations for Betula alnoides in South China. Journal of Tropical Forest Science 80-92. DOI: 10.1016/j.tfp.2020.100003.
Xie L, Widagdo FRA, Miao Z, Dong L, Li F (2022) Evaluation of the mixed-effects model and quantile regression approaches for predicting tree height in larch (Larix olgensis) plantations in northeastern China. Canadian Journal of Forest Research 52: 309-319. DOI: 10.1139/cjfr-2021-0184.
Zang H, Lei X, Zeng W (2016) Height-diameter equations for larch plantations in northern and northeastern China: a comparison of the mixed-effects, quantile regression and generalized additive models. Forestry: An International Journal of Forest Research 89: 434-445. DOI: 10.1093/forestry/cpw022.
Zhang Z, Wang T, Skidmore AK, Cao F, She G, Cao L (2023) An improved area-based approach for estimating plot-level tree DBH from airborne LiDAR data. Forest Ecosystems 10: 100089. DOI: 10.1016/j.fecs.2023. 100089.
Zhou X, Zheng Y, Guan F, Sharma RP, Zhang X, Zhou Y (2022) Nonlinear mixed-effects height to crown base model for Moso Bamboo (Phyllostachys heterocycla (Carr.) Mitford cv. Pubescens) in Eastern China. Forests 13: 823. DOI: 10.3390/f13060823.
Zhou X, Zhou Y, Zhang X, Sharma RP., Guan F, Fan S, Liu G (2023) Two-level mixed-effects height to crown base model for moso bamboo (Phyllostachys edulis) in Eastern China. Frontiers in Plant Science 14: 1095126. DOI: 10.3389/fpls.2023.1095126.
Wickham, H (2009) Getting started with qplot. In ggplot2. R. Use R. Springer, New York, NY. DOI: 10.1007/978- 0-387-98141-3_2.
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