21/05/2014
Esame di Gestione delle Foreste e dei Parchi,
insegnamento di Misure e tecnologie forestali
(parte di misure)
AA 2013-2014
Una parte del materiale riprodotto è relativo al corso di
"Dendrometria e Selvicoltura" del Prof. Carlo Urbinati, SFA
UNIVPM-Ancona
Dott. Rodolfo Picchio
7 cfu
56 ore di lezioni frontali
Dipartimento di Scienze e Tecnologie per l’Agricoltura la Natura
le Foreste e l’Energia
e-mail: [email protected]
Obiettivi del corso e articolazione
LEZIONI FRONTALI
Conoscenze tecnico-scientifiche per la misurazione di legname, singoli
alberi, complessi boscati,
Stima delle produzioni legnose di popolamenti forestali e piantagioni
specializzate
ESERCITAZIONI
Strumenti e principali aspetti tecnico-pratici che si riscontrano nei rilievi e
misure in bosco
→
→
→
→
Uso strumenti di misura
Rilievi e raccolta dati in bosco
Elaborazione dati (EXCEL e/o altro)
Esame orale
1
21/05/2014
Programma dettagliato
1.
Richiami di statistica
concetto di errore, campionamento, la correlazione. Errori associati alla misura delle altezze e alla misura dei diametri. Influenza degli errori di
altezza e di diametro sul volume.
2.
Misure sugli alberi in piedi
a)
b)
c)
d)
e)
3.
diametro (o circonferenza): generalità, principi, modalità di misura, strumenti ed errori di misura, diametri ad altezze superiori a 1,3 m,
spessore della corteccia;
altezza: generalità, principi, strumenti, errori di misura;
forma degli alberi: forma del fusto e della chioma; coefficienti di riduzione, di rastremazione e indici di portamento; ripartizione della
biomassa nell’albero;
misura delle lunghezze e delle circonferenze degli alberi atterrati;
età degli alberi: generalità, modalità di determinazione.
Misura indiretta dei diametri degli alberi in piedi.
I dendrometri, il relascopio.
4.
Cubatura dei fusti abbattuti e dei tronchi.
Casi speciali di cubatura dei tronchi atterrati. Cubatura degli assortimenti mercantili. Cubatura del legname in catasta e della corteccia.
5.
Cubatura dei singoli alberi in piedi.
6.
La cubatura dei soprassuoli. Determinazione sintetica del volume dei boschi: le tavole alsometriche, il taglio su aree campione, il metodo della
tavola di cubatura volante.
Analisi dendrometriche fondamentali.
7.
Perdite
Costruzione delle tavole di cubatura. Coefficiente di riduzione ordinario. Le tariffe. Uso delle tavole di cubatura.
8.
della lavorazione boschiva e stima degli assortimenti ritraibili dagli alberi in piedi.Principi di dendrometria relascopica. Usi particolari del
relascopio.
Principi di dendrometria relascopica
Usi particolari del relascopio.
Definizioni
Dendrometria (dèndro- dendron “albero” e -metrìa
“misura o misurazione” = misurazione degli alberi)
scienza che insegna i metodi di stima del volume legnoso
ricavabile dal bosco e degli assortimenti legnosi
Dendroauxologia: studio dell’accrescimento dei singoli
alberi e dei soprassuoli boschivi
Dendroauxometria: studio dei metodi per misurare gli
incrementi
Dendroauxonomia: studio delle leggi che regolano
l’accrescimento degli alberi e dei boschi
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La dendrometria può rispondere ad
alcuni quesiti (qualche esempio)
è possibile determinare il volume, il peso
o l’età di un albero?
quante pesa (in t) o quale è il volume (m3)
di una catasta di legna?
quanti m³ o tonnellate di biomassa ci
sono in un bosco?
qual è stato l’incremento legnoso di un
albero o di un bosco in un dato periodo?
La dendrometria può rispondere ad
alcuni quesiti (qualche esempio)
qual’è il volume di un dato assortimento
(travi, segati, carbone, ecc)?
e della biomassa (short rotation forestry,
filari, cippato, ecc)?
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DENDROMETRIA
ASSESTAMENTO
FORESTALE
ECOLOGIA
FORESTALE
(produttività)
INVENTARI
FORESTALI
SELVICOLTURA
(descrizione del
popolamento,
accrescimento…)
La misurazione del
diametro delle piante
Metodi diretti
Braccio
fisso
Cavalletto dendrometrico
o cavalletto
Asta
graduata
Braccio
scorrevole
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Misurazione della sezione trasversale
degli alberi in funzione del diametro e
della circonferenza
quando si rende necessaria la misurazione di più diametri?
fattori stazionali (pendenza del terreno o vento), impartiscono ai
fusti sezione irregolare (ellittica o ovoidale) e, quindi, il diametro
maggiore manifesta un orientamento prevalente
latifoglie = legno di tensione
conifere = legno di compressione
cosa misuriamo in questi casi?
il primo diametro è riferito all’asse maggiore (D) il secondo
all’asse minore (d)
Buone regole !!
Per stime precise (cioè sempre!) e per
cubatura del fusto per sezioni,
effettuare doppia misurazione del
diametro
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Cavalletto dendrometrico
Su alberi in piedi la misura del diametro si esegue
per convenzione a 1.30 m da terra.
(d.b.h = diameter at breast height)
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Buone Regole
1.
Lettura effettuata su regolo tangente al fusto in
corrispondenza del braccio mobile
2.
Regolo e bracci devono giacere sullo stesso piano
della sezione del fusto che si vuole misurare
3.
Braccio fisso deve formare angolo retto con
regolo
4.
Braccio mobile deve essere parallelo a braccio
fisso
Strumenti per la misurazione
diretta dei diametri
L’errore più frequente è la posizione obliqua del
braccio mobile (cioè non parallela al braccio fisso) e la
non aderenza del regolo al fusto
Quando si opera su fusti con bolle di resina (es.
conifere) il regolo e il braccio mobile si imbrattano e
quest’ultimo tende a scorrere con difficoltà e ad
assumere posizione obliqua. Quindi pulizia periodica
cavalletto con solventi!
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Misurazione delle sezioni trasversali
degli alberi in funzione del diametro
e della circonferenza
1. superficie della sezione circolare
dove d = diametro (in cm)
La formula deriva da
se conosciamo la superficie circolare,
al diametro si risale con la formula
se non disponiamo di cavalletto dendrometrico ma di nastro
metrico (non rigido)
se le dimensioni della sezione trasversale della pianta sono maggiori
di quelle del cavalletto
(ricordarsi che s = π r2 e c = 2 π r da cui r = c/2 π)
da cui si ottiene
Il diametrometro è una fettuccia metrica che restituisce il valore del
diametro corrispondente alla circonferenza misurata
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Misurazione delle sezioni trasversali
degli alberi in funzione del diametro
e della circonferenza
CONVERSIONE
CIRCONFERENZE
DIAMETRI:
Misurazione delle sezioni trasversali
degli alberi in funzione del diametro
e della circonferenza
errore di misurazione Ø o c si ripercuote circa il
doppio sulla superficie della sezione circolare
Attenzione: diametro piante in piedi (misurato a
1,30 m), nel contesto professionale è
frequentemente sottoposto a verifiche in fase di
collaudo, quindi evitare errori sistematici
• la superficie della sezione circolare è più
esatta se misurata con la circonferenza invece
che con il diametro
• se la sezione è irregolare con la misura della
circonferenza si verificano errori
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Misurazione della sezione
trasversale degli alberi in funzione
del diametro e della circonferenza
Però si preferisce misurare la superficie della
sezione delle piante (sia in piedi che a terra)
mediante il diametro misurato con cavalletto
per i seguenti motivi:
più pratico e consuma meno tempo
su sezioni di fusti ellittici si evitano errori
sistematici (però occorre misurare più
diametri)
sulle piante a terra la misurazione della
circonferenza può non essere possibile
Varianti al cavallettamento
classico
1. Il cavalletto basimetrico di Hellrigl,
ideato nel 1960.
2. Il cavalletto finlandese rientra tra i
cavalletti a forcella, così come il
ceduometro di Bernetti che può essere
utilizzato per il rilievo dei diametri di
piante di dimensioni modeste.
3. Il cavalletto registratore consente
all’operatore di registrare le principali
informazioni richieste dalle finalità del
rilievo.
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Il cavalletto registratore
Dotato di piccolo data-logger munito di tastiera e display
che ci permette di registrare diametri, specie, numero del
lotto di legname, n. particella forestale, etc.
I dati possono essere riversati su pc portatili, GPS, VERTEX
(mediante comunicazione IR, Bluetooth® senza fili) e
sottoposti a elaborazioni
Strumenti per la misurazione
diretta dei diametri
Cavalletti registratori molto costosi: cavalletto, pc,
software, tecnologia wireless = circa 3400 $
L’addetto alla registrazione di queste informazioni
(capo tessera), in campagna, assorbe dal 25 al 50%
del costo dell’intero rilievo
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Misurazione indiretta dei
diametri
Piante o porzioni di piante non accessibili a misurazioni dirette:
cubatura per sezioni di piante in piedi
dendrometri (teodolite, bussola topografica, tacheometro)
presuppongono piante verticali e sezioni lungo il fusto
perfettamente circolari e normali all’asse della pianta AB
(diametro sezione) = 2DC = 2 OD tg α/2
A questi si aggiungono i cavalletti ottici, il cui funzionamento è
basato su un sistema di prismi:
1) Il cavalletto ottico di Wheeler (pentaprisma)
composto da due prismi, di cui uno mobile che
consente di misurare i diametri delle piante a
qualsiasi altezza.
2) il relascopio a specchi di Bitterlich, uno
strumento polivalente in campo
dendrometrico.
Misurazione indiretta dei
diametri
Cavalletto ottico di Wheeler o pentaprisma
Consente di misurare i diametri delle piante in piedi che, però,devono
essere visibili dal punto di stazione.
Due pentaprismi, uno fisso (sx) e l’altro
scorrevole (dx) su profilato metallico
recante scala graduata in cm e pollici,
permettono visione simultanea lungo
linee parallele
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Misurazione indiretta dei
diametri
Cavalletto ottico (segue)
L’immagine del lato dx del fusto visibile attraverso entrambi i
prismi deve essere allineata al lato sx. In questa posizione il
diametro esterno della corteccia viene letto direttamente sulla
scala graduata
Dal foro oculare visione diretta del fusto nella parte superiore e di
quella riflessa dai prismi in quella inferiore. Lettura quando
margine sx tronco in visione diretta si trova sul prolungamento
margine dx riflesso da prismi.
Misurazione indiretta dei
diametri
CriterionTM
Relascopio-dendrometro a tecnologia laser
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Strumenti per la misurazione
indiretta dei diametri
CriterionTM (segue)
Selezionando dal menu è possibile:
misurare il diametro e l’altezza in ciascun punto del fusto
(DIAMETER)
calcolare l’altezza a cui uno specifico diametro viene
raggiunto (HT/DIAM)
È possibile regolare le condizioni di luminosità dello
strumento (in bosco la scarsa luminosità può rappresentare
una fonte significativa di errore quando si impiega il
relascopio a specchi di Bitterlich) ($1500)
A cosa serve il diametro??
1. La misura del diametro serve per
determinare l’area basimetrica di
una pianta o di un popolamento.
2. L’area basimetrica serve per
calcolare il volume (V) della
pianta o popolamento.
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A cosa serve l’Area basimetrica??
(g) la superficie di una sezione trasversale di
un albero rilevata sul fusto normalmente
all'altezza da terra di m. 1.30 (dbh)
(G) la somma delle superfici delle sezioni a
petto d'uomo di tutti gli alberi di un
popolamento, espressa (m2/ha) (G).
È un indicatore correlato al volume!!!!!
Il cavallettamento viene
eseguito percorrendo il
bosco dal basso verso l’alto
e lungo le curve di livello
Nei terreni in pendio
l’altezza da terra viene
rilevata a monte della
pianta.
L’operatore rileva i diametri
in posizione tale che le sue
spalle sono rivolte verso
monte, o verso la parte a
maggiore pendenza.
I diametri rilevati vengono
riportati sul piedilista di
cavallettamento
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Piedilista di cavallettamento – dati rilevati in una pineta coetanea di Pino domestico (Foresta Demaniale di
Sabaudia)
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Il cavallettamento può essere realizzato in forma di:
- censimento (cavallettamento totale)
- campionamento
Il cavallettamento consente di determinare:
a) numero di fusti arborei in ciascuna classe
diametrica
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Classi diametriche
Le elaborazioni vengono eseguite ordinariamente per classi
diametriche di 5 cm.
Possono essere utilizzate anche classi di 1 o 3 cm quando
l’intervallo tra valore massimo e minimo di diametro è
piccolo.
Esempio:
La classe diametrica 15 comprende le piante da 13 a 17, la classe 20 le
piante da 18 a 22….
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Il cavallettamento consente di determinare:
b) numero di fusti arborei a ettaro:
N ha N
10000
a
dove N è il numero di fusti arborei cavallettati nel soprassuolo
(o nell’area di saggio) di superficie a (in m2)
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c) area basimetrica del soprassuolo
(o dell’area di saggio) (m2):
gi
4
G i1 gi
N
di2 area basimetrica dell’i-esimo fusto arboreo cavallettato (in
m2), di diametro a petto d’uomo pari a d (in m)
d) area basimetrica a ettaro (m2ha-1):
Gha G
10000
a
L’area basimetrica è un indice di densità del popolamento
ed è strettamente correlata al numero delle piante e alle
loro dimensioni
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Valori indicativi di area basimetrica ad ettaro
Bosco di abete bianco a densità colma = 50-60 m2/ha
Bosco di faggio a densità colma
= 40-50 m2/ha
Bosco disetaneo
= 30-35 m2/ha
FORMULA GENERALE PER IL CALCOLO DEL VOLUME DEL BOSCO
V= G x Hm x fm
Dove V è il volume della massa legnosa del bosco da stimare,
Hm è l’altezza media degli alberi e fm è il coefficiente di forma
media
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e) diametro medio dei fusti arborei (m):
dg
4G
N
In dendrometria, quando si parla di diametro medio senza altra
specificazione ci si riferisce sempre al diametro corrispondente
all’area basimetrica media. Si indica con il simbolo dg
Il diametro medio è un indice sintetico delle dimensioni
diametriche del popolamento
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I dati del piedilista consentono di costruire la Curva di
distribuzione del numero delle piante in classi diametriche
In ascissa (x) sono riportate le classi diametriche
In ordinata (y) è riportato il numero piante per ciascuna
classe
La sua forma descrive sinteticamente la struttura del
popolamento
In generale il numero delle piante decresce con l’aumento
dell’età per effetto di un diradamento naturale
I boschi presentano ciascuno la propria caratteristica forma di
di distribuzione delle piante in classi di diametro
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Popolamento coetaneo
Popolamento disetaneo
40
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Popolamento coetaneo con strato di rinnovazione o bistratificato
Popolamento coetaneo con “buca” di rinnovazione
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Popolamento disetaneo a gruppi
Popolamento coetaneo con riserve
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Analisi dendrometriche fondamentali
Il cavallettamento
Da un punto di vista operativo, il cav. è il diametro a 1,30 m
o a petto d’uomo delle piante su superficie:
1) totale; 2) aree di saggio; 3)transect
Ogni squadra è formata da: capotessera + 2-3
cavallettatori
Capotessera registra diametri su piedilista di
cavallettamento o “tessera”
Cavallettatori misurano diametro, comunicano a voce alta
diametro a capotessera e segnano pianta cavallettata con
raschietto (non praticare incisione profonda)
Incisione orizzontale su punto di misurazione del diametro
per ripetere misurazione (area di saggio permanente,
controllo per l’assestamento)
Analisi dendrometriche fondamentali
Casi particolari
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Analisi dendrometriche fondamentali
Casi particolari
Analisi dendrometriche fondamentali
Su terreno pianeggiante si cavalletta in qualsiasi
direzione precedentemente stabilita. Importante che i
segni sulle piante siano visibili o al cavallettatore o al
capotessera o entrambi
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Analisi dendrometriche fondamentali
Su terreno in pendio si procede dal basso verso l’alto
secondo curve di livello e misurazione sempre a
monte
Analisi dendrometriche fondamentali
Modalità di cavallettamento di piante
a sezione irregolare
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Analisi dendrometriche fondamentali
Il cavallettamento
Sul piedilista i diametri vanno registrati in funzione delle
specie
Analisi dendrometriche fondamentali
PRIMA DI INIZIARE STABILIRE:
1.
2.
Quali sono le piante da censire?
Quale è la soglia di cavallettamento?
La Soglia di cavallettamento determina il tempo
impiegato per il rilievo e quindi i costi.
Il Cavallettamento totale in fustaie adulte e mature
In cedui e soprassuoli giovani cavallettamento solo
su frazioni di soprassuolo (aree di saggio)
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Analisi dendrometriche fondamentali
Rendimento di squadra dipende da:
Età del soprassuolo e n. piante ad ettaro
Grado di accidentalità
Origine naturale o artificiale del
popolamento
Specie presenti in bosco (arbusti con o
senza spine)
Sottobosco
Analisi dendrometriche fondamentali
Soglia di cavallettamento
Corrisponde al limite inferiore della più piccola classe
diametrica che si vuole includere nel cavallettamento.
Es.: Se operiamo con classi di 5 cm si ha
• 7.5 per la classe 10 cm
• 12.5 per la classe 15 cm
• 17.5 per la classe 20 cm (la più usata per i boschi di
alto fusto)
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Analisi dendrometriche fondamentali
Il numero delle piante
Viene ripartito per specie e per classe diametrica
viene espresso sempre ad ha
nel caso di cavallettamento totale:
nel caso di Aree di Saggio (AdS):
Analisi dendrometriche fondamentali
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Analisi dendrometriche fondamentali
Il numero delle piante
per impianti artificiali con sesto geometrico possiamo
stabilire l’area di incidenza (s) che compete a ciascuna
pianta e la distanza media (l)
con sesto in quadro l*l
Analisi dendrometriche fondamentali
Il numero delle piante
con sesto rettangolare s= d fila*d interfila = 2*3 m
con sesto in quadro e a rettangolo i limiti dell’AdS
coincidono con le interfile
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Analisi dendrometriche fondamentali
Distribuzione del numero delle piante in funzione del
diametro è un importante criterio di valutazione
Indispensabile per cubatura soprassuoli
con metodo tavole stereometriche
Frequenza
bimodale
Iperbole
+ ampia è la variabilità + vecchio è il soprassuolo
Analisi dendrometriche fondamentali
Foresta di Lioni (AV), particella forestale n. 46: distribuzione del
numero delle piante di faggio per classe di diametro
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Analisi dendrometriche fondamentali
Foresta di Lioni (AV), particella forestale n. 46:distribuzione
del numero delle piante per specie e per classe di diametro
Analisi dendrometriche fondamentali
Foresta di Lioni (AV), particella forestale n. 46. Specie consociate
al faggio: distribuzione del numero delle piante in funzione della
specie e del diametro
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Analisi dendrometriche fondamentali
Area basimetrica
Indicata per convenzione con g: superficie della sezione
trasversale a 1,30 m dalla base di una pianta
se abbiamo cavallettato i dati in classi diametriche di 5 cm
avremo:
5 (2,5-7,5) 10 (7,5-12,5) 15 (12,5-17,5) ecc.....
procediamo al calcolo dell’area basimetrica (g) per ciascuna
classe:
dove d è il diametro corrispondente al valore centrale della classe
(cioè 5, 10, 15, …) ed n il numero delle piante della classe
Analisi dendrometriche fondamentali
Area basimetrica
in seguito sommiamo g delle classi ed avremo la G del soprassuolo
nella elaborazione di dati di AdS i valori di g di ciascuna classe
diametrica vanno riferiti ad ha (fattore di conversione: 10000/s AdS)
Oppure:
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Analisi dendrometriche fondamentali
Diam. a
1.30
(cm)
Piante
n.
Area
basimetrica
(m2)
5
12
?
10
23
?
15
30
?
20
19
?
Totale
84
Analisi dendrometriche fondamentali
Area basimetica
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Analisi dendrometriche fondamentali
Area basimetica
1.
parametro dendrometrico indicatore di produttività,
di densità, correlato con il volume e misurabile con
esattezza
2.
non strettamente dipendente da fertilità (va meglio
altezza media o ancora meglio altezza dominante)
In boschi coetanei maturi anche 50-60 m2 ha-1
In boschi disetanei 30-40 m2 ha-1
Analisi dendrometriche fondamentali
diametro medio dg
(di area basimetrica)
strettamente correlato con g: indica Ø corrispondente a pianta di Area
basimetrica media
G area basimetrica soprassuolo (totale)
N numero di piante soprassuolo (totale)
dg deriva da un calcolo, quindi è anche possibile che la pianta di questo
diametro medio non esista realmente nel soprassuolo
non si ricorre alla media aritmetica dei diametri perché
per pianta di volume medio si dovrebbe ricercare quella di area basimetrica
corrispondente, per motivi pratici si ricorre al diametro
33
