Dipartimento di Agraria Laurea Magistrale in Scienze Forestali e Ambientali Università degli Studi di Napoli Federico II Corso di Dendrometria e Assestamento forestale (12 CFU) Lezioni di Dendrometria (6 CFU) prof. Antonio SARACINO A.A. 2016-2017 1 Definizioni Dendrometria (dèndro- dendron albero e -metrìa misura o misurazione = misurazione degli alberi) scienza che insegna i metodi di stima del volume legnoso epigeo dell albero e, per estensione, del bosco. Volume ripartito in assortimenti legnosi oggetto di compravendita 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 2 Lezioni di Dendrometria 1
Osservazioni sulla definizione di dendrometria la Dendrometria si è concentrata sui metodi di stima della porzione epigea della pianta e ha trascurato quella ipogea (biomassa radicale) di nessun valore economico diretto la selvicoltura praticata nei nostri boschi lascia in ogni caso l apparato radicale nel suolo forestale la biomassa epigea non ci interessa stimarla per scopi commerciali ma, piuttosto, per quantificare una componente importante dello stock di C nel suolo la dendrometria come ha colmato questa mancanza? con il fattore di espansione della biomassa (BEF) la biomassa epigea stimata con metodi dendrometrici viene incrementata di un valore % variabile a seconda della specie 3 Relazioni tra la Dendrometria e le altre discipline forestali Assestamento Forestale (pianificazione spaziale e temporale dei prelievi legnosi a scala aziendale, stimati con metodi dendrometrici, cronologici e auxometrici) Dendrometria misurazione di parametri dimensionali di boschi, alberi e porzioni di alberi (tronchi e rami), prodotti trasformati del legno (legna da ardere, carbone, scaglie, tavolame, travi) e non (sughero) Ecologia forestale (parametri di popolazioni di alberi) Selvicoltura (descrizione quali-quantitativa dei soprassuoli forestali e degli interventi colturali) Inventari Forestali (inventario a scala territoriale variabile dei volumi e degli stock di C) 4 Lezioni di Dendrometria 2
La misurazione del diametro delle piante Il cavalletto dendrometrico o cavalletto Colore contrastante (anche rosso o arancione) con quello di sottobosco e lettiera braccio fisso asta graduata braccio scorrevole 5 Misurazione delle sezioni trasversali degli alberi mediante il diametro superficie della sezione circolare dove d = diametro (in cm) La formula deriva da 2 1 2 2 s r ( d) d 2 4 se conosciamo la superficie circolare, al diametro si risale con la formula s d 4 6 Lezioni di Dendrometria 3
Misurazione delle sezioni trasversali degli alberi mediante la circonferenza quando non disponiamo di cavalletto dendrometrico ma di nastro metrico (non rigido) quando le dimensioni della sezione trasversale della pianta sono maggiori di quelle del cavalletto 2 c 2 c s ( ) ( ) 2 2 4 (ricordarsi che s = r 2 e c = 2r da cui r=c/2) da cui si ottiene s 2 c 4 Misurazione delle sezioni trasversali degli alberi mediante il diametro e la circonferenza Conversione circonferenza in diametro c c d 2 2 c 1 r; r d 2 1 d 2 d Il diametrometro è una fettuccia metrica che restituisce il valore del diametro corrispondente alla circonferenza misurata Il pioppo viene commercializzato con misurazioni di circonferenza 8 Lezioni di Dendrometria 4
Misurazione delle sezioni trasversali degli alberi mediante il diametro e la circonferenza errore di misurazione Ø o c (misura lineare) si ripercuote circa il doppio sulla superficie della sezione circolare Attenzione: nel contesto professionale diametro piante in piedi (a 1,30 m) più frequentemente sottoposto a misurazioni in fase di verifica e di collaudo; quindi evitare errori sistematici la superficie della sezione circolare è più esatta se misurata con la circonferenza invece che con il diametro (errore 1/3, cioè rapporto fra due errori pari a ~) se la sezione è irregolare con la misura della circonferenza si verificano errori 9 Misurazione della sezione trasversale degli alberi mediante il diametro e la circonferenza 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 almeno due diametri fra loro ortogonali) sulle piante atterrate la misurazione della circonferenza può non essere possibile 10 Lezioni di Dendrometria 5
Misurazione della sezione trasversale degli alberi mediante il diametro e la circonferenza quando è necessaria la misurazione di più diametri fattori stazionali (pendenza del terreno, vento) e accumuli di neve, impartiscono ai fusti sezioni irregolari (ellittica o ovoidale) e, quindi, il diametro maggiore manifesta un orientamento prevalente causato dalla formazione di: Legno di reazione 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) D d s ( 4 2 2 ) 11 Ceduo di faggio in evoluzione naturale a fustaia, vegetante a ~1700 m s.l.m. (Monte Polveracchio, Picentini, SA). Polloni sciabolati alla base a causa della coltre nevosa, con formazione di legno di tensione (porzione di anelli più larghi) a monte della ceppaia Fenomeni gravitropici legati alla neve che si accumula al piede della pianta, determinano asimmetria delle forze di tensione che producono i loro effetti sulle cellule xilematiche in fase di differenziazione 12 Lezioni di Dendrometria 6
anelli più ampi con formazione di legno di compressione Ceppaia di pino domestico con legno di compressione nel semi-quadrante da M ad S 13 14 Lezioni di Dendrometria 7
Misurazione della sezione trasversale degli alberi mediante il diametro in alternativa alla media aritmetica media quadratica o media geometrica s 2 2 D d 4 2 2 s 4 ( D d ) D d 4 2 per stime precise e per cubatura del fusto per sezioni sempre doppia misurazione del diametro 15 Misurazione della sezione trasversale degli alberi mediante il diametro: la corteccia Usualmente in Italia la misurazione del diametro avviene sopra corteccia. Quindi per convenzione il volume è comprensivo di questa La corteccia raramente è un prodotto primario (per es. quella di castagno per l estrazione del tannino, attività ormai obsoleta). Meno frequentemente è un prodotto secondario (viene utilizzata come fondo per percorsi ginnici o come materiale pacciamante da giardinaggio); più frequentemente è uno scarto che può deprezzare il valore unitario del prodotto primario (per es. legno triturato utilizzato per scopi energetici) Lo spessore della corteccia è funzione della specie (cioè predeterminato geneticamente) e nell ambito della specie è funzione del diametro del fusto e del sito in cui cresce la pianta Lo spessore cresce al crescere del diametro alla base dei fusti, è maggiore nei rami rispetto al fusto e decresce dalla base verso la vetta della pianta 16 Lezioni di Dendrometria 8
Misurazione della sezione trasversale degli alberi mediante il diametro: la corteccia farnia faggio a. bianco a. rosso pino silv. larice 17 Misurazione della sezione trasversale degli alberi mediante il diametro: la corteccia 18 Lezioni di Dendrometria 9
Misurazione della sezione trasversale degli alberi mediante il diametro: la corteccia Spessore della corteccia (doppio spessore) in funzione dell altezza sul fusto in larice (La) e pino silvestre (Pi) Lo spessore della corteccia decresce dalla base alla vetta della pianta 19 Misurazione della sezione trasversale degli alberi mediante il diametro: la corteccia Polloni di pioppi ibridi e neri di 3 anni di età coltivati in Short Rotation Forestry. L incidenza del volume della corteccia sul volume del fusto decresce al crescere del diametro alla base sopra corteccia 20 Lezioni di Dendrometria 10
08/03/2017 Classificazione strumenti misurazione diametri Cavalletto dendrometrico Misurazione diretta Cavalletto finlandese Strumenti di misurazione dei diametri Ceduometro di Bernetti Dendrometri Cavalletto ottico di Wheeler Misurazione indiretta Relascopio di Bitterlich Relescopiodendrometro Criterion TM Forest Pro Laser + Cannocchiale 21 Strumenti per la misurazione diretta dei diametri cavalletto dendrometrico asta graduata o regolo (C), braccio fisso (B) e braccio scorrevole (A) Asta graduata e bracci del cavalletto devono risultare tangenti alla sezione da misurare rispettivamente nei punti A-B-C B A C Lettura effettuata su regolo tangente al fusto in corrispondenza del braccio mobile 1. regolo e bracci devono giacere sullo stesso piano della sezione del fusto che si vuole misurare 2. braccio fisso deve formare angolo retto con regolo 3. braccio mobile deve essere parallelo a braccio fisso 22 Lezioni di Dendrometria 11
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 un cateto (Dd) è = all altro cateto (d/2)* tangente angolo opposto Quando si opera su fusti con bolle di resina (p.e. douglasia) 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 23 Strumenti per la misurazione diretta dei diametri Il cavalletto finlandese cavalletto a forcella trasparente (plexiglas) supportato da asta metrica telescopica lettura da effettuare su braccio curvo graduato in corrispondenza di retta parallela tangente a sezione da misurare va bene per misurare diametri su piante in piedi a varie altezze (per es. per determinare volumi di assortimenti di pregio, oppure per determinare la rastremazione* dei fusti) *riduzione del diametro al crescere dell altezza 24 Lezioni di Dendrometria 12
Strumenti per la misurazione diretta dei diametri Il ceduometro di Bernetti combinazione di ipsometro di Christen e cavalletto a forcella metallica (permette di misurare diametri piccoli come nel ceduo e nelle spessine < 30 cm di diametro) l angolo di apertura formato dai due bracci 2a = 53 07 48,... tg 2a = 4:3 25 Strumenti per la misurazione diretta dei diametri Il ceduometro di Bernetti (segue) I due bracci della forcella divergono fra di loro dell angolo 53, cui corrisponde tg2a = 4/3 (formule di bisezione) in modo che tga = ½ (formule di duplicazione) P B O A Q La perpendicolare BA deve stare a OA come 4:3 26 Lezioni di Dendrometria 13
Strumenti per la misurazione diretta dei diametri Il cavalletto registratore dotato di piccolo data-logger munito di tastiera e display che permette di registrare diametro, specie, numero del lotto di legname, n. particella forestale, etc. L unità periferica è indipendente come nell immagine. I dati possono essere riversati su pc portatili, GPS, VERTEX (mediante comunicazione IR, Bluethoot senza fili) per sottoporli a elaborazioni 27 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 Puntatori laser per misurazione indiretta diametri fusti e rami 28 Lezioni di Dendrometria 14
Strumenti per la 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 29 Strumenti per la 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 sopra 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. Da 470 a 480 US $ + clinometro Suunto 130 $ + dispositivo attacco Suunto 21 $ 30 Lezioni di Dendrometria 15
Strumenti per la misurazione indiretta dei diametri Criterion TM Relascopio-dendrometro a tecnologia laser 31 Strumenti per la misurazione indiretta dei diametri Criterion TM (segue) Selezionando dal menu (MODE) è possibile: misurare il diametro e l altezza in ciascun punto del fusto (DIAMETER) calcolare l altezza a cui uno specifico diametro viene raggiunto (HEIGHT/DIAMETER) 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) 32 Lezioni di Dendrometria 16
Strumenti per la misurazione indiretta dei diametri Forest pro laser (compie misure di distanza e altezza con l ausilio di tecnologia laser) equipaggiato di cannocchiale con reticolo graduato che misura diametri fusto e rami sotto varie angolazioni e a vari ingrandimenti (da 1,5x a 4x) 33 I limiti dell applicazione della tecnologia laser in bosco e su alberi in piedi nella misurazione delle distanze, la presenza di ostacoli come rocce affioranti o alberi del piano inferiore o arbusti limita l impiego della tecnologia IR nella misurazione dei diametri alle diverse altezze, i limiti di impiego dell IR sono legati alle caratteristiche delle chiome. Nelle specie a chioma compatta e/o fastigiata (cipresso comune, abeti) le sezioni del fusto alle diverse altezze sono scarsamente o affatto visibili, mentre in gran parte delle specie decidue l impiego del laser è possibile nel periodo invernale 34 Lezioni di Dendrometria 17
08/03/2017 Perché misuriamo il diametro In selvicoltura per rappresentare la distribuzione di frequenza del numero di piante per ha in funzione del diametro (a 1,30 m da terra). Struttura popolamenti coetanei, disetanei, cedui con matricine La misura del diametro permette di calcolare l area basimetrica di una pianta (g) o di un soprassuolo (G) g indica la superficie della sezione trasversale del fusto a 1.30 m da terra (diametro a petto d uomo, diameter at breast height (dbh)) G somma delle superfici delle sezioni a petto d'uomo di tutti gli alberi di un popolamento, espressa in m 2 /ha 35 Area basimetrica: applicazioni L area basimetrica è impiegata per: calcolare il volume di una pianta (v) o di un soprassuolo (V) ed è fortemente correlata con il volume descrivere la densità (riferita all unità di superficie) di una popolazione di alberi forestali. E preferibile al numero delle piante perché indica in modo indiretto il volume ma anche in modo grossolano l indice di area fogliare (in realtà il LAI è correlato alla sola porzione della superficie di conduzione del legno: alburno) calcolare il suo incremento (variazione nel tempo) in auxonomia e in dendrocronologia (basal area increment, BAI) 36 Lezioni di Dendrometria 18