Una parte de la medición del árbol es la medición de la copa de un árbol , que consiste en la masa de follaje y ramas que crecen hacia afuera desde el tronco del árbol. La extensión promedio de la corona es el ancho horizontal promedio de la corona, tomado de la línea de goteo a la línea de goteo a medida que uno se mueve alrededor de la corona. La línea de goteo es el límite exterior del área ubicada directamente debajo de la circunferencia exterior de las ramas de los árboles. Cuando la copa del árbol se moja, el exceso de agua se vierte al suelo a lo largo de esta línea de goteo. Algunos listados también enumerarán la extensión máxima de la corona, que representa el mayor ancho desde la línea de goteo hasta la línea de goteo a través de la corona. [1] [2] [3]Otras medidas de la copa que se toman comúnmente incluyen la longitud de las ramas, el volumen de la copa y la densidad del follaje. El mapeo del dosel examina la posición y el tamaño de todas las ramas hasta un cierto tamaño en la copa del árbol y se usa comúnmente cuando se mide el volumen total de madera de un árbol.
La extensión promedio de las copas es uno de los parámetros comúnmente medidos como parte de varios programas de árboles campeones y esfuerzos de documentación. Otros parámetros de uso común, descritos en la medición de árboles , incluyen la altura, la circunferencia y el volumen. En los enlaces de este documento se presentan detalles adicionales sobre la metodología de medición de la altura de los árboles , medición de la circunferencia de los árboles y medición del volumen de los árboles . American Forests, por ejemplo, utiliza una fórmula para calcular Big Tree Points como parte de su Big Tree Program [3] que otorga a un árbol 1 punto por cada pie de altura, 1 punto por cada pulgada de circunferencia y 1 ⁄ 4 de cada pie de corona se extiende. El árbol cuyo total de puntos es el más alto para esa especie es coronado como campeón en su registro. El otro parámetro comúnmente medido, además de la información sobre la ubicación y la especie, es el volumen de madera. Un esquema general de las medidas de los árboles se proporciona en el artículo sobre la medición del árbol y se proporcionan instrucciones más detalladas sobre cómo tomar estas medidas básicas en "Las pautas de medición de árboles de la Eastern Native Tree Society" por Will Blozan. [1] [2]
Extensiones de corona más grandes registradas
Los datos sobre la mayor extensión de las copas son algo limitados ya que este parámetro no se mide con tanta frecuencia como la altura de los árboles y la circunferencia del tronco. El más grande registrado es el "Monkira Monster" ( Eucalyptus microtheca ) ubicado en Neuragully Waterhole en el suroeste de Queensland, Australia, que medía 239 pies en 1954. [4] Se midió que un árbol de lluvia ( Albizia saman ) en Venezuela tenía una extensión de copa de 207 pies en 1857. Según los informes, todavía está vivo, pero en mal estado de salud. [4] Un sitio de la Universidad de Connecticut [5] sugiere que en la naturaleza pueden tener copas de hasta 80 metros. Robert Van Pelt midió la extensión de la copa de 201 pies de un árbol de ceiba ( Ceiba pentandra ) en la isla Barro Colorado, Panamá, en 2003. [4]
Metodologías de esparcimiento de coronas
Método cruzado
La extensión promedio de la copa es el promedio de las longitudes de la extensión más larga de borde a borde a través de la corona y la extensión más larga perpendicular a la primera sección transversal a través de la masa central de la corona. [1] [2] [3] La extensión de la corona se toma independientemente de la posición del tronco. La extensión debe medirse en las puntas de las extremidades, no en "muescas" en la forma de la corona, y aproximadamente en ángulos rectos entre sí.
Difusión de corona promedio = (margen más largo + margen cruzado más largo) / 2
El topógrafo ubica el punto en el suelo inmediatamente debajo de la punta de la rama en un extremo de las medidas y marca esa posición. Luego se mueve al lado opuesto de la corona y ubica el punto debajo de la punta de la rama. La extensión a lo largo de esa línea es la distancia horizontal entre esas dos posiciones. En terrenos con pendientes pronunciadas (más de 15 grados), la distancia grabada entre los dos puntos se puede corregir a una verdadera horizontal mediante el uso de trigonometría básica. Distancia horizontal = cos (inclinación) × distancia inclinada. La ayuda de un asistente o el uso de un telémetro láser puede acelerar enormemente este proceso. Cuando se usa un telémetro láser, como al medir la altura de un árbol, se pueden explorar varios puntos en el borde más alejado de la copa para encontrar el punto más alejado. Un telémetro láser también es útil para medir la extensión de la copa donde un lado de la copa no es fácilmente accesible, como un árbol que crece en un acantilado u otra barrera. Las mediciones con un telémetro láser, si se realizan en un ángulo más pronunciado, deben corregirse para la distancia horizontal verdadera utilizando la fórmula anterior.
Método de habla
Cuando se utiliza el método de radios, se toman cuatro o más medidas desde la línea de goteo exterior de la corona hasta el borde lateral del maletero. La distancia al borde lateral del maletero es para todos los propósitos prácticos igual en longitud a la distancia al centro del maletero. Si la medida desde la línea de goteo de la corona hasta el borde lateral del tronco no está nivelada, entonces la longitud medida debe convertirse a una distancia horizontal.
- longitud de los radios = cos (inclinación) × (distancia medida)
Si el ángulo de pendiente es inferior a 10 grados, la diferencia entre la distancia horizontal y la longitud medida será inferior al 1,5% para distancias de pendiente inferiores a 100 pies. Estas longitudes de radios individuales se promedian y este promedio es igual a la mitad de la extensión promedio de la corona. Cuantos más radios se midan en el proceso, más precisa será la caracterización de la extensión media de la copa.
Este es el método preferido de los investigadores de dosel y es probablemente el más preciso, y también se puede utilizar para cuantificar el área de la copa. En árboles grandes, se puede lograr rápidamente con un telémetro láser. [1]
Otro caso en el que un telémetro láser y un clinómetro son útiles es si el dosel está muy por encima del suelo. Por ejemplo, el pino blanco generalmente tiene un tallo largo y desnudo, con ramificaciones que comienzan en lo alto del tronco. En estos casos, se puede utilizar una serie de planos realizados en los tramos exteriores de las ramas que se encuentran a los lados del tronco para calcular la longitud de los radios. En este caso, los ángulos serán pronunciados y la longitud de un radio será:
- cos (inclinación) × (distancia medida con láser) = longitud del radio
Medidas de Google Earth.
Con la mayor disponibilidad de fotografías aéreas de alta resolución disponibles a través de Google Earth [6] , se pueden distinguir las copas de los árboles individuales, lo que proporciona otra opción para medir la extensión de las copas. [7] La latitud y la longitud del árbol se pueden leer directamente desde Google Earth. Google Earth en sí incluye una herramienta de regla que se puede utilizar para medir diámetros o radios a lo largo de la copa del árbol. Alternativamente, el área de la corona se puede medir y la extensión de la corona se puede calcular a partir de ese valor. EasyAcreage V1.0 (versión de demostración) [8] es una herramienta de medición de área de Google Earth que calcula el área de cualquier forma delineada en la pantalla de Google Earth. Delinee el borde del dosel de los árboles, siguiendo las ramas y huecos alrededor del perímetro del dosel, incluidos los huecos encerrados dentro del contorno del dosel y lea el área proporcionada por Easy Acreage. La extensión promedio de la corona se puede determinar con una fórmula simple:
extensión de la corona = 2 (área / π) ½
Aquí uno ve que el área es el área de un círculo equivalente. Para mediciones críticas, es recomendable verificar la medición realizada a través de una aplicación de teledetección en persona.
Leverett [9] [10] también ha proporcionado cuatro opciones para medir el área de la corona a través de encuestas con brújula y clinómetro alrededor del borde exterior de la corona o mediante una combinación de mediciones desde el borde de la corona y hasta el tronco, y alrededor de la perímetro de la corona. Los cuatro circunscriben la línea de goteo del área de la corona con un polígono y dividen el polígono en una serie de triángulos adyacentes, miden el área de cada triángulo y súmenlos. Una opción, el método poligonal, mide cada lado de un triángulo para calcular su área. El segundo y tercer método utiliza azimuts y una distancia al tronco calcula el área. El cuarto método, el método de azimut, solo requiere mediciones de acimut y distancia de un punto a otro alrededor del perímetro de la copa.
Método poligonal
El medidor recorre el perímetro de la corona siguiendo la línea de goteo bastante de cerca. Se identifican puntos en el suelo que representan el contorno de la corona y se marcan de manera que el siguiente punto siempre sea visible desde el anterior. Para el primer punto, la distancia al centro del tronco del árbol se mide junto con el ángulo vertical al punto. Luego, la distancia al siguiente punto exterior se mide junto con el ángulo vertical. El medidor se mueve al siguiente punto exterior y repite el proceso, continuando en el sentido de las agujas del reloj hasta que la corona esté rodeada. El último cateto del primer triángulo se convierte en el primer cateto del segundo triángulo, y así sucesivamente, por lo que solo el primer triángulo requiere medidas para los tres catetos. El resultado es una serie de triángulos adyacentes con los lados determinados. El área de cada triángulo se calcula a partir de sus lados y la suma de las áreas se calcula. Cada triángulo cubre parte del área de la corona. La suma de los triángulos es igual al área total proyectada de la corona. Los instrumentos necesarios incluyen un telémetro láser o una cinta métrica y un clinómetro.
Método de acimut
En el cuarto método, el medidor no interactúa con el tronco ni con ningún punto interno del polígono. El medidor recorre el perímetro disparando distancias horizontales y acimut hasta el siguiente punto hasta que se rodea el perímetro de la corona. Este es el método más simple y flexible de los cuatro. Este método también se puede utilizar fácilmente para medir las áreas de otras características encontradas, por ejemplo, agrupaciones de árboles o estanques primaverales.
Extensión máxima de la corona
Esta es otra medida que a veces se recopila. La extensión máxima de la copa es el ancho máximo de la copa a lo largo de cualquier eje desde la línea de goteo en un lado del árbol hasta la línea de goteo en el lado opuesto del árbol.
Densidad de la corona
El Servicio Forestal del USDA ha publicado un documento de orientación [11] sobre evaluaciones de campo de una variedad de características de las copas más allá de las mediciones básicas que se toman normalmente. Se incluyen una serie de definiciones de términos, forma de copa, densidad de copa / transparencia del follaje, proporción de copa viva no compactada, clase de vigor y varias evaluaciones de muerte regresiva.
La densidad de la copa es la cantidad de ramas de la copa, follaje y estructuras reproductivas que bloquea la visibilidad de la luz a través de la copa. Cada especie de árbol tiene una copa normal que varía según el sitio, la genética, el daño del árbol, etc. También sirve como indicador del crecimiento esperado en el futuro cercano. La densidad de la copa se puede estimar utilizando una tarjeta de transparencia de follaje y densidad de copa. [11] [12] Usando la tarjeta como referencia, el observador estima qué porcentaje de la luz está siendo bloqueada por la masa de la corona. Las estimaciones se hacen desde dos direcciones diferentes en ángulos rectos y se reconcilian para determinar la densidad de la copa. También hay varios densitómetros electrónicos que medirán la densidad de la copa o del follaje. [13]
Estimaciones de volumen de corona
El volumen de la copa incluye todo el dosel vivo de un árbol desde la base de la copa viva hasta el borde superior de la copa y desde el borde exterior de las puntas de las ramas hacia adentro. No incluye ramas muertas, encima o debajo de la porción viva del dosel, ni brotes epicórmicos debajo de la base de la copa viva. Incluye huecos o vacíos comprendidos dentro de esos límites. El volumen de la copa mide la masa de las ramas o el follaje, ya que no incluye las medidas de la densidad del follaje y las ramas, ni su peso. Los volúmenes de la corona generalmente no se pueden representar adecuadamente mediante formas geométricas simples debido a su irregularidad en la forma.
Para formas extremadamente complejas, la superficie de la corona se puede mapear en tres dimensiones desde una serie de estaciones topográficas externas o internas. Desde cada estación, se puede trazar un mapa de la posición de un punto en la superficie de la corona utilizando una brújula, un telémetro láser y un clinómetro. Las mediciones realizadas incluyen el azimut desde la ubicación topográfica, la distancia desde la posición topográfica, la distancia al punto y la inclinación al punto. Estos se pueden convertir a coordenadas ( x , y , z ) para cada punto, y las mediciones entre diferentes ubicaciones topográficas se pueden unir midiendo las posiciones relativas entre las diferentes ubicaciones topográficas.
La distancia al punto de destino:
- cos (inclinación) × distancia láser = (distancia horizontal)
La posición del punto en relación con la posición de uno usando el norte magnético es:
- eje y = (distancia horizontal) × cos (acimut)
- eje x = (distancia horizontal) × sin (acimut)
La altura del punto en relación con la posición de medición es:
- eje z = sin (inclinación) × distancia medida con láser = altura
Deben tomarse las medidas suficientes para generar un gráfico de superficie tridimensional del borde exterior del dosel. Luego, el volumen puede dividirse en porciones más pequeñas, calcularse el volumen de cada porción individual y sumar el volumen de todas las rebanadas para determinar el volumen total del dosel.
Volúmenes de corona de roble vivo
Las copas de la mayoría de los árboles tienen una forma demasiado irregular para ser modeladas por una figura geométrica simple. La excepción pueden ser las copas en forma de cúpula poco profundas de los árboles de roble vivo ( Quercus virginiana ) de crecimiento abierto en el sur y sureste de los Estados Unidos. Una buena descripción de la forma general sería compararla con la parte expuesta de un hemisferio parcialmente enterrado en el suelo. [14] Se desarrolló un modelo que puede usarse para determinar el volumen de las copas de los árboles de esta forma. La copa de un árbol se ajusta a este modelo de forma si:
- a) tiene una superficie superior en forma de cúpula,
- b) la base de la corona es plana o al nivel del suelo sobre una superficie plana, y
- c) el ancho de la extensión de la corona es mayor o igual al doble del espesor vertical de la corona.
Muchos de los robles vivos no tienen una huella de corona perfectamente redonda. Un eje del árbol será más ancho que el eje perpendicular. Si estos valores están relativamente cerca, simplemente promediando los dos ejes para obtener una extensión de copa promedio. Si son muy diferentes, las longitudes del eje se pueden convertir a un radio circular equivalente para usar en el cálculo del volumen de la corona usando esta fórmula:
Esta corrección no es grande. Se desarrolló una hoja de cálculo de Excel para implementar los cálculos de volumen. [15]
Método de rotación de perfil. [16] El volumen de la corona se puede determinar utilizando tres valores:
- extensión de la corona,
- espesor de la corona,
- forma de corona.
Se medirá el grosor de la copa y la extensión media de la copa y se determinará la forma general de la copa del árbol mediante comparación visual con un gráfico. La forma de la copa se utilizará para derivar un valor de la forma de la copa (CF) para diferentes formas de árboles y será el tercer parámetro de la fórmula de cálculo del volumen de la copa. La copa de un árbol se puede subdividir en 10 discos, cada uno de los cuales representa 1/10 de la altura de la copa. El diámetro de cada disco se puede expresar como una fracción de la extensión promedio de la copa. Si el árbol es más alto y cada disco representa una mayor longitud de la copa, o si la extensión de la copa es mayor o menor, cada disco representará la misma fracción del volumen total de la copa. Tenga en cuenta que debe haber un solo cilindro de la misma altura que el grosor de la corona que tenga el mismo volumen que la corona de forma irregular. El problema se convierte entonces en determinar el diámetro de este cilindro de modo que su volumen sea igual al de la copa del árbol. El volumen de cada uno de los discos individuales se puede calcular utilizando la fórmula para el volumen de un cilindro:
Al reorganizar los números, se puede derivar una fórmula para el radio necesario para la solución de un solo cilindro. La altura y π desaparecen y el resultado es el radio necesario igual a la raíz cuadrada del promedio del cuadrado del radio para cada uno de los discos.
Los perfiles de forma de árbol se pueden calcular individualmente para cada árbol encontrado. Sin embargo, al examinar los perfiles de una gran cantidad de árboles de diferentes especies se encontró que los perfiles típicos variaban en un patrón regular, y para cada familia de perfiles había un valor de Forma de copa que podía usarse para calcular el volumen de la copa. Cada forma de corona diferente tendrá una relación de forma de corona asociada de la extensión de corona promedio máxima medida al radio del diámetro equivalente del cilindro. Este valor no se puede usar directamente, pero primero se debe convertir a un valor de factor de forma de corona único.
La fórmula para un cilindro equivalente puede expresarse como sigue:
Las constantes se pueden reorganizar para derivar un factor de forma de corona (CF):
La ecuación de volumen general se puede reescribir de la siguiente manera:
Por lo tanto, el complejo problema de estimar el volumen de la corona se reduce a dos parámetros que se pueden medir fácilmente: la extensión máxima promedio de la corona y el grosor de la corona, y un valor que se puede determinar usando la correspondencia visual de formas de una tabla de formas estándar. Las áreas abiertas contenidas dentro del volumen de rotación se consideran parte del volumen de la corona, mientras que se excluyen las puntas de las ramas perdidas que se extienden fuera del volumen de rotación. Algunos árboles simplemente tienen una forma de copa que es demasiado irregular para usar esta metodología para determinar el volumen de la copa. Estos árboles, si se requiere un valor de volumen de copa, deberán evaluarse en secciones y el volumen de cada sección deberá calcularse individualmente.
Longitud de la extremidad
La extremidad más larga se mide desde el collar donde emerge de un tronco hasta su extensión horizontal más lejana. También debe tenerse en cuenta si la extremidad es autoportante o si toca el suelo en algún lugar a lo largo de su longitud. La longitud de la extremidad también se puede medir a lo largo de los contornos de la propia extremidad. Si es de fácil acceso, esto se puede lograr simplemente usando una cinta métrica. Si no se puede alcanzar la extremidad, es necesario utilizar métodos de medición remota. Existen varias técnicas de medición viables que pueden proporcionarnos información útil sobre la extensión de la extremidad. [17]
Longitud de la línea recta desde abajo
La longitud de una extremidad se puede medir con un telémetro láser y un clinómetro si ambos puntos finales de la extremidad son visibles desde un punto debajo del extremo de la extremidad. La distancia vertical se mide hasta el final de la rama directamente sobre el punto de medición en un ángulo de 90 grados. Luego se miden la inclinación y la distancia al otro extremo de la extremidad donde emerge del tronco. La longitud en línea recta de la extremidad desde el tronco hasta la punta se puede calcular utilizando la Ley de los cosenos. [18]
Para las extremidades largas con curvatura cambiante, casi siempre será necesario determinar la longitud de la extremidad en segmentos más pequeños con cada segmento medido de forma independiente si se quiere lograr una precisión aceptable. La longitud se puede calcular sobre la base de un modelo de regresión curvilínea bivariada utilizando múltiples puntos de medición. Esto es prometedor siempre que se utilice un programa de regresión que permita tanto la regresión lineal como no lineal bivariada. Un buen paquete estadístico que proporciona esta capacidad es Minitab, que admite ecuaciones de segundo y tercer grado. NTS ha desarrollado modelos de regresión para parábolas y formas de curvas exponenciales en formato de hoja de cálculo de Excel para el beneficio de los medidores que no utilizan software estadístico. De particular interés es la curva parabólica. NTS ha desarrollado una aplicación de hoja de cálculo de esto para curvas parabólicas. La hoja de cálculo ajusta una parábola a 4 o más puntos (hasta 10 permitidos) usando el método de mínimos cuadrados y luego calcula la (s) longitud (es) de la extremidad usando la regla de Simpson para evaluar la integral definida. [18] [19]
Longitud de la extremidad a través de la posición de referencia externa. Las mediciones terrestres se pueden utilizar para medir la longitud de la extremidad y los diámetros de las secciones de las ramas de forma remota mediante el uso de un monocular con retícula o análisis fotográfico. La longitud de un segmento se puede determinar midiendo la posición de los puntos finales de la rama en un espacio tridimensional desde una posición de referencia externa. Luego, la longitud se calcula aplicando el teorema de Pitágoras . [20] El siguiente diagrama ilustra el proceso.
Desde la posición de referencia externa O , la distancia directa a L 1 se mide a P 1 junto con el ángulo vertical V 1 y el acimut A 1 . A continuación, se calculan las coordenadas x 1 , y 1 y z 1 . Se sigue el mismo proceso para P 2 .
Esta secuencia se lleva a cabo de la siguiente manera:
La distancia horizontal d 1 desde el punto de referencia inicial O hasta un punto objetivo P 1 se calcula como d 1 = cos (inclinación) × distancia del láser = L 1 sin V 1 El valor de x en el primer punto es: x 1 = sin (acimut) × distancia horizontal = d 1 sin A 1 El valor de y en el primer punto es: y 1 = cos (acimut) × distancia horizontal = d 1 cos A 1 El valor de z en el primer punto es: z 1 = sin (inclinación) × distancia del láser = L 1 sin V 1 Este proceso se repite para P 2 para obtener ( x 2 , y 2 , z 2 ) El paso final es calcular la distancia de P 1 a P 2 ( L ) utilizando la siguiente fórmula.
Tenga en cuenta que estamos elevando al cuadrado los cambios en los valores x , y y z , sumando estos cuadrados y tomando la raíz cuadrada de la suma. [20]
Leverett [21] ha desarrollado una metodología en la que la longitud de una extremidad se mide utilizando un monocular con retícula alineada a lo largo de la orientación de la extremidad, la distancia a cada extremo del segmento de la extremidad y un factor de escala calculado para determinar la longitud de la extremidad. Esencialmente, la longitud aparente de la extremidad en cada extremo como si se usara la distancia hasta ese punto y el factor de escala para esa distancia como si la extremidad fuera perpendicular al observador. Estas longitudes se consideran la parte superior y la base de un trapezoide regular con una altura igual a la diferencia en la distancia entre los dos puntos. La longitud real de la extremidad se puede calcular tratándola como una diagonal del trapezoide.
Mapeo de dosel
El mapeo del dosel es el proceso mediante el cual las posiciones y el tamaño de las ramas dentro del dosel se mapean en un espacio tridimensional. [22] [23] [24] Es un proceso intensivo en mano de obra que generalmente se reserva solo para las muestras más importantes. Esto generalmente se hace desde una posición establecida o una serie de posiciones dentro del árbol. Se utilizan bocetos y fotografías para facilitar el proceso. Se trepa a los árboles y se mapea la arquitectura general, incluida la ubicación del tallo principal y todos los troncos reiterados, además de todas las ramas que se originan en los troncos. También se mapea la posición de cada punto de rama en el dosel hasta un cierto tamaño y también las posiciones de varias reiteraciones, roturas, torceduras o cualquier otra excentricidad en el árbol. Cada tronco y rama mapeados se miden para determinar el diámetro basal, la longitud y el azimut. Los trepadores miden circunferencias específicas y detallan otras características dentro del árbol.
Ver también
- Cierre de corona
- Clases de corona
- regla de ramificación de da Vinci
- Diámetro a la altura del pecho
- Inventario forestal
Referencias
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