MIXED FORESTS. MODELLING, DYNAMICS AND GEOGRAPHICAL DISTRIBUTION OF PRODUCTIVITY AND CARBON STORAGE IN MIXED FOREST ECOSYSTEMS IN PORTUGAL

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Modelação do crescimento juvenil H-D com recurso a modelos de efeitos mistos em castanheiro de alto fuste no norte de Portugal

Publication . Dias, Cremildo; Patrício, Maria Sameiro; Nunes, Luís

O castanheiro é uma espécie com potencial para produzir madeira de qualidade e é utilizada para os usos mais nobres como são o folheado e o mobiliário maciço. O objetivo do presente trabalho foi modelar o crescimento em altura de povoamentos jovens de castanheiro de alto fuste para produção de madeira através do ajustamento e calibração de equações hipsométricas mediante métodos não lineares de efeitos mistos. Os dados utilizados para a estimação da relação hipsométrica (H-D) são provenientes de parcelas permanentes de povoamentos pertencentes a particulares, localizadas no concelho de Bragança e Vila Flor. Um total de oito (8) modelos não lineares foram testados sendo cinco (5) de dois parâmetros e três (3) de três parâmetros em dados agrupados ao nível da parcela. A escolha do modelo final foi efetuada com base nos valores de critério de informação de Akaike (AIC) e critério de informação Bayesiano (BIC) dos ajustamentos com o método de máxima verossimilhança (ML). A calibração foi feita mediante os métodos de Draudt, quartis e decis, selecionando as classes diamétricas em cada parcela. De acordo com as análises, os modelos de Wykoff 1 e Richards 1 obtiveram os melhores resultados em relação aos outros modelos analisados. A precisão dos modelos selecionados aumentou com a inclusão de co-variáveis dos povoamentos. Contudo, na seleção do modelo final optou-se por Richards 1a pela sua ligeira vantagem nos valores baixos de AIC e BIC. Este modelo final foi usado como referência para ajustar um modelo fixo generalizado cujo comportamento se aproximasse o mais possível deste. Dos modelos generalizados fixos já desenvolvidos para castanheiro em trabalhos anteriores, a equação de Patrício et al. (2019) para regime de talhadia foi a que forneceu estimativas mais próximas do modelo Richards 1a. A calibração pelo método de Draudt, com 1 em cada 9 árvores em parcelas de 3000 m2 e 1 em cada 5 árvores em parcelas de 500 m2, garante que a seleção da amostra de árvores pelo modelo NLME fornece estimativas superiores aos modelos generalizados fixos. O esforço de amostragem associado a esta opção é, no entanto, muito considerável e ainda mais se quisermos obter hdom. Com métodos que selecionam menos árvores ou de forma menos representativa das características das árvores por classe de diâmetro, verifica-se que os modelos NLME deixam de evidenciar uma clara superioridade em relação aos modelos generalizados de efeitos fixos, com a vantagem de que estes últimos são muito mais fáceis de aplicar pelo utilizador comum. Na hora de escolher um método de seleção é importante dar atenção ou refletir sobre a forma como ele se vai agilizar no terreno: se é mais ou menos fácil, se acarreta mais ou menos tempo de amostragem, se acarreta melhoria substancial na predição e custos adicionais.

2020Master thesis

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Litterfall and litter decomposition in chestnut high forest stands in northern Portugal

Publication . Patrício, Maria Sameiro; Nunes, Luís; Pereira, Ermelinda

This research aimed to: estimate the inputs of litterfall; model the decomposition process and assess the rates of litter decay and turnover; study the litter decomposition process and dynamics of nutrients in old chestnut high forests. This study aimed to fill a gap in the knowledge of chestnut decomposition process as this type of ecosystems have never been modeled and studied from this point of view in Portugal. The study sites are located in the mountains of Marão, Padrela and Bornes in a west-to-east transect, across northern Portugal, from a more-Atlantic-to-lessmaritime influence. This research was developed on old chestnut high forests for quality timber production submitted to a silviculture management close-to-nature. We collected litterfall using littertraps and studied decomposition of leaf and bur litter by the nylon net bag technique. Simple and double exponential models were used to describe the decomposition of chestnut litterfall incubated in situ during 559 days. The results of the decomposition are discussed in relation to the initial litter quality (C, N, P, K, Ca, Mg) and the decomposition rates. Annually, the mature chestnut high-forest stands (density 360-1,260 tree ha–1, age 55-73 years old) restore 4.9 Mg DM ha–1 of litter and 2.6 Mg ha–1 yr–1 of carbon to the soil. The two-component litter decay model proved to be more biologically realistic, providing a decay rate for the fast initial stage (46-58 yr–1for the leaves and 38-42 yr–1for the burs) and a decay rate related to the recalcitrant pool (0.45-0.60 yr–1for the leaves and 0.22-0.36 yr–1for the burs). This study pointed to some decay patterns and release of bioelements by the litterfall which can be useful for calibrating existing models and indicators of sustainability to improve both silvicultural and environmental approaches for the management of chestnut forests.

2012Journal article

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Arboricultura de lenho: o caso de uma plantação mista de folhosas nobres com uma espécie acessória fixadora de azoto

Publication . Patrício, Maria Sameiro; Nunes, Luís; Mimouni, Othman; Saraiva, Daniel; Araújo, Arsénio; Monteiro, Maria do Loreto

Em 1998, no âmbito do projeto PRAXIS XXI – 3/3.2/Flor/2127/95, foi instalado um ensaio de consociação de folhosas nobres: cerejeira (Prunus avium) Pa, carvalho (Quercus rubra) Qr e castanheiro (Castanea sativa) Cs, com a espécie acessória, robínia (Robinia pseudoacacia) Rp, em Vimioso (Latitude 41º 34’ 12’’ N; Longitude.6º 30’ 7’’ W e altitude de 700 m) antes da publicação do Decreto-Lei 565/99. O ensaio foi delineado em 30 parcelas de estudo permanentes num desenho experimental aleatorizado com 10 tratamentos e 3 repetições (T1 – Puro de Cs; T2 – Puro de Pa; T3 – Puro de Qr; T4 – Puro de Rb; T5 – Linha de Cs × linha de Rb; T6 – Linha de Pa × linha de Rb; T7 – Linha de Qr × linha de Rb; T8 – Cs + Rb alternadas na linha; T9 – Pa + Rb alternadas na linha; T10 – Qr + Rb alternadas na linha). Avaliações anteriores do ensaio demonstraram que Cs não apresentou ganhos em qualquer uma das consociações testadas pelo facto das condições edafoclimáticas do local serem consideradas limitantes para o bom desenvolvimento da espécie. Nesta fase de avaliação do ensaio consideram-se apenas os tratamentos relativos às espécies objetivo Pa e Qr. O objetivo deste estudo é avaliar o comportamento das espécies principais Pa e Qr em mistura com uma espécie fixadora de azoto (Rb). Espera-se assim melhorar a nutrição e o vigor das espécies produtoras de madeira de qualidade em estudo e, consequentemente, a sua forma e crescimento. O ensaio foi avaliado em termos dendrométricos, sobrevivência, produtividade relativa das espécies objetivo e produtividade relativa total. Foi usada a regressão logística para modelar a sobrevivência das espécies objetivo na mistura. O teste Z de Wald utilizado demonstrou, para a Pa, uma elevada probabilidade de sobrevivência tanto no tratamento puro como nos consociados com Rb (64-75%). As restantes espécies estão associadas a baixa probabilidade de sobreviver devido, principalmente, ao insucesso verificado na fase de instalação (46 – 55% aos 10 anos) agravada pela forte geada negra na primavera de 2010. Atualmente a sobrevivência da Qr varia de 35 a 54 %. Comparou-se o crescimento entre os diferentes tratamentos, para cada espécie, usando o teste das diferenças mínimas significativas (LSD). A Pa mostra maior crescimento em altura na mistura linha a linha (T6) seguido do puro (T2). Evidencia-se uma relação de benefício direto de facilitação e/ou complementaridade proporcionado pela espécie acessória fazendo com que o crescimento médio da espécie objetivo em T6 seja superior à média do crescimento em altura observado nos restantes tratamentos (interação positiva). O ensombramento lateral proporcionado pela Rb no tratamento T6 favorece o crescimento em altura da Pa devido à maior frescura e proteção proporcionadas. O efeito da competição pela luz é visível no tratamento T9 onde se verifica também maior instabilidade devido a maior concorrência com a espécie acessória. Para a Qr o crescimento em altura no T3 não difere do T7 embora difiram do T10. A menor estabilidade da Qr no tratamentoT10 é devida à maior pressão competitiva observada não havendo compensação suficiente ao nível do solo uma vez que apresenta menor crescimento médio quer em altura quer em diâmetro. No tratamento T10 verifica-se um efeito depressivo da Rb sobre a Qr. O processo de facilitação também não é evidente no T7 uma vez que não difere do puro. O efeito da facilitação/complementaridade é evidente para a Pa consociada linha a linha.

2017Conference poster

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Mineralização do N do solo: caso de estudo num ensaio de plantações mistas de Fraxinus excelsior x Alnus cordata

Publication . Pereira, Ermelinda; Caldas, Sandra; Patrício, Maria Sameiro; Nunes, Luís; Monteiro, Maria do Loreto

Em 1998 instalou-se um ensaio experimental de povoamentos mistos com espécies folhosas, produtoras de madeira de qualidade, consociadas com espécies secundárias fixadoras de azoto, com o objectivo de estudar os possíveis benefícios sobre a espécie objectivo. Neste contexto, procedeu-se à avaliação da dinâmica do N no solo, pela quantificação dos fluxos de mineralização/imobilização, através do método de incubação sequencial in situ, nas consociações Fraxinus excelsior x Alnus cordata.

2008Conference poster

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Mixed plantations: a silvicultural option for cherry high quality wood production

Publication . Patrício, Maria Sameiro; Nunes, Luís; Monteiro, Maria do Loreto; Lopes, Domingos

Sweet cherry (Prunus avium L.) is a promising species for high quality wood production. In Portugal, until the nineties the wild cherry was practically ignored in afforestations. After 1992, with the EU set-aside policies, the afforestation area with cherry was greatly increased due to the EU subventions. Actually, the oldest stands, mostly pure, are about fifteen years old and many of them are experiencing a high rate of mortality. A field trial was established in the northeast of Portugal (year 2000) to evaluate the behaviour of several broadleaves, including cherry, in mixed plantations with a fixing nitrogen species Robinea psedoacacia. This trial includes four broadleaves species with ten treatments and three replications. In this analysis we consider only the treatments were cherry is present (T2 – Pure cherry, T4 – Pure robinea, T6 – a line of cherry x a line of robinea, T9 – cherry x robinea in the line). Logistic regression was used to analyse the cherry’s survival. The analysis of maximum likelihood estimates pointed out that the cherry was associated to a high surviving probability when it was consociated with robinea, but the pure cherry treatment analysis was not conclusive (P>0.05). A HSD Tukey test was used to compare the height growth of cherry in the different treatments. It was observed that T2 did not differ from T9 concerning the height growth of cherry (P>0.05) but it differed between T2 - T6 and T6 – T9. The mean height of cherry was highest in the T6 followed by the T9. The apparent vigour of the cherry was superior when consociated with robinea, seeming that its presence directly benefits the objective species. The ecological principle of facilitation is evident at the level of the stand environment created by the robinia for the other species. The contribution of robinea for nitrogen fixation is being studied in a parallel research.

2008Conference poster

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