Estimarea biomasei supraterane a arborilor cu ajutorul TLS (scanarii laser 3D)
In cadrul acestui obiectiv am determinat/estimat volumul si biomasa supraterana a arborilor cu ajutorul scanării laser 3D. Pentru a afla cați arbori ar trebui scanați pentru a elabora un model alometric, am realizat un instrument pentru estimarea eșantionului optim. Folosind acest instrument am determinat mărimea eșantionul optim care este capabil sa estimeze biomasa arborilor o precizie de 5% (127 arbori). Mai departe, am scanat arborii, am procesat datele, am comparat algoritmii de procesare a datelor si am validat măsurătorile.
Facilitarea integrării densității lemnului si biomasei frunzelor in estimările de biomasa ce folosesc metoda TLS
Pentru a putea folosi tehnologia TLS la măsurarea/determinarea biomasei arborilor, trebuie avut in vedere ca densitatea lemnului si biomasa frunzelor nu pot fi măsurate cu acest instrument. Ca urmare, densitatea lemnului si biomasa frunzelor au fost modelate pentru a putea fi integrate in procesul de determinare a biomasei totale a arborilor.
Dezvoltarea si testarea modelelor alometrice pentru estimarea volumului si biomasei arborilor bazata pe metoda TLS
In cadrul acestui obiectiv au fost elaborate modele alometrice pentru estimarea volumului si biomasei arborilor. Au fost analizate senzitivitatea parametrilor modelelor alometrice la variația densității lemnului si la incertitudinea din estimarea biomasei frunzelor si au fost comparate modelele elaborate in cadrul acestui proiect cu modelele oficiale pentru specia fag. Rezultatele au arătat o ușoara subestimare a biomasei atunci când au fost aplicate modele oficiale comparativ cu modele elaborate in acest proiect. Explicația ar putea fi in faptul ca modelele oficiale omit factorul de corecție al transformării logaritmice inverse.
Investigarea efectului unor surse de incertitudini in modelele alometrice, asupra estimărilor la nivel național
In cadrul acestui obiectiv s-a urmărit îmbunătățirea cunoașterii efectelor unor surse de incertitudini asociate modelelor alometrice, asupra estimărilor la scara larga (nivel national). S-au analizat efectele combinării variabilelor independente asupra estimărilor la nivel de suprafața dar si efectul incertitudinii din metoda de scanare asupra incertitudinii estimărilor la nivel de suprafața. De asemenea, s-a investigat efectul heteroscedasticitatii in modele alometrice asupra estimărilor la scara larga.
Diseminarea rezultatelor
1. Dutcă, I., Zianis, D., Petrițan, I. C., Bragă, C. I., Ștefan, G., Yuste, J. C., & Petrițan, A. M. (2020). Allometric biomass models for European beech and silver fir: testing approaches to minimize the demand for site-specific biomass observations. Forests, 11(11), 1136. (Jurnal in zona roșie, Impact Factor 3.282, Scor relativ de influenta 1.367)
2. Osewe, E. O., & Dutcă, I. (2021). The Effects of Combining the Variables in Allometric Biomass Models on Biomass Estimates over Large Forest Areas: A European Beech Case Study. Forests, 12(10), 1428. (Jurnal in zona roșie, Impact Factor 3.282, Scor relativ de influenta 1.367)
3. Dutcă, I., McRoberts, R. E., Næsset, E., & Blujdea, V. N. (2022a). Accommodating heteroscedasticity in allometric biomass models. Forest Ecology and Management, 119865. (Jurnal in zona roșie, Impact Factor 3.558, Scor relativ de influenta 2.131)
4. Dutcă, I., Cernat, A., Stăncioiu, P. T., Ioraș, F., & Niță, M. D. (2022b). Does Slope Aspect Affect the Aboveground Tree Shape and Volume Allometry of European Beech (Fagus sylvatica L.) Trees?. Forests, 13(7), 1071. (Jurnal in zona roșie, Impact Factor 3.282, Scor relativ de influenta 1.367)
1. Dutcă, I., Petrițan, I. C., Bragă, C. I., Ștefan, G., & Petrițan, A. M. (2020) Improving the local calibration of allometric biomass models. In the 9th International Symposium „Forest and Sustainable Development”, 16-17 October, 2020, Brasov, Romania.
2. Dutcă, I. (2021) The sample size in allometric biomass models. In the 5th edition of International Conference “Integrated Management of Environmental Resources”, October 29, 2021, Suceava, Romania.
3. Dutca I., Dutca I. (2022) The effects of ignoring clustered data structure in allometric biomass models on large forest area biomass estimation. XV World Forestry Congress, 2-6 May, 2022, Seoul, Republic of Korea.
Erick Osewe (2021) The limitations of using combined variables in tree allometric biomass models to estimate biomass at large scale. MSc Thesis. Coordinator: Ioan Dutca
Sergiu Constantin Florea (2021) Testing reconstruction methods on 3D point cloud for Fagus sylvatica L. single tree. MSc Thesis. Coordinators: Mihai Daniel Nita and Ioan Dutca
Rezultatele obținute in acest proiect vor fi folosite la creșterea eficientei folosirii tehnologiei TLS in estimările de biomasa si la îmbunătățirea estimărilor de volum si biomasa in general. Modele de volum si biomasa vor fi folosite pentru a obține estimări mai precise ale volumului si biomasei arborilor.
Din punct de vedere aplicativ/practic, cele mai importante rezultate al acestui proiect se refera la modelele alometrice pentru volum si biomasa dar si la instrumentul pentru estimarea eșantionului optim in modelele alometrice. Însă din punct de vedere științific, toate rezultatele obținute sunt semnificative. Spre exemplu, îmbunătățirea cunoașterii in ceea ce privește efectul heteroscedasticitatii modelelor alometrice asupra estimărilor de volum si biomasa la scara larga este menita sa îmbunătățească estimările nu doar la nivelul tarii noastre ci si internațional. Analiza arhitecturii arborilor a arătat ca acesta este diferita pe versantul nordic vs. sudic, cu consecințe in estimările de volum.
De asemenea, efectul combinării variabilelor independente asupra estimărilor de volum si biomasa la scara larga vor fi folosite la îmbunătățirea acestor estimări. Comparația algoritmilor de procesare a datelor TLS este menita sa arate utilizatorilor limitările fiecărui algoritm astfel încât sa-l poată alege pe cel mai potrivit.