Evaluación de un modelo de ahusamiento para la estimación de volumen de la especie Pinus radiata (D. Don) en predios de forestal mininco SpA. de la Región del Bíobio

Abstract

En Chile, las plantaciones forestales desempeñan un papel fundamental en la economía nacional, siendo Pinus radiata y Eucalyptus sp. las especies más utilizadas para la producción forestal. La estimación precisa del volumen de madera por árbol es clave para planificar eficientemente las operaciones forestales. Una herramienta fundamental para estos fines es el uso de funciones de ahusamiento, las cuales permiten describir el perfil fustal del árbol y, a su vez, usar dichos modelos para estimar el volumen por tipo de producto en los inventarios forestales. En este contexto, el presente estudio evaluó dos modelos independientes para Pinus radiata en predios de Forestal Mininco SpA, en la Región del Biobío, Chile: un modelo de ahusamiento, basado en la ecuación de exponente variable de Kozak (1988), y un modelo de volumen, fundamentado en la fórmula de Spurr (1952). El análisis incluyó un conjunto de datos proporcionado por Forestal Mininco con mediciones de 20 árboles para el ajuste de los modelos. Las predicciones de los modelos fueron evaluadas mediante métricas estadísticas como el Error Cuadrático Medio (RMSE), el Sesgo Medio Absoluto (MAB) y la Eficiencia de Nash Sutcliffe (NSE). Además, se aplicó el método Bootstrap con 1000 réplicas para validar los resultados obtenidos. Los resultados mostraron una alta precisión en la predicción del diámetro y el volumen de los árboles, con un RMSE de 0,74 cm, un MAB de 0,51 cm y un NSE de 0,99 en el modelo de ahusamiento, mientras que el modelo de volumen arrojó un RMSE de 0,027 m³, un MAB de 0,018 m³ y un NSE de 0,98. Estos valores indican que los modelos proporcionan estimaciones consistentes y precisas. El método Bootstrap se utilizó para validar los modelos ajustados, evaluando su capacidad para capturar la variabilidad en los datos. A pesar de las limitaciones impuestas por el tamaño reducido de la muestra, el uso de Bootstrap contribuyó a mitigar la variabilidad y aumentar la consistencia y robustez del modelo. Este estudio proporciona una base sólida para la predicción del ahusamiento y volumen en Pinus radiata, destacando la importancia de metodologías robustas en la gestión forestal.

In Chile, forest plantations play a fundamental role in the national economy, with Pinus radiata and Eucalyptus sp. being the most commonly used species for forest production. Accurate estimation of wood volume per tree is key to efficiently planning forestry operations. A fundamental tool for these purposes is the use of taper functions, which allow forest inventories to be carried out and volumes and yields to be projected according to the product type. In this context, the present study evaluated a taper model to estimate the volume of Pinus radiata in Forestal Mininco SpA's estates, located in the Biobío Region, Chile, using Kozak's (1988) variable exponent taper equation for taper and Spurr's (1952) formula for volume. The analysis included a dataset provided by Forestal Mininco, with measurements from 20 trees used to fit the models. The model predictions were evaluated using statistical techniques such as Root Mean Square Error (RMSE), Mean Absolute Bias (MAB), and Nash-Sutcliffe Efficiency (NSE). Additionally, the Bootstrap method with 1000 replicates was applied to strengthen the validity of the results obtained. The results showed high precision in predicting the diameter and volume of the trees, with an RMSE of 0,74 cm, an MAB of 0,51 cm and an NSE of 0,99 in the taper model, while the volume model yielded an RMSE of 0,027 m³, an MAB of 0,018 m³ and an NSE of 0,98. The bootstrap method was used to validate the fitted models, assessing their performance in order to capture and reflect the variability in the data. Despite the limitations imposed by the relatively small sample size, the use of Bootstrap contributed to mitigating variability and increasing the model's consistency and robustness.This study provides a solid basis for the prediction of taper and volume in Pinus radiata, highlighting the importance of robust methodologies in forest management.