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El	uso	de	datos	de	parcelas	de	un	
inventario	nacional	forestal	para	
explorar	el	uso	sostenible	y	
degradación	del	recurso
Por	Thomas	Brandeis
Con	contribuciones	de			
Stanley	Zarnoch,	
Christopher	Oswalt,	y	
Jeffrey	Stringer
04/09/2018 Guadalajara,	Mexico 1
Resumen
Usando	los	datos	del	inventario	nacional	forestal	de	los	
EEUU,	examinamos:
• Sostenibilidad	básica	del	recurso
– Ejemplos	de	lo	que	buscamos	en	los	datos
– Derivados	de	preguntas	de	las	agencias	encargadas	del	
manejo	de	los	recursos	naturales	e	industrias	forestales
• Degradación	forestal
– Monitoreo	de	las	reservas	de	carbono	forestal
– Tendencias	en	la	cosecha
– Ejemplos	de	tendencias	en	la	calidad	de	árboles	de	uso	
comercial	causado	por	las	prácticas	de	cosecha
04/09/2018 Guadalajara,	Mexico 2
Sostenibilidad	del	recurso
• Es	necesario	hacer	el	esfuerzo	para	remedir	las	
parcelas	para	seguir	las	tendencias	de	largo	plazo
• Ciertas	medidas	básicas	y	sus	tendencias	están	
examinadas	como	indicadores	del	uso	sostenible	del	
recurso	forestal
– Superficie	forestal
– Volumen,	biomasa	y	reservas	de	carbono
• Por	tamaño	de	rodal,	distribución	de	diámetros,	composición	de	
especies,	etc.	
– Crecimiento,	remoción	y	mortalidad
• Proporciones	de	crecimiento	a	remociones	
– Cambios	en	el	uso	de	terreno
• Bosque	vs.	non-bosque	y	cambios	en	los	tipos	forestales
304/09/2018 Guadalajara,	Mexico
Acres	en	terreno	maderero,	Virginia,	1977-2016
04/09/2018 Guadalajara,	Mexico 4
14,800
15,000
15,200
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16,200 1977
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1989
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Timberland	(thousand	acres)
Inventory	year
Volumen	neto	maderero	por	grupo	de	especies,	Virginia,	1977-
2016
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1977 1985 1992 2001 2007 2011 2016
Net	volume	(million	cubic	feet)
Inventory	year
Hardwoods
Softwoods
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Volumen	neto	maderero	de	latifoliadas	por	clase	de	diámetro	
(en	pulgadas),	Virginia,	1977-2016
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1977 1985 1992 2001 2007 2011 2016
Net	volume	(million	cubic	feet)
Inventory	year
29.0+
21.0-28.9
19.0-20.9
17.0-18.9
15.0-16.9
13.0-14.9
11.0-12.9
9.0-10.9
7.0-8.9
5.0-6.9
Promedio	anual	del	volumen	de	crecimiento,	remociones,	y	
mortalidad	en	terreno	forestal	por	grupo	mayor	de	especie,	
Virginia,	2007-2016
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2007 2011 2016
Volume	(million	cubic	feet)
Inventory	cycle
Softwood	net	growth Softwood	removals	 Softwood	mortality
Hardwood	net	growth Hardwood	removals	 Hardwood	mortality
Proporción	de	crecimiento	a	
remociones
• La	proporción	de	crecimiento	de	volumen	
neto	al	volumen	sacado
– Cuando	la	proporción	de	crecimiento	a	
remociones	es	mayor	que	1.0,	significa	que	
crecimiento	anual	es	mayor	que	las	remociones	
anuales
– Una	proporción	de	crecimiento	a	remociones	de	
2.0	significa	que	el	crecimiento	anual	es	dos	veces	
mas	que	la	cosecha	anual.	
– Ejemplos	de	los	datos	de	Virginia	2016
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2007 2011 2016 2007 2011 2016
Medium	diameter	stand-size Large	diameter	stand-size
Volume	(million	cubic	feet)
Inventory	cycle
Net	growth Removals
Crecimiento	neto	a	remociones	en	latifoliadas	para	rodales	de	
diámetros	mediano	y	grande,	Virginia,	2007-2016
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2.9 4.0 3.5
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2007 2011 2016 2007 2011 2016
Medium	diameter	stand-size Large	diameter	stand-size
Volume	(million	cubic	feet)
Inventory	cycle
Net	growth Removals
Crecimiento	neto	a	remociones	en	coníferas	para	rodales	de	
diámetros	mediano	y	grande,	Virginia,	2007-2016
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1.4 1.7
2.4
0.5
0.7
1.4
Reservas	de	carbono	forestal
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37.4%
9.4%
2.3%1.8%0.2%4.5%
5.5%
38.8%
Aboveground	 live	trees
Belowground	live	trees
Above	and	belowground	
standing	dead	trees
Aboveground	 live	
seedlings	and	shrubs
Belowground	live	
seedlings	and	shrubs
Densidad	de	carbono	aérea	en	arboles	vivos	(≥	1	
pulgada	d.a.p.)	(toneladas/acre)	por	tipo	forestal,	
Virginia,	2016
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Carbon	density	(tons/acre)
Secuestración	de	carbono	aérea	en	arboles	vivos	(≥	1	
pulgada	d.a.p.)	(toneladas/acre·año-1)	por	tipo	forestal,	
Virginia,	2016
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0.5
1
1.5
Carbon	(tons	per	acre	·	yr-1)
Secuestración	de	carbono	aérea	en	arboles	vivos	(≥	1	
pulgada	d.a.p.)	(toneladas/acre·año-1)	por	tipo	forestal	
en	terrenos	privados,	Virginia,	2016
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-1
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0.5
1
1.5 Aspen/birch	
Elm/ash/cottonwood	
Exotic	hardwoods	
Exotic	softwoods	
Loblolly/shortleaf	pine	
Longleaf/slash	pine	
Maple/beech/birch	
Oak/gum/cypress	
Oak/hickory	
Oak/pine	
Other	eastern	softwoods	
Other	hardwoods	
Spruce/fir	
White/red/jack	pine	
Carbon	(tons	per	acre	·	yr-1)
Secuestración	de	carbono	aérea	en	arboles	vivos	(≥	1	pulgada	
d.a.p.)	por	tipo	forestal	oak/hickory,	Virginia,	2016
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0.05
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2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
Carbon	(short	tons	per	acre	·	yr-1)
Secuestración	de	carbono	aérea	en	arboles	vivos	(≥	1	pulgada	
d.a.p.)	por	tipo	forestal	spruce/fir,	Virginia,	2016
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-2.50
-2.00
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-1.00
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2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
Carbon	(tons	per	acre	·	yr-1)
Cambios	en	el	uso	de	terreno	y	en	el	
tipo	forestal
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Cambio	de	uso	de	terreno
• Uso	de	terreno	notado	para	todas	las	parcelas
– Se	puede	estimar/expandir	a	superficie	en	acres
• Para	las	parcelas	sin	bosque	(<	10%	cobertura	de	copa	o	de	uso	
principalmente	no-forestal),	un	solo	uso	de	terreno	es	notado,	el	
del	centro	de	la	parcela
– No	captamos	uso	de	terreno	múltiple	en	las	parcelas	sin	bosque
– Una	visión	potencialmente	simplificada	del	cambio	de	uso	de	terreno
• Al	remedir	las	parcelas,	captamos	los	cambios	en	uso	de	terreno
– Con	el	mismo	sub-grupo	de	parcelas	usadas	para	las	estimaciones	de	
crecimiento,	remociones	y	mortalidad
– Se	dividen	las	estimaciones	por	el	periodo	de	remedición	para	estimar	
cambios	anualizados
04/09/2018 Guadalajara,	Mexico 18
Cambio	en	uso	de	terreno,	Kentucky,	
2006-2015
0
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2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Acres	(thousands)
Agriculture	to	Forest	land Developed	to	Forest	land
Forest	land	to	Agriculture Forest	land	to	Developed
04/09/2018 Guadalajara,	Mexico 19
Cambio	de	tipo	forestal
• También	se	puede	monitorear	cambios	en	los	
tipos	forestales	con	los	datos	de	las	parcelas
• Tipos	forestales	están	asignados	ambos	en	
terreno	y	generados	por	algoritmo	en	el	sistema	
de	procesamiento	de	datos	NIMS
• Cada	condición	forestal	esta	asignada	un	tipo	
forestal	a	menos	que	no	hay	suficiente	árboles	
(“non-stocked”)
• Parecido	a	lo	anterior	pero	con	un	enfoque	mas	
fino	sobre	condiciones	forestales
04/09/2018 Guadalajara,	Mexico 20
Si,	yo	sé	que	las	letras	son	demasiado	
pequeñas	para	leer
Sum	of	ANNUALIZED_ACRES Column	Labels
Row	Labels 212006 212007 212008 212009 212010 212011 212012 212013 212014 212015 Grand	Total	
Elm	/	ash	/	cottonwood	group	to	Nonstocked 943	 2,441	 1,844	 1,818	 2,114	 1,743	 767	 759	 495	 500	 13,424	
Elm	/	ash	/	cottonwood	group	to	Oak	/	gum	/	cypress	group 1,015	 1,085	 1,077	 1,079	 1,102	 196	 5,554	
Elm	/	ash	/	cottonwood	group	to	Oak	/	hickory	group 10,366	 10,029	 11,282	 9,548	 13,115	 14,499	 12,935	 12,497	 14,634	 16,348	 125,253	
Elm	/	ash	/	cottonwood	group	to	Oak	/	pine	group 541	 527	 379	 273	 1,720	
Elm	/	ash	/	cottonwood	group	to	White	/	red	/	jack	pine	group 718	 507	 364	 262	 1,851	
Loblolly	/	shortleaf	pine	group	to	Elm	/	ash	/	cottonwood	group 32	 32	 28	 28	 32	 152	
Loblolly	/	shortleaf	pine	group	to	Nonstocked 4,391	 2,673	 2,064	 2,139	 1,188	 513	 693	 693	 183	 184	 14,721	
Loblolly	/	shortleaf	pine	group	to	Oak	/	hickory	group 6,387	 5,832	 6,834	 6,652	 5,884	 4,823	 4,279	 2,365	 1,146	 1,154	 45,356	
Loblolly	/	shortleaf	pine	group	to	Oak	/	pine	group 1,194	 5,144	 8,489	 7,772	 10,713	 10,402	 10,177	 7,083	 8,172	 7,143	 76,289	
Loblolly	/	shortleaf	pine	group	to	Other	eastern	softwoods	group 639	 905	 648	 701	 696	 692	 466	 465	 5,212	
Loblolly	/	shortleaf	pine	group	to	White	/	red	/	jack	pine	group 582	 587	 582	 1,751	
Maple	/	beech	/	birch	group	to	Elm	/	ash	/	cottonwood	group 2,109	 1,515	 1,091	 2,129	 2,113	 1,002	 1,529	 1,812	 1,808	 15,108	
Maple	/	beech	/	birch	group	to	Oak	/	gum	/	cypress	group 358	 314	 242	 242	 242	 1,398	
Maple	/	beech	/	birch	group	to	Oak	/	hickory	group 50,400	 54,657	 45,167	 39,958	 37,479	 38,932	 35,099	 41,893	 46,471	 45,783	 435,839	
Maple	/	beech	/	birch	group	to	Oak	/	pine	group 6,649	 4,707	 3,362	 2,680	 3,305	 1,687	 1,339	 1,342	 1,278	 1,018	 27,367	
Maple	/	beech	/	birch	group	to	White	/	red	/	jack	pine	group 584	 2,105	 2,160	 2,155	 2,063	 1,482	 10,549	
Oak	/	gum	/	cypress	group	to	Elm	/	ash	/	cottonwood	group 340	 337	 1,232	 3,052	 4,012	 3,708	 12,681	
Oak	/	gum	/	cypress	group	to	Nonstocked 953	 616	 471	 380	 382	 2,802	
Oak	/	hickory	group	to	Elm	/	ash	/	cottonwood	group 34,406	 25,896	 24,159	 21,220	 18,157	 15,031	 14,636	 16,087	 17,347	 18,738	 205,677	
Oak	/	hickory	group	to	Loblolly	/	shortleaf	pine	group 23	 558	 550	 1,570	 1,906	 1,878	 1,971	 1,984	 10,440	
Oak	/	hickory	group	to	Maple	/	beech	/	birch	group 24,806	 37,365	 40,607	 42,491	 42,126	 50,116	 44,119	 42,545	 42,603	 41,265	 408,043	
Oak	/	hickory	group	to	Nonstocked 2,609	 3,162	 2,594	 2,538	 2,831	 1,265	 294	 617	 955	 16,865	
Oak	/	hickory	group	to	Other	eastern	softwoods	group 3,427	 3,259	 2,576	 2,661	 2,501	 1,408	 924	 740	 136	 547	 18,179	
Oak	/	hickory	group	to	Other	hardwoods	group 1,907	 1,073	 1,068	 961	 167	 165	 164	 247	 5,752	
Oak	/	pine	group	to	Elm	/	ash	/	cottonwood	group 55	 883	 701	 564	 564	 534	 269	 268	 3,838	
Oak	/	pine	group	to	Loblolly	/	shortleaf	pine	group 1,682	 2,690	 4,944	 6,487	 7,045	 6,938	 7,561	 5,619	 4,302	 5,547	 52,815	
Oak	/	pine	group	to	Maple	/	beech	/	birch	group 2,921	 2,086	 1,529	 2,205	 2,198	 918	 3,125	 3,683	 2,857	 3,109	 24,631	
Oak	/	pine	group	to	Nonstocked 2,164	 1,479	 1,153	 943	 439	 6,178	
Oak	/	pine	group	to	Other	eastern	softwoods	group 5,365	 6,365	 6,624	 7,603	 8,995	 8,385	 7,211	 6,575	 4,365	 3,708	 65,196	
Oak	/	pine	group	to	Other	hardwoods	group 1,031	 674	 517	 419	 418	 3,059	
Oak	/	pine	group	to	White	/	red	/	jack	pine	group 1,848	 1,312	 1,041	 1,041	 1,041	 1,037	 7,320	
Other	eastern	softwoods	group	to	Elm	/	ash	/	cottonwood	group 95	 94	 80	 80	 349	
Grand	Total 160,945	 176,732	 172,123	 164,348	 166,019	 168,136	 152,285	 152,154	 155,432	 157,195	 1,625,369	
04/09/2018 Guadalajara,	Mexico 21
Cambio	de	tipo	forestal	en	Kentucky
• Enfocado	en	los	tipos	forestales	dominados	por	los	
robles	(Quercus spp.)	por	su	importancia	económica	y	
por	la	percepción	que	la	predominancia	de	roble	esta	
disminuyendo
– Oak/gum/cypress
– Oak/hickory
– Oak/pine
• Otros	tipos	forestales	de	latifoliadas	en	Kentucky
– Elm/ash/cottonwood
– Maple/beech/birch
• También	hay	tipos	forestales	dominados	por	pinos	pero	
son	mucho	menos	comunes
04/09/2018 Guadalajara,	Mexico 22
Resumen	de	los	cambios	de	tipo	
forestal,	Kentucky,	2006-2015
Tipos	forestales	roble	a	otros	tipos	forestales	latifoliados
• 843,476	acres	cambiaron
– 408,043	acres	que	eran	Oak/hickory cambiaron	a	
Maple/beech/birch
– 205,677	acres	que	eran	Oak/hickory cambiaron	a	
Elm/ash/cottonwood
Otros	tipos	forestales	latifoliados	que	cambiaron	a	los	
tipos	forestales	robles
• 718,776	acres	cambiaron
– 435,839	acres	del	total	eran	Maple/beech/birchque	
cambiaron	a	Oak/hickory
04/09/2018 Guadalajara,	Mexico 23
Degradación	forestal
En	el	Sur	de	los	EEUU
• Volumen	y	reservas	de	carbono	
forestal	están	aumentando
• Sin	embargo,	hay	dudas	sobre	la	
calidad	de	los	recursos	
comerciales	por	las	agencias	
forestales	estatales	y	las	
universidades
– Especies	de	alto	valor	comercial,	en	
particular	los	robles	(Quercus spp.)
– Industrias	de	mueblaría,	gabinetes,	
pisos,	barriles,	etc.
– Contribuciones	importantes	a	las	
economías	de	los	estados,	
particularmente	en	las	zonas	rurales
04/09/2018 Guadalajara,	Mexico 24
Tendencias	en	la	cosecha
04/09/2018 Guadalajara,	Mexico 25
Objetivos	del	estudio
• Caracterizar	la	cosecha	de	latifoliadas	en	Kentucky	
desde	el	2006	al	2014
• Describir	la	cosecha	parcial,	el	sistema	
predominante	de	cosecha	en	estos	bosques
– Porcentaje	de	volumen	cosechado
– Distribución	de	diámetros	de	los	árboles	cosechados
– Composición	de	las	especies	cosechadas
• Investigar	si	la	calidad	del	recurso	comercial	de	
latifoliadas	esta	cambiando
2604/09/2018 Guadalajara,	Mexico
Volumen	cosechado	y	utilizado,	por	
tipo	de	cosecha
04/09/2018 Guadalajara,	Mexico 27
0
50
100
150
200
250
300
2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014
Volume	(million	cubic	feet)
Inventory	year
Clearcut Partial	harvest Commercial	thinning Salvage
Porcentaje	de	volumen	cosechado	por	
tipo	de	cosecha
2804/09/2018 Guadalajara,	Mexico
0
20
40
60
80
100
120
140
Percent	stand	volume	removed
Harvest	type
Kentucky Tennessee
Arboles	cosechados	por	clase	de	d.a.p.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
11.0-12.9 13.0-14.9 15.0-16.9 17.0-18.9 19.0-20.9 21.0-28.9 29.0+
Volume	(million	cubic	feet)
Diameter	at	breast	height	(inches)
2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014
04/09/2018 Guadalajara,	Mexico 29
Volumen	en	cosechas	parciales	por	
especie	en	Kentucky
3004/09/2018 Guadalajara,	Mexico
Nombre	común %	Volumen
white oak 23.03
yellow-poplar 15.76
chestnut oak 10.75
black oak 8.32
scarlet oak 6.38
pignut hickory 6.36
red	maple 5.63
northern red	oak 5.39
sugar maple 4.77
mockernut	hickory 3.47
Grado	del	árbol
04/09/2018 Guadalajara,	Mexico 31
Grado	del	árbol	en	FIA
• El	grado	del	árbol	describe	la	calidad	del	fuste	para	el	uso	comercial
– Los	mejores	grados	indican	que	cantidades	mayores	de	madera	libre	de	nudos	
y	otros	defectos	se	puede	aserrar	desde	el	fuste
• En	la	parcela,	todos	los	árboles	de	tamaño	aserrable	reciben	un	grado
– Latifoliadas	con	d.a.p.	≥	11	pulgadas	
– Un	trozo	aserrable	tiene	un	mínimo	de	12’	de	largo	y	un	mínimo	de	9.0”	dia.	
superior
– El	grado	esta	juzgado	para	los	16’	inferiores	del	fuste,	y	los	mejores	12’	del	
fuste	adentro	de	esta	zona
• 5	grados	posibles,	con	el	grado	1	a	4	en	orden	descendente	de	calidad
– Grado	1	es	mas	grande,	con	un	d.a.p.	mínimo	de	16”,	y	tiene	mas	madera	clara	
libre	de	defectos	en	el	trozo	aserrable
– Grados	2,	3	y	4	son	de	d.a.p.	menores	o	tienen	menos	madera	clara	en	el	trozo	
aserrable	
– Grado	5	tiene	un	trozo	aserrable	ubicado	en	otra	parte	del	árbol,	no	en	la	
porción	de	la	base	del	árbol
3204/09/2018 Guadalajara,	Mexico
Tendencias	en	los	grados	de	
latifoliadas	comerciales
• Se	ha	degrado	el	recurso	de	latifoliadas	comerciales	en	
Kentucky	con	en	tiempo?
– Tendencias	en	los	grados	para	una	selección	de	especies	de	
latifoliadas	de	alto	valor	comercial,	usando	como	variable	de	
respuesta	el	porcentaje	de	volumen	neto	en	trozas	de	aserrío	
en	parcelas	medidas	desde	2001	al	2013
• Para	comparar	todos	los	años,	incluyendo	los	de	
remedición,	usamos	un	análisis	de	mediciones	repetidas
– Falta	parcial	de	independencia	en	parcelas	remedidas
– Todas	las	parcelas	de	FIA	son	permanentes	y remedidas	cada	
5-10	años,	entonces	un	diseño	de	estudio	de	mediciones	
repetidas	es	necesario
04/09/2018 Guadalajara,	Mexico 33
Datos	usados	– parcelas	y	arboles
3404/09/2018 Guadalajara,	Mexico
KY:	1,275	parcelas;	TN:	1,751	parcelas
Número	promedio	de	árboles	cada	año:
• 40.9	grado	1
• 107.8	grado	2
• 178.7	grado	3
• 99.7	grado	4
• 23.7	grado	5
Porcentaje	de	volumen	por	grado,	Kentucky,	
2001-2014
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Mean	%	of	total	cubic	saw-log	volume
Inventory	year
1
2
3
4
5
04/09/2018 Guadalajara,	Mexico 35
Oportunidad	relativa(“odds”)	de	
cosecha	de	un	árbol	por	su	grado
Hipótesis	nula
• Arboles	latifoliados	de	calidad	menor	
(calificado	por	su	grado)	tienen	màs
probabilidad	de	ser	dejados	en	pie	
donde	hubo	una	cosecha	parcial
• Consideraciones	estadísticas
– Seguimos	árboles	individuales	con	el	
tiempo	entonces	mediciones	actuales	no	
son	independientes	de	mediciones	previas
– Parcela/condición	tratada	como	un	efecto	
aleatorio	por	la	tendencia	de	tener	
agregaciones	de	árboles	cosechados	
juntos	en	la	parcela
3604/09/2018 Guadalajara,	Mexico
Probabilidad	de	retención	del	árbol	
por	grado
• Regresión	logística	para	generar	la	oportunidades	
relativas;	la	probabilidad	que	algo	es	presente	o	
que	un	evento	ocurra	(expresado	como	una	
variable	binaria;	0	ó 1)
• Cual	es	la	oportunidad	relativa	de	que	un	árbol	
este	dejado	en	pie	después	de	una	cosecha	
parcial?
– Oportunidad	relativa	comparado	a	un	árbol	de	grado	
1,	la	mejor	calidad
• Regresión	logística	controlando	para	las	
agrupaciones	al	nivel	parcela
3704/09/2018 Guadalajara,	Mexico
Resultados	de	Kentucky
En	Kentucky,	relativo	a	un	árbol	de	grado	1:
• Un	árbol	de	grado	2	es	2.01	veces	mas	probable	de	estar	
dejado	en	una	parcela	parcialmente	cosechada	que	un	
árbol	de	grado	1,	entre	un	intervalo	de	confianza	de	95%	
de	1.27	a	3.18	veces
• Un	árbol	de	grado	3	es	6.42	veces
– (IC	de	95%	de	4.17-9.89	veces)
• Un	árbol	de	grado	4	es	5.32	veces
– (IC	de	95%	de	3.17-8.91	veces)
• Un	árbol	de	grado	5	es	6.80	veces
– (IC	de	95%	de	3.28-14.08	)
3804/09/2018 Guadalajara,	Mexico
Conclusiones
• La	cosecha	parcial	es	la	manera	predominante	para	
extraer	la	madera	latifoliada	en	el	estado	de	Kentucky
• 47.4%	del	volumen	total	del	rodal	por	acre	esta	
cosechado	durante	cosechas	parciales
• Las	tres	especies	mas	frecuentemente	cosechas	fueron		
white	oak,	yellow-poplar,	y	chestnut oak
• El	porcentaje	de	volumen	en	árboles	de	grado	más	alto	
ha	disminuido	con	el	tiempo
• La	probabilidad	que	un	árbol	esta	dejado	en	el	bosque	
después	de	una	cosecha	parcial	aumenta	mientras	su	
calidad	disminuye,	sin	importar	la	especie	
3904/09/2018 Guadalajara,	Mexico
Muchas gracias
Preguntas?
04/09/2018 Guadalajara,	Mexico 40

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