Optimal selective logging regime and log landing location models: a case study in the Amazon forest

Abstract

Reduced-impact logging is a well known practice applied in most sustainable forest management plans in the Amazon. Nevertheless, there are still ways to improve the operational planning process. Therefore, the aim of this study was to create an integer linear programming (ILP) to fill in the knowledge gaps in the decision support system of reduced impact logging explorations. The minimization of harvest tree distance to wood log landing was assessed. Forest structure aspects, income and wood production were set in the model, as well as the adjacency constraints. Data are from a dense ombrophylous forest in the western Brazilian Amazon. We applied the phytosociological analysis and BDq method to define the selective logging criteria. Then, ILP models were formulated to allow the application of the constraints. Finally, 32 scenarios (unbalanced forest, UF, and balanced forest, BF) were generated and compared with real executed plans (RE). Robust results were achieved and the expected finding of each scenario was met. The feasibility to integrate ILP models in uneven-aged forest management projects was endorsed. Consequently, the UF and BF scenarios tested were efficient and concise, introducing new advances for forest management plans in the Amazon. The proposed models have a high potential to improve the selective logging activities in the Amazon forest.KEYWORDS: forest planning, reduced-impact logging, integer linear programming, sustainable forest management, Liocourt quocient Regime de corte seletivo ótimo em modelos de locação de pátios de estocagem de madeira: um estudo de caso na floresta amazônica RESUMO A exploração de impacto reduzido é uma prática bem conhecida e aplicada na maioria dos planos de manejo florestal sustentável na Amazônia. Todavia, ainda há a possibilidade de melhoria do processo de planejamento da operação. Diante da falta de métodos auxiliares à tomada de decisão, o objetivo do trabalho foi desenvolver modelos de programação linear inteira (PLI) para suprir esta demanda. Considerou-se a minimização da distância entre as árvores exploradas e os pátios de estocagem de madeira. Aspectos estruturais, econômicos e produtivos foram incorporados ao modelo, bem como restrições de adjacência. Os dados derivam de uma floresta ombrófila densa na Amazônia Ocidental. Previamente, utilizou-se uma análise fitossociológica e o método BDq como critério de remoção. Posteriormente, modelos de PLI foram formulados para exemplificar as aplicações. Finalmente, 32 cenários (para floresta desbalaceada, UF, e floresta balanceada, BF) foram gerados e comparados com o plano executado no campo (RE). Resultados robustos foram obtidos e atenderam às expectativas de cada cenário. A viabilidade da integração dos modelos de PLI em projetos de manejo de florestas ineqüiâneas foi testado. Os cenários UF e BF testados foram eficientes e concisos, confirmando seu potencial para aumentar a eficiência de planos de exploração madeireira e manejo florestal na Amazônia.

Optimized forest planning: allocation of log storage yards in the Amazonian sustainable forest management area

“…On the other hand, in this work, in addition to assessing the optimization gains in the planning process, it was possible to verify that, in practical terms, that is, after the execution of traditional and optimized planning, the optimized process confirmed its superiority indicated at the level of planning. Similar results that corroborate the efficiency of an optimized exploration planning were found in the researches of Philippart et al (2012); Sales et al (2019) and Silva et al (2018b)…”

“…Decisions are usually made empirically, based on the decision maker's experience, and ignoring much of the complexity of the problem. Thus, although this has not been demonstrated, it is anticipated that the use of operational research techniques, with reliable data sources and knowledge of the production process, can significantly increase the performance of empirical methods currently employed (Gomide et al, 2011;Issac Júnior et al, 2014;Martinhago, 2012;Silva et al, 2018b).…”

Avaliação do processo de secagem ao ar livre da madeira de jatobá na Amazônia

“…Dentre as possibilidades para atenuar estes efeitos, a implementação de planos de manejo florestal sustentáveis (PMFS) é uma alternativa viável (Pacheco et al, 2016). Martins Research, Society andDevelopment, v. 9, n. 9, e252997258, 2020 (CC BY 4.0) | ISSN 2525-3409 | DOI: http://dx.doi.org/10.33448/rsd-v9i9.7258 4 & Mascarenhas (2018) explicaram que ao se conhecer o potencial produtivo e os parâmetros ecológicos das florestas e realizando-se a extração de madeira com técnicas para redução do impacto é possível manter o fluxo gênico na comunidade vegetal e animal, estimula-se o incremento de árvores remanescentes pela redução da competição inter e intraespecífica e se mantém a floresta em pé mitigando desequilíbrios ecológicos (Ângelo et al, 2016;Silva et al, 2018).…”

ASSESSING THE FEASIBILITY OF THE BDq METHOD FOR THE SUSTAINABLE MANAGEMENT OF THE CAATINGA

“…The BDq considers the different size classes (e.g., diameter distribution), which makes it an essential tool in decision making and management planning for a given area. The diametric distribution allows to characterize a forest typology and to examine the history of the species in the area, the number of trees to be harvested, natural regeneration, and the sustainability of the species after harvest (LIMA et al, 2014;RODE et al, 2015, SILVA et al, 2018.…”