ABSTRACT Nutrient prediction models applied to tree species from Brazilian Caatinga can be a crucial tool in understanding this biome. The study aimed to fit a mixed model to predict nitrogen (N), phosphorus (P), and potassium (K) content in tree species native to the Caatinga biome located in Floresta municipality, Pernambuco State – PE, Brazil. The following species were considered the area’s most important and evaluated in the present study: Poincianella bracteosa (Tul.) L.P.Queiroz, Mimosa ophtalmocentra Mart. ex Benth, Aspidosperma pyrifolium Mart, Cnidoscolus quercifolius (Mull. Arg.) Pax. & Hoffm, and Anadenanthera colubrina var. cebil (Griseb.) Altschul. Four trees, representing the average circumference in each diameter class, were harvested for NPK quantification. The Spurr model was evaluated for NPK prediction, and species inclusion as a random effect was significant (p > 0.05) in all models. The Spurr model with fixed and random effects presented better statistics than fixed-effect models in all parameters for all nutrients. Generated NPK predicting equations can be a handy tool to understand the impact of wood extraction over Caatinga’s biogeochemical cycles and guide forest management strategies in semi-arid regions of the world.

RESUMO Modelos de predição de nutrientes aplicados a espécies arbóreas da Caatinga brasileira podem ser uma ferramenta crucial para a compreensão do bioma. O estudo teve como objetivo ajustar um modelo misto para prever os teores de nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K) em espécies arbóreas nativas do bioma Caatinga localizadas no município de Floresta, Pernambuco – PE, Brasil. As seguintes espécies foram as mais importantes da área e avaliadas no presente estudo: Poincianella bracteosa (Tul.) L.P.Queiroz, Mimosa ophtalmocentra Mart. ex Benth, Aspidosperma pyrifolium Mart, Cnidoscolus quercifolius (Mull. Arg.) Pax. & Hoffm e Anadenanthera colubrina var. cebil (Griseb.) Altschul. Quatro árvores, representando a circunferência média em cada classe de diâmetro, foram colhidas para quantificação de NPK. O modelo Spurr foi avaliado para predição de NPK e a inclusão de espécies como efeito aleatório foi significativa (p > 0,05) em todos os modelos. O modelo de Spurr com efeitos fixos e aleatórios apresentou estatísticas melhores que os modelos de efeito fixo em todos os parâmetros para todos os nutrientes. As equações de previsão de NPK geradas podem ser uma ferramenta útil para entender o impacto da extração de madeira sobre os ciclos biogeoquímicos da Caatinga e orientar estratégias de manejo florestal em regiões semiáridas do mundo.

RESUMO A alta precisão na estimativa do volume de madeira em florestas tropicais é necessária para apoiar o manejo sustentável. Os scanners a laser terrestres (TLS) podem fornecer estimativas de alta qualidade a partir de variáveis estruturais de árvores. Comparamos estimativas de variáveis do fuste obtidas por TLS e métodos tradicionais em nível de árvore e equações de volume ajustadas usando dados para uma floresta semidecídua sazonal secundária (Mata Atlântica). Também discutimos a viabilidade do TLS em fragmentos florestais hiperdiversos e secundários. Medições tradicionais (Método I) e medidas baseadas em TLS (Método II) foram realizadas em 29 árvores pertencentes a 10 espécies. Foram geradas equações de volume baseadas nos modelos de Schumacher e Hall (SH) e Spurr. O DAP (diâmetro à altura do peito) foi igual para ambos os métodos. A altura total foi superestimada pelo Método II, e a altura comercial apresentou baixa correlação entre os dois métodos. As equações volumétricas ajustadas foram diferentes para ambos os métodos, e aquelas baseadas no modelo de volume SH apresentaram o melhor ajuste. Nossos resultados nos levam a inferir que em florestas secundárias hiperdiversas, as variáveis estruturais das árvores devem ser obtidas via TLS. No entanto, atenção deve ser dada à oclusão das árvores alvo pelo sub-bosque em regeneração e às estimativas de altura, que podem ser influenciadas pelas características da copa das espécies dominantes.

ABSTRACT High accuracy in timber volume estimation in tropical forests is required to support sustainable management. Terrestrial laser scanners (TLS) can provide high-quality estimates from tree structural variables. We compared stem variable estimations obtained by TLS and traditional methods at tree level and adjusted volume equations using data of a secondary seasonal semideciduous forest (Atlantic Forest). We also discuss the feasibility of TLS in hyperdiverse and secondary forest fragments. Traditional measurements (Method I) and TLS-based measurements (Method II) were performed on 29 trees belonging to 10 species. Volume equations based on the Schumacher and Hall (SH) and Spurr models were generated. DBH (diameter at breast height) was equal for both methods. Total height (TH) was overestimated by Method II, and commercial height (CH) showed a low correlation between the two methods. The adjusted volumetric equations were different for both methods, and those based on the SH volume model showed the best fit. Our results lead us to infer that in hyperdiverse secondary forests, tree structural variables should be obtained via TLS. However, attention should be given to the occlusion of target trees by the regenerating understory and to height estimates, which can be biased by the crown characteristics of the dominant species.