Feasibility of estimating stem size distribution from measurement on the largest trees in even-aged pure stands

Authors: Osawa, A.; Abaimov, A.P.

Source: Canadian Journal of Forest Research, Volume 31, Number 5, May 2001 , pp. 910-918(9)

Publisher: NRC Research Press

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Abstract:

Reconstruction of the size distribution of trees in stands provides critical information for assessing the effects of environmental changes on forests and for forest management. For furthering a method of such reconstruction, feasibility of estimating size distribution in stem volume from measurement of the largest trees was examined for even-aged pure stands of Pinus banksiana Lamb.and Larix gmelinii (Rupr.) Rupr. We tested what percentage of the largest trees should be included in obtaining a frequency distribution in stem volume that is not statistically different from the observed size distribution patterns. The –3/2 power, beta-type, and adjusted beta-type distribution functions were applied. Comparison of the observed stem frequencies and those estimated from measurement of the largest trees in a stand suggested that (i) the –3/2 power distribution, beta-type distribution, or adjusted beta-type distribution may be used for reconstruction of stem size variation in pure stands, if the overall size variation could be approximated by one of these functions; (ii) we can be at least 95% sure that the tree size pattern be expressed successfully with the –3/2 power distribution with tree samples of only the largest 20% in the stand, or with the beta-type distribution with the largest 30% in the stand; and (iii) the reliability decreases somewhat for the adjusted beta-type distribution. The second observation implies that reconstruction of the temporal changes in stand structure may be reliable up to the time when the stand density was about five times that of the trees used for fitting the –3/2 power distribution curve. Reliability may be warranted up to the stand density of about three times as the number of trees used for fitting the beta-type distribution. Other considerations and limitations are also discussed.

La reconstruction de la distribution de la dimension des arbres dans un peuplement fournit des informations essentielles pour évaluer l'impact des changements environnementaux sur la forêt ainsi que pour l'aménagement forestier. Dans le but d'améliorer la façon d'effectuer cette reconstruction, nous avons examiné la possibilité d'estimer la distribution du volume des tiges à partir de la mesure des plus gros arbres dans des peuplements purs et équiennes de Pinus banksiana Lamb. et de Larix gmelinii (Rupr.) Rupr. Nous avons évalué la proportion des plus gros arbres à considérer pour obtenir une distribution de fréquence du volume des tiges qui ne soit pas statistiquement différente de la distribution observée. Les équations considérées pour représenter la distribution sont la fonction de puissance –3/2, la fonction bêta et la fonction bêta ajustée. La comparaison des distributions observées et estimées par la mesure des plus gros arbres indique que : (i) les trois fonctions considérées peuvent être utilisées pour reconstruire la distribution de la dimension des tiges dans les peuplements purs si une approximation de la variation globale de la dimension peut être obtenue au moyen d'une de ces fonctions ; (ii) les distributions estimées ne sont pas significativement différentes des distributions observées avec une probabilité égale ou supérieure à 95%, si 20% des plus gros arbres du peuplement sont utilisés dans le cas de la fonction de puissance –3/2 ou 30% dans le cas de la fonction bêta ; (iii) la fiabilité diminue quelque peu avec la fonction bêta ajustée. La deuxième constatation implique que la reconstruction des changements temporels dans la structure du peuplement peut être fiable tant que la densité du peuplement ne dépasse pas cinq fois celle des arbres utilisés pour ajuster la fonction de puissance –3/2 ou trois fois dans le cas de la fonction bêta. D'autres considérations et limitations sont aussi discutées.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: May 1, 2001

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