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Problems and options in modelling fine-root biomass of single mature Norway spruce trees at given points from stand data

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In a 75-year-old Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.) stand, three different single-tree models were tested to predict the fine-root biomass of root samples. This approach is based on the assumption that the fine-root biomass at a given point determines the availability of belowground resources as, for example, soil water. All models assume a monotonously decreasing function describing the distribution of the fine-root biomass of a subject tree depending on the distance to the trunk of the tree. To the contrary, the models differ in the maximum distance from the stem where roots can be found. There were high correlations between the observed and the predicted fine-root biomasses for all models in a part of the stand where the trees are distributed less uniformly and where root biomasses are most heterogeneous. In a section with medium stand density, the model of diameter at breast height dependent root spread yields higher correlation coefficients compared with the fixed-distance approach of the two other models. Significant correlations between model predictions of root distributions and measured soil water potential supported the validity of the models. The results of the model estimations imply differences in the maximum distance of lateral root spread dependent on stand density.

Trois modèles différents d'arbre individuel ont été testés pour prédire la biomasse de racines fines dans des échantillons de racines provenant d'un peuplement d'épicéa commun (Picea abies (L.) Karst.) âgé de 75 ans. Cette approche est basée sur la prémisse que la biomasse de racines fines, à un moment donné, détermine la disponibilité des ressources édaphiques telles que l'eau du sol. Tous les modèles assument que la distribution de la biomasse de racines fines en fonction de la distance du tronc d'un arbre est décrite par une fonction qui décroît de façon monotone. Par contre, les modèles diffèrent dans la distance maximum à partir du tronc à laquelle on peut trouver des racines. Il y a d'étroites corrélations entre la biomasse observée et prédite par tous les modèles dans la partie du peuplement où les arbres sont distribués moins uniformément et où la biomasse des racines est la plus hétérogène. Dans une section du peuplement où la densité est moyenne, le modèle du facteur de dispersion des racines qui est fonction du diamètre à l'hauteur de poitrine produit des coefficients de corrélation plus élevés comparativement à l'approche qui utilise une distance fixe dans les deux autres modèles. Des corrélations significatives entre les prédictions du modèle sur la distribution des racines et les mesures du potentiel hydrique dans le sol supportent la validité des modèles. Les résultats des estimations du modèle impliquent des différences dans la distance maximale de dispersion latérale des racines selon la densité du peuplement.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: April 1, 2002

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