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Optimal stand density: a solution

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Abstract:

The search for a stand density that maximizes total volume growth has continued since the beginning of forestry without producing a definite answer. One of the reasons is that the effect of density on growth is not always separated from those of tree size and age. Such a separation is not easy when the relationship between density and growth is expressed as a graph (Langsaeter's curve). This study develops a simple model that accounts for each main growth predictor individually. It allows one to calculate the density that maximizes volume growth at any given moment (current annual increment of volume). Just as the maximum Reineke's index, this density optimum does not change with age. Fitting the model to long-term data confirms the obvious: because a complete crown closure intercepts more light than a broken canopy, the densest stands produce maximum volume growth. Thus, the current optimal density is equal to maximum density. What is less obvious is that maximum current stand volume growth does not sum up to maximum stand volume. In addition to density, stand volume depends on average tree size, which is larger in less dense stands. The high current density that maximizes volume growth also minimizes diameter increment, which eventually reduces average diameter and stand volume. When density is kept at a stationary (over time) level by thinning, maximum volume is produced by stands with substantially lower density than the current optimum. even higher volume can probably be obtained when density changes with age. The challenge is to find this optimum path of density.

La recherche d'une densité de peuplement qui maximise la croissance en volume total se poursuit depuis les débuts de la foresterie sans qu'émerge une réponse définitive. Une des raisons est que l'effet de la densité sur la croissance n'est pas toujours dissocié de ceux de l'âge et de la dimension des arbres. Il n'est pas facile de faire une telle distinction lorsque la relation entre la densité et la croissance est exprimée graphiquement (courbe de Langsaeter). Cette étude présente un modèle simple qui tient compte individuellement de chacune des principales variables explicatives de la croissance. Il permet de calculer la densité qui maximise la croissance en volume à n'importe quel moment (accroissement annuel courant en volume). Tout comme l'indice maximum de Reineke, cette densité optimale ne change pas avec l'âge. L'ajustement du modèle avec des données à long terme confirme l'évidence : parce qu'un couvert complètement fermé capte plus de lumière qu'un couvert discontinu, les peuplements les plus denses ont une croissance maximale en volume. Par conséquent, la densité optimale courante correspond à la densité maximale. Ce qui est moins évident est le fait que le volume maximum du peuplement ne correspond pas à la sommation de la croissance maximale courante en volume du peuplement. En plus de la densité, le volume du peuplement dépend de la dimension moyenne des arbres qui est plus élevée dans les peuplements moins denses. La densité élevée courante qui maximise la croissance en volume minimise également l'accroissement en diamètre, ce qui réduit éventuellement le diamètre moyen et le volume du peuplement. Lorsqu'on garde la densité constante (dans le temps) en ayant recours à l'éclaircie, le volume maximum est produit par les peuplements qui ont une densité substantiellement plus faible que la densité optimale courante. On peut probablement obtenir un volume encore plus élevé lorsque la densité change avec l'âge. Le défi consiste à trouver ce profil optimum de densité.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: April 1, 2004

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