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Predicting forest growth and yield in northeastern Ontario using the process-based model of TRIPLEX1.0

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Abstract:

Process-based carbon dynamic models are rarely validated against traditional forest growth and yield data and are difficult to use as a practical tool for forest management. To bridge the gap between empirical and process-based models, a simulation using a hybrid model of TRIPLEX1.0 was performed for the forest growth and yield of the boreal forest ecosystem in the Lake Abitibi Model Forest in northeastern Ontario. The model was tested using field measurements, forest inventory data, and the normal yield table. The model simulations of tree height and diameter at breast height (DBH) showed a good agreement with measurements for black spruce (Picea mariana (Mill.) BSP), jack pine (Pinus banksiana Lamb.), and trembling aspen (Populus tremuloides Michx.). The coefficients of determination (R2) between simulated values and permanent sample plot measurements were 0.92 for height and 0.95 for DBH. At the landscape scale, model predictions were compared with forest inventory data and the normal yield table. The R2 ranged from 0.73 to 0.89 for tree height and from 0.72 to 0.85 for DBH. The simulated basal area is consistent with the normal yield table. The R2 for basal area ranged from 0.82 to 0.96 for black spruce, jack pine, and trembling aspen for each site class. This study demonstrated the feasibility of testing the performance of the process-based carbon dynamic model using traditional forest growth and yield data and the ability of the TRIPLEX1.0 model for predicting growth and yield variables. The current work also introduces a means to test model accuracy and its prediction of forest stand variables to provide a complement to empirical growth and yield models for forest management practices, as well as for investigating climate change impacts on forest growth and yield in regions without sufficient established permanent sample plots and remote areas without suitable field measurements.

Les modèles basés sur les processus de la dynamique du carbone sont rarement validés avec des données traditionnelles de croissance et rendement des forêts et sont difficiles à utiliser comme outil pratique en aménagement forestier. Afin de créer des liens entre les modèles empiriques et les modèles basés sur les processus, une simulation utilisant le modèle hybride TRIPLEX1,0 a été réalisée pour la croissance et le rendement des forêts dans l'écosystème forestier boréal de la forêt modèle du Lac Abitibi dans le nord-est de l'Ontario. Le modèle a été testé en utilisant des données de terrain, des données d'inventaire et la table de rendement normal. Les simulations du modèle de la hauteur et du diamètre à hauteur de poitrine (DHP) ont montré une bonne correspondance avec les mesures pour l'épinette noire (Picea mariana (Mill.) BSP), le pin gris (Pinus banksiana Lamb.) et le peuplier faux-tremble (Populus tremuloides Michx.). Les coefficients de détermination (R2) entre les valeurs simulées et les mesures des parcelles échantillons permanentes étaient de 0,92 pour la hauteur et de 0,95 pour le DHP. À l'échelle du paysage, les prédictions du modèle ont été comparées aux données d'inventaire forestier et aux tables de rendement. Le R2 variait de 0,73 à 0,89 pour la hauteur de l'arbre et de 0,72 à 0,85 pour le DHP. La surface terrière simulée est consistante avec la table de rendement normal. Le R2 pour la surface terrière variait de 0,82 à 0,96 pour chaque classe de station des trois espèces mentionnées plus haut. Cette étude a démontré qu'il était possible de tester la performance des modèles basés sur les processus de la dynamique du carbone avec des données traditionnelles de croissance et rendement des forêts et que le modèle TRIPLEX1,0 était capable de prédire les variables de croissance et rendement. L'article a aussi introduit un moyen de tester l'exactitude du modèle et sa prédiction des variables d'un peuplement forestier pour fournir un complément aux modèles empiriques de croissance et rendement pour les pratiques d'aménagement forestier, ainsi que pour examiner l'impact des changements climatiques sur la croissance et le rendement des forêts dans des régions où il n'y a pas suffisamment de parcelles échantillons permanentes et des régions éloignées où il n'y a pas de mesures de terrain appropriées.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2005

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  • Published since 1971, this monthly journal features articles, reviews, notes and commentaries on all aspects of forest science, including biometrics and mensuration, conservation, disturbance, ecology, economics, entomology, fire, genetics, management, operations, pathology, physiology, policy, remote sensing, social science, soil, silviculture, wildlife and wood science, contributed by internationally respected scientists. It also publishes special issues dedicated to a topic of current interest.
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