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Models for predicting vertical profiles of heartwood diameter in mature Scots pine

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Abstract:

Variation in heartwood diameter (HWD) along the stem was studied in 106 mature Scots pines (Pinus sylvestris L.) sampled from southern Norway. HWD decreased from the base towards the treetop, following a profile similar to that of the stem diameter (shape of the tree). A few trees deviated from this general pattern. In these trees HWD increased from the base of the stem to a maximum at 2–2.5m and then decreased towards the top of the tree. Random coefficient mixed models based on a second-degree polynomial of vertical position in the tree and tree variables that can be measured in the forest were developed to predict HWD profiles of pine stems. Seven different models were developed in steps, based on how easily the input variables can be measured. Input variables consisted of information describing the size and shape of trees and information from increment cores. Performances of the models were validated with an independent sample (R2 = 0.88–0.95, root mean square error = 12–19mm). The high predictive abilities of the models indicate that they can be prospective tools for selecting trees and stem sections within trees to produce logs with HWD suitable for manufacturing of heartwood sawn-wood products.

La variation du diamètre du bois de cœur (DBC) le long de la tige a été étudiée chez 106 pins sylvestres (Pinus sylvestris L.) matures échantillonnés dans le sud de la Norvège. Le DBC diminuait de la base vers le houppier en suivant un profil similaire à celui du diamètre de la tige (forme de l’arbre). Quelques arbres s’écartaient de ce profil général. Dans ces arbres, le DBC augmentait de la base de la tige pour atteindre un maximum à 2–2,5 m et diminuait ensuite vers le houppier. Des modèles mixtes avec des coefficients aléatoires basés sur une fonction polynomiale du second degré, qui intégrait la position verticale dans l’arbre et les paramètres de l’arbre qui peuvent être mesurés en forêt, ont été développés pour prédire les profils du DBC dans les tiges de pin. Sept modèles différents ont été développés par étapes en fonction de la facilité à mesurer les variables d’entrée. Les variables d’entrée comprenaient des renseignements sur la dimension et la forme des arbres ainsi que des données provenant de carottes de bois. La performance des modèles a été validée avec un échantillon indépendant (R2 = 0,88–0,95, erreur quadratique moyenne = 12–19 mm). La grande capacité de prédiction des modèles indique qu’ils pourraient éventuellement être utilisés comme outils pour sélectionner les arbres et les sections de tige des arbres en vue de produire des billes dont le DBC convient à la fabrication de produits de bois de cœur équarris.

Document Type: Research Article

Publication date: 2009-03-01

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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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