A height-growth and site-index model for interior spruce in the Sub-Boreal Spruce biogeoclimatic zone of British Columbia

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Abstract:

Height growth was modelled for spruce-dominated, even-aged stands in the Sub-Boreal Spruce biogeoclimatic zone of British Columbia, Canada, using both stem analysis (SA) and permanent sample plot (PSP) data. The model is based on a stochastic differential equation (SDE) formulation of the Bertalanffy–Richards growth equation. The SDE approach accounts for serial correlation and heterogeneous variance and makes hypothesis testing possible. Statistically significant differences in height–age trends between SA and PSP data were found that may be attributed to bias caused by dominance changes in SA trees. Error structure in SA and PSPs was also significantly different. Combining both data sources in a way that respects these different error structures reduced bias and increased precision. Four parametrizations were tested; the best was a polymorphic version. The final model fit the data well with no appreciable bias over the full range of ages and site qualities. The currently used spruce site-index model was found to underestimate growth and overestimate site index in young stands. The new model can be recommended for height prediction and site-quality assessment in interior spruce.

La croissance en hauteur de peuplements équiennes dominés par l’épinette a été modélisée dans la zone biogéoclimatique subboréale de l’épinette en Colombie-Britannique, au Canada, en utilisant des données d’analyses de tige (AT) et de placettes échantillons permanentes (PEP). Le modèle est basé sur une formulation d’équation différentielle stochastique (EDS) dérivée de l’équation de croissance de Bertalanffy et Richards. L’approche de l’EDS prend en compte l’autocorrélation temporelle et l’hétérogénéité de la variance et rend possible la vérification d’hypothèses. Nous avons trouvé des différences statistiquement significatives entre les relations hauteur–âge calculées à partir des données d’AT et de PEP qui pourraient être dues au biais causé par des changements de dominance des arbres utilisés pour les AT. La structure de l’erreur associée aux AT et aux PEP était aussi significativement différente. En combinant ces deux sources de données de façon à respecter ces différentes structures d’erreur, le biais a été réduit et la précision a été augmentée. Quatre paramétrages ont été testés, le meilleur étant une version polymorphique. Le modèle final s’ajuste bien aux données et ne comporte pas de biais important pour l’ensemble des valeurs d’âge et de qualité de station. Le modèle d’indice de qualité de station couramment utilisé pour l’épinette sous-estimait la croissance et surestimait l’indice de qualité de station des jeunes peuplements. Le nouveau modèle peut être recommandé pour prédire la hauteur et la qualité de station de l’épinette de l’intérieur.

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2010

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