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Issue
Ann. For. Sci.
Volume 57, Number 7, October/November 2000
Page(s) 701 - 716
DOI http://dx.doi.org/10.1051/forest:2000151
DOI: 10.1051/forest:2000151

Ann. For. Sci. 57 (2000) 701-716

Modélisation de la structure locale et simulation d'éclaircies dans un peuplement hétérogène

Jean-Claude Pierrat

Laboratoire INRA/ENGREF de Recherches en Sciences Forestières, Unité Dynamique des Systèmes Forestiers, École Nationale du Génie Rural, des Eaux et des Forêts, 14, rue Girardet, 54042 Nancy

(Reçu le 20 mai 1999 ; accepté le 8 novembre 1999)

Abstract:

Modelling local structure and simulation of thinning in a mixed stand. We extend a previous model [5] to predict the characteristics (diameter distribution and spatial structure) of a mixed stand after a local and selective thinning, knowing initial characteristics. The stand is divided into plots with constant number of trees. A plot is described by a vector including the area and the number of trees in each diameter class of each species. In a plot, the selection of the trees that are to be thinned is based on their rank according to some criterion. These criterions and the number of trees to be thinned depend on the area and on the composition of the plot. For a randomly sampled plot, the probability law of the state vector is modelled by a mixture of multinomial distributions (with coefficients depending on the area), which reflects the spatial structure at the plot scale. For a particular stand, the parameters of the mixture are estimated by maximum likelihood with the EM algorithm, using a sample of plots. Then, the particular components are estimated and the laws of the order statistics are computed. From there, we deduce the expected number of thinned trees by class and the new probability law of the plot. The model is applied and validated on a mixed oak-beech stand. We choose a thinning strategy and show the influence of factors on the harvest and on the structure of the neighbour trees. In conclusion, applications and extension of the model are discussed in order to define and compare local thinning.


Keywords: selective thinning / mixed stand / mixture of statistical distribution

Résumé:

Nous étendons un précèdent modèle [5] pour prédire les caractéristiques (distribution des diamètres et structure spatiale) d'un peuplement hétérogène après éclaircie locale et sélective à partir des caractéristiques initiales. Nous considérons un peuplement divisé en placeaux d'un nombre constant d'arbres, décrits par leur surface et par les nombres d'arbres par classe de diamètre pour chaque espèce. Localement la sélection des arbres est basée sur un nombre d'arbres à prélever en suivant un certain classement. Tous les deux dépendent de l'état du placeau. La loi de l'état d'un placeau a été modélisée par un mélange de lois multinômiales ayant des coefficients dépendants de la surface. Pour un peuplement particulier, nous avons estimé ces paramètres (par maximum de vraisemblance à l'aide de l'algorithme EM et d'un échantillon de placeaux) puis les effectifs des composantes du mélange. Nous en déduisons les lois des statistiques d'ordre, puis de celles ci les effectifs moyens prélevés dans chaque classe et la loi du placeau après coupe. Le modèle est validé sur un peuplement mélangé de hêtres et de chênes. Nous choisissons une stratégie de prélèvement, et montrons l'influence de différents facteurs sur les produits prélevés et sur les associations entre arbres de même placeau. En discussion, des applications et des extensions du modèle de prélèvement sont proposées pour aider à définir et comparer les consignes d'éclaircie.


Mots clé : sylviculture locale et sélective / peuplement hétérogène / mélange de distribution statistique

Correspondance et tirés à part : Jean-Claude Pierrat
Tel. (33) 03 83 39 68 00 ; Fax. (33) 03 83 30 22 54 ;
e-mail : pierrat@nancy-engref.inra.fr

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