Ann. For. Sci. 53 (1996) 1-20
DOI: 10.1051/forest:19960101

A model of even-aged beech stands productivity with process-based interpretations

JF Dhôte

Laboratoire de recherches en sciences forestières, ENGREF-INRA, 14, rue Girardet, 54042 Nancy, France

Abstract - In order to describe the productivity of pure even-aged stands of common beech, a system of three differential equations is proposed for dominant height, basal area and total volume growth. The model was derived and fitted to 317 observation periods in 29 long-term experimental plots ranging from northwest to northeast France. It involves parameters at the forest and stand levels. Site index is the asymptote of the height-age curve. Model structure is such that, for any given height, some differences in total volume yield exist between stands of different productivities. This result is in contradiction with Eichhorn's rule. However, in our model, no parameter other than site index is necessary to characterize stand productivity. The possibility to generalize the model to a larger range of ecological conditions is discussed by a process-based interpretation. The site dependence of the parameters can be understood by reference to carbon-balance models. A linear relationship between basal area and height-growth rates is investigated by a separate model of sapwood geometry and dynamics.

Résumé - Un modèle de productivité des hêtraies régulières avec des interprétations écophysiologiques. Afin de décrire la productivité de peuplements purs et réguliers de hêtre, on propose un système de trois équations différentielles pour la hauteur dominante, la surface terrière et le volume. Le modèle a été construit et ajusté à partir de 317 périodes d'observations dans 29 anciennes placettes expérimentales réparties entre le nord-ouest et le nord-est de la France. Il comprend des paramètres aux niveaux de la forêt et du peuplement. L'indice de fertilité est l'asymptote des courbes hauteur- âge. La structure du modèle est telle que, pour une hauteur dominante donnée, la production totale en volume diffère entre peuplements de fertilités différentes. Ce résultat est en contradiction avec la loi d'Eichhorn. Pourtant, dans notre modèle, seul l'indice de fertilité est nécessaire pour caractériser la production d'un peuplement. À partir d'une interprétation écophysiologique, on discute la possibilité de généraliser ce modèle à une large gamme de conditions écologiques. La dépendance des paramètres par rapport au milieu peut être justifiée par référence aux modèles de bilan de carbone. La relation linéaire entre croissances en hauteur et en surface terrière est explorée grâce à un modèle de la géométrie et de la dynamique de l'aubier.

Key words: Fagus sylvatica L / stand productivity / Eichhorn's rule / growth and yield models / carbon-balance models / sapwood

Mots clés : Fagus sylvatica L / productivité des peuplements / loi d'Eichhorn / modèles de croissance / modèles de bilan de carbone / aubier