Estimating the foliage area of Maritime pine (Pinus pinaster Aït.) branches and crowns with application to modelling the foliage area distribution in the crown

Annabel Porté; Alexandre Bosc; Isabelle Champion; Denis Loustau

doi:doi:10.1051/forest:2000110

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Volume 57 / No 1 (January 2000)

Ann. For. Sci., 57 1 (2000) 73-86

Abstract

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Issue		Ann. For. Sci. Volume 57, Number 1, January 2000


Page(s)		73 - 86
DOI		https://doi.org/10.1051/forest:2000110

DOI: 10.1051/forest:2000110

Ann. For. Sci. 57 (2000) 73-86

Estimating the foliage area of Maritime pine (Pinus pinaster Aït.) branches and crowns with application to modelling the foliage area distribution in the crown

Annabel Porté ${^{\rm a}}$ , Alexandre Bosc ${^{\rm a}}$ , Isabelle Champion ${^{\rm b}}$ and Denis Loustau ${^{\rm a}}$

${^{\rm a}}$ INRA Pierroton, Station de Recherches Forestières, Laboratoire d'Écophysiologie et de Nutrition, BP. 45, F-33611 Gazinet Cedex, France

${^{\rm b}}$ INRA Laboratoire de Bioclimatologie, BP. 81, F-33833 Villenave d'Ornon, France

Received 26 August 1998; accepted 4 October 1999)

Abstract:

Destructive measurements of architecture and biomass were performed on 63 trees from three Pinus pinaster stands (5, 21 and 26 year-old) in order to determine the quantity and distribution of foliage area inside the crown. Allometric equations were developed per site and needle age, which allowed to correctly calculate ( R² = 0.71 to 0.79) the foliage area of a branch, knowing its basal diameter and its relative insertion height in the crown. Using these equations, we estimated total crown foliage area. A non-linear function of tree diameter and tree age was fitted to these data ( R² = 0.82 and 0.88). On the 5 and 26 year-old stands, we combined the branch level models and the architectural measurements to develop probability functions describing the vertical and horizontal foliage area distributions inside the crown. The parameters of the beta functions varied with needle and stand age, foliage being located mostly in the upper and outer part of the crown for the adult tree, whereas it was more abundant in the inner and lower parts of the crown in the 5 year-old trees. A simple representation of crown shape was added to the study, so that knowing tree age and diameter, it could be possible to fully describe the quantity of foliage area and its localisation inside a maritime pine crown.

maritime pine / foliage area / foliage distribution / allometric
relationship

Résumé:

Estimation de la surface foliaire de branches et de houppiers de Pin maritime (Pinus pinaster Aït.) et son application pour modéliser la distribution de la surface foliaire dans le houppier. Afin de déterminer la quantité et la distribution de la surface foliaire dans un houppier de pin maritime, nous avons réalisé une analyse destructive de l'architecture et de la biomasse de 63 arbres issus de trois peuplements âgés de 5, 21 et 26 ans. Des équations allométriques par peuplement et année foliaire permettent de calculer correctement ( R² = 0,71 à 0,79) la surface foliaire d'une branche connaissant son diamètre et sa hauteur relative d'insertion. L'utilisation de ces équations a permis d'estimer la surface foliaire totale du houppier. Un modèle arbre correspondant à une fonction puissance du diamètre de l'arbre et de l'inverse de son âge a été ajusté sur ces valeurs ( R² = 0,80 et 0,88). D'autre part, la combinaison des modèles branches et des mesures architecturales a permis de paramétrer des fonctions de type bêta, sur les sites de 5 et 26 ans, décrivant les distributions verticales et horizontales de la surface foliaire dans le houppier. Leurs paramètres variaient avec l'âge du site et de la cohorte : le feuillage étant localisé dans la partie supérieure et extérieure du houppier chez les arbres adultes, et davantage vers le bas et l'intérieur de la couronne des arbres de 5 ans. Une représentation simplifiée de la forme du houppier a été ajoutée à l'établissement des profils de surface foliaire afin que la connaissance de l'âge et du diamètre à 1,30 m d'un pin maritime suffisent à établir une description quantitative et qualitative de son feuillage.

pin maritime / surface foliaire / distribution foliaire / relations
allométriques

Correspondence and reprints: Annabel Porté
Tel. (33) 05 57 97 90 34; Fax. (33) 05 56 68 05 46; e-mail: Annabel.Porte@pierroton.inra.fr

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