Ann. For. Sci. 64 (2007) 365-374
DOI: 10.1051/forest:2007013

A state-space approach to stand growth modelling of European beech

Thomas Nord-Larsen and Vivian K. Johannsen

Forest & Landscape, Denmark, Copenhagen University, Hørsholm Kongevej 11, DK-2970 Hørsholm, Denmark

(Received 7 September 2006; accepted 20 December 2006 ; published online 24 May 2007)

Abstract - Static models of forest growth, such as yield tables or cumulative growth functions, generally fail to recognize that forest stands are dynamic systems, subject to changes in growth dynamics due to silvicultural interventions or natural dynamics. Based on experimental data, covering a wide range of initial spacings and thinning practises, we developed a dynamic stand growth model of European beech in Denmark. The model entailed three equations for predicting dominant height growth, basal area growth, and mortality. The signs of the parameter estimates generally corroborated the anticipated growth paths of dominant height and basal area. Although statistical tests indicated significant systematic deviations between observed and predicted values, the deviations were small and of little practical importance. Cross validation procedures indicated that the model may be applied across a wide range of growth conditions and thinning practises without significant loss of precision.

Résumé - Une approche état-espace de la modélisation de la croissance des peuplements de hêtre. Les modèles statiques de croissance des peuplements forestiers, tels que les tables de production ou les fonctions cumulatives de croissance, ne reconnaissent pas que les peuplements forestiers sont des systèmes dynamiques, soumis à des changements de dynamiques de croissance dus aux interventions sylvicoles ou à des dynamiques naturelles. Sur la base de données expérimentales, couvrant un large éventail d'espacements initiaux et de pratiques d'éclaircie, nous avons développé un modèle dynamique de croissance de peuplement pour le hêtre au Danemark. Le modèle comporte trois équations pour prédire la croissance de la hauteur dominante, la croissance de la surface terrière et la mortalité. Les signes des paramètres estimés ont confirmé en général la trajectoire prévue de la croissance de la hauteur dominante et de la surface terrière. Bien que les tests statistiques aient indiqué des déviations systématiques significatives entre valeurs observées et valeurs prédites, les déviations ont été faibles et de peu d'importance pratique. Des procédures de validation croisées ont indiqué que le modèle peut être appliqué dans un large éventail de conditions de croissance et de pratiques sylvicoles sans perte significative de précision.

Key words: difference equation / dominant height / basal area / stem number / Fagus sylvatica L.

Mots clés : équation aux différences / hauteur dominante / surface terrière / nombre de troncs / Fagus sylvatica L.

Corresponding author: tnl@kvl.dk

© INRA, EDP Sciences 2007