Ann. For. Sci. 64 (2007) 491-501
DOI: 10.1051/forest:2007026

Stand biometry and leaf area distribution in an old olive grove at Andria, southern Italy

Jan Cermák^a, Jan Gaspárek^a, Francesca De Lorenzi^b and Hamlyn G. Jones<sup>c

a</sup>  Institute of Forest Ecology, Mendel University of Agriculture and Forestry, Zemedelská 3, CZ 61300 Brno, Czech Republic
^b  Institute for Mediterraean Agicultural and Forest Systems (ISAFOM-CNE), Via Patacca 85, 80056 Ercolano (NA), Italy
^c  Division of Environmental and Applied Biology, University of Dundee at SCRI, Scottish Crop Research Institute, Invergowrie, Dundee DD2 5DA, United Kingdom

(Received 26 June 2006; accepted 26 January 2007; published online 17 July 2007)

Abstract - The objectives of this paper were (1) to provide general biometry data for an 80-year-old olive (Olea europea L., cv. Coratina) grove in Andria, southern Italy, and (2) to compare different methods for estimating leaf area distributions. Stand biometry was represented by a stocking density of 132 trees ha^-1, mean spacing of 8.7 m and mean social area (proportional to spacing and tree size) of about 76 m² per tree. Trunk total circumference averaged 110 cm and after subtraction of missing or dead parts of stems averaged 81 cm, projected area of crowns averaged 17.7 m² and the mean tree height was 4.9 m. Leaf distribution was evaluated using calibrated ground-based side photographs through image analysis and through using a simple canopy-layer model (considering hollow volume within tree crowns) and double-Gaussian curves. The mean leaf size was about 5 cm² (distributed in a log-normal manner over the range of 2 to 12 cm²). Considering whole tree crowns, the mean leaf density was about 2.6 m² m^-3; the maximum leaf area occurred in canopy layers between 1.5 to 3 m, tailing with a steeper slope to the crown base and a less steep slope to the tree-top. The foliated volume of olive crowns (mean 33.2 m³) contained on average 145 thousand leaves of the total area of 72.6 m². The corresponding leaf area index on the stand level (LAI_grove = 0.96), was rather low due to low stocking density. However when taking into account only the projected crown areas (and avoiding free space between trees), the mean LAI reached about 3.5 (range from 1-7). The radial pattern of leaf distribution derived from image analysis indicated peak LAI_rad values at a distance from the stem of about 60 to 70% of crown radius in trees of different size. The applicability of different approaches to the estimation of the necessary allometric parameters is discussed.

Résumé - Dendrométrie et distribution de la surface foliaire dans une vieille oliveraie près d'Andria, dans le sud de l'Italie. L'objectif de ce travail a été d'obtenir des données biométriques générales pour une vieille oliveraie de 80 ans (Olea europea L., cv. Coratina) installée près d'Andria, dans le sud de l'Italie, et de comparer différentes méthodes d'estimation de la surface foliaire. L'oliveraie comportait 132 arbres à l'hectare avec un espacement moyen de 8,7 m et une surface sociale moyenne (proportionnelle à l'espacement et à la taille des arbres) d'environ 76 m²par arbre. La circonférence des arbres atteignait en moyenne 110 cm et, après soustraction des disparus ou des parties mortes des troncs, elle atteignait en moyenne 81 cm. La surface projetée des couronnes atteignait en moyenne 17,7 m² et la hauteur moyenne des arbres était de 4,9 m. La distribution des feuilles a été évaluée en utilisant (i) un système de photographies à partir du sol suivies d'une analyse d'images, et (ii) un modèle simple de stratification de la canopée (en considérant un volume creux dans la couronne des arbres) et de doubles courbes de Gauss. La surface moyenne des feuilles était d'environ 5 cm² (distribution log-normale dans une gamme de 2 à 12 cm²). En considérant la totalité des couronnes des arbres, la densité moyenne des feuilles était d'environ 2,6 m²m³; le maximum de surface foliaire se situait dans les strates entre 1,5 et 3m, et diminuait rapidement vers la base de la couronne et plus graduellement vers le sommet de l'arbre. Le volume foliaire des couronnes des oliviers (en moyenne 33,2 m³) contenait en moyenne 145 000 feuilles pour un total de 72,6 m². L'indice foliaire à l'échelle de l'oliveraie (LAI_oliveraie = 0,96), était plutôt peu élevé, du fait du faible nombre d'arbre à l'hectare. Cependant, lorsque l'on prenait en compte uniquement la projection des surfaces des couronnes (en évitant les espaces libres entre les arbres) le LAI moyen atteignait environ 3,5 (écart de 1 à 7). Le modèle radial de distribution des feuilles dérivé de l'analyse d'image révélait un pic de LAI_rad à une distance d'environ 60 à 70 % du rayon des couronnes des arbres. L'utilité de ces différentes approches pour l'estimation de paramètres allométriques est discutée.

Key words: contour side photography / image analysis / geometrical modeling / vertical and radial leaf distribution / stem damage / crown form / biometry

Mots clés : photographie des contours / analyse d'image / modèle géométrique / distribution verticale et radiale des feuilles / dommages au tronc / forme de la couronne / biométrie

Corresponding author: cermak@mendelu.cz

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