Ann. For. Sci. 64 (2007) 707-718
DOI: 10.1051/forest:2007051

Predicting the vertical location of branches along Atlas cedar stem (Cedrus atlantica Manetti) in relation to annual shoot length

François Courbet^a, Sylvie Sabatier^b and Yann Guédon<sup>c

a</sup>  INRA, Unité de Recherches forestières méditerranéennes, Domaine Saint Paul, Site Agroparc, 84914 Avignon Cedex 9, France
^b  Unité CIRAD - CNRS - INRA - IRD - Université Montpellier 2 "botanique et bioinformatique de l'architecture des plantes" TA40/PS2, Boulevard de la Lironde, 34398 Montpellier Cedex 5, France
^c  CIRAD, UMR DAP and INRIA, Virtual Plants, TA 40/02, 34398 Montpellier Cedex 5, France

(Received 8 September 2006; accepted 19 February 2007; published online 11 October 2007)

Abstract - A model for the vertical location of whorl and interwhorl branches was constructed for Atlas cedar (Cedrus atlantica Manetti). The vertical location of branches in the crown partly governs their further growth and mortality from which depend (i) the stem growth and form and (ii) the quality of lumber and veneer, including wood knots. The modeling method, based on an architectural approach, reveals branching patterns. Each annual shoot was considered as a sequence of successive positions, unbranched or branched with two types of branch: short or long shoot. Branching sequences were analyzed using hidden semi-Markov chains. A wide range of annual shoot lengths was sampled in order to determine the relationships between sequence length and the characteristics of every zone identified (frequency of every type of axillary production, probability of zone occurrence and probability of transition to the following zone). The model predicts branch vertical position which can be used as inputs for branch diameter and mortality models.

Résumé - Prédiction de la position verticale des branches le long du tronc du cèdre de l'Atlas (Cedrus atlantica Manetti) en relation avec la longueur de pousse annuelle. Un modèle donnant la position verticale des branches verticillaires et interverticillaires a été établi pour le cèdre de l'Atlas (Cedrus atlantica Manetti). La position verticale des branches dans le houppier détermine en partie leur développement ultérieur et leur mortalité dont dépendent (i) la croissance et la forme de la tige et (ii) la qualité des sciages et des placages comprenant les noeuds. La méthode de modélisation, basée sur une approche architecturale, met en évidence les caractéristiques de la branchaison. Chaque pousse annuelle est considérée comme une séquence de positions successives soit sans branche, soit porteuse d'un rameau court ou long. Les séquences ont été analysées en utilisant les semi-chaînes de Markov cachées. Une large gamme de longueur de pousse a été échantillonnée pour évaluer les relations entre la longueur des séquences et les caractéristiques des zones identifiées (fréquence de chaque type de production axillaire, probabilité de la présence de la zone et probabilité de transition vers la zone suivante). Le modèle prédit la position verticale des branches qui peut être ensuite utilisée comme entrée de modèles de diamètre et de mortalité de ces branches.

Key words: branching pattern / branch vertical location / hidden semi-Markov chain / Cedrus atlantica

Mots clés : branchaison / position verticale des branches / semi-chaîne de Markov cachée / Cedrus atlantica

Corresponding author: courbet@avignon.inra.fr

© INRA, EDP Sciences 2007